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JobとCronJob

Kubernetesでは、Webサーバーのような常駐型のアプリケーションだけでなく、一度だけ実行して終了するタスクや、定期的に実行されるタスクを管理するためのリソースも提供されています。それが Job と CronJob です。

Job (ジョブ)​

Jobは、1つ以上のPodを作成し、指定された数のPodが正常に終了（Succeeded）することを保証するリソースです。

主なユースケース​

  • データベースのマイグレーション
  • バッチ処理（データ集計、レポート生成など）
  • 一回限りの初期化スクリプト

マニフェスト例​

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: pi
spec:
  template:
    spec:
      containers:
      - name: pi
        image: perl:5.34.0
        command: ["perl",  "-Mbignum=bpi", "-wle", "print bpi(2000)"]
      restartPolicy: Never
  backoffLimit: 4

重要なパラメータ​

  • restartPolicy: Jobの場合は OnFailure または Never を指定します（Alwaysは不可）。
  • completions: 成功させるべき回数。
  • parallelism: 同時に実行するPodの数。
  • backoffLimit: 失敗時のリトライ回数（デフォルトは6）。

CronJob (クロンジョブ)​

CronJobは、Linuxのcron形式のスケジュールに基づいてJobを定期的に作成するリソースです。

主なユースケース​

  • 定期的なバックアップ
  • 定期的なメール配信
  • 深夜のデータクレンジング

マニフェスト例​

apiVersion: batch/v1
kind: CronJob
metadata:
  name: hello
spec:
  schedule: "*/1 * * * *"
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: hello
            image: busybox:1.28
            imagePullPolicy: IfNotPresent
            command:
            - /bin/sh
            - -c
            - date; echo Hello from the Kubernetes cluster
          restartPolicy: OnFailure

重要なパラメータ​

  • schedule: Cron形式のスケジュール（例: "0 0 * * *"）。
  • concurrencyPolicy:
    • Allow: 同時実行を許可（デフォルト）。
    • Forbid: 前のジョブが終わっていなければスキップ。
    • Replace: 前のジョブをキャンセルして新しいジョブを開始。
  • successfulJobsHistoryLimit: 成功したJobの履歴保持数（デフォルト3）。
  • failedJobsHistoryLimit: 失敗したJobの履歴保持数（デフォルト1）。

ベストプラクティス​

1. タイムアウトとクリーンアップの設定​

Jobが無限に実行され続けるのを防ぐため、また終了したPodがリソースを圧迫しないように設定します。

  • activeDeadlineSeconds: Jobの実行時間の制限（秒）。これを超えるとJobは強制終了されます。
  • ttlSecondsAfterFinished: Job終了後、指定秒数が経過するとJobリソース（および関連Pod）を自動削除します（TTL Controller）。
spec:
  ttlSecondsAfterFinished: 100 # 終了後100秒で削除
  activeDeadlineSeconds: 1800  # 30分でタイムアウト

2. 冪等性（Idempotency）の確保​

KubernetesのJobは、ネットワーク障害やノード障害により、稀に同じ処理が複数回実行される可能性があります。アプリケーション側で冪等性を担保する（同じ処理を何度実行しても結果が変わらないようにする）ことが重要です。

3. リソース制限の設定​

バッチ処理は高負荷になりがちです。他のアプリケーションへの影響を防ぐため、必ず resources.requests と resources.limits を設定しましょう。

4. 同時実行ポリシーの検討 (CronJob)​

ジョブの実行時間がスケジュール間隔を超える可能性がある場合、concurrencyPolicy を慎重に選択してください。データの整合性が重要な場合は Forbid が推奨されます。

5. 失敗時のハンドリング​

backoffLimit を適切に設定し、無限リトライを防ぎます。また、アプリケーションログを適切に出力し、失敗原因を調査できるようにしておきましょう。

6. startingDeadlineSeconds の設定（重要）​

.spec.startingDeadlineSeconds は、予定時刻を過ぎてからJobの開始を許容する秒数ですが、これはCronJobの停止を防ぐためにも重要です。 Kubernetesの仕様上、CronJobは「直近100回連続でスケジューリングに失敗する」と、それ以降Jobを生成しなくなります。startingDeadlineSeconds を設定していない場合、長期間の suspend: true や障害による連続失敗が100回に達すると、CronJobが壊れて再作成が必要になります。 この値を設定することで、判定対象が「その時間枠内での失敗」に限定されるため、意図しないCronJobの停止を防ぐことができます。

7. タイムゾーンの指定​

デフォルトではCronJobはUTC（協定世界時）で動作します。JST（日本標準時）で実行したい場合、Kubernetes 1.27以降（AKS 1.27以降）では .spec.timeZone フィールドを利用できます。

spec:
  timeZone: "Asia/Tokyo"
  schedule: "0 0 * * *" # JST 0:00に実行

8. Spot VM (Preemptible Node) の回避​

長時間実行される重要なバッチ処理は、コスト削減のためにSpot VM (Spot Node Pool) を使用しているクラスタであっても、Spot VM上での実行を避けるべきです。nodeAffinity を使用して、通常の（オンデマンド）ノードで実行されるように制御します。

    spec:
      template:
        spec:
          affinity:
            nodeAffinity:
              requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
                nodeSelectorTerms:
                - matchExpressions:
                  - key: kubernetes.azure.com/scalesetpriority
                    operator: NotIn
                    values:
                    - spot

参考文献​