【Spark on K8S】Spark里的k8s client

1 Overview

目前在我们的应用下，会有这样的一种特殊的场景。比如说 Driver 创建在 A 集群，但是需要 Driver 将 Executor Pod 创建到 B 集群去。所以我们这里会有两个集群的 master url，分别是集群 A 和集群 B。那么创建任务的模式就是 spark-subtit 的 master url 指向集群 A，然后给 Driver 的 k8s client 设置其创建 Executor Pod 的 master url 指向 B，那么在现有 Spark 的参数下，能否直接通过 SparkConf 或者环境变量来实现这一点呢？我们看看源码。 对于这样的需求，我们首先需要去了解 Spark 是如何跟 k8s 集群打交道的。Spark on K8S 在 submit 的时候默认是直接在 K8S Master 节点提交，通过 --master 或者 SparkConf 中的 spark.master 来指定。

The Spark master, specified either via passing the --master command line argument to spark-submit or by setting spark.master in the application’s configuration, must be a URL with the format k8s://<api_server_url>. Prefixing the master string with k8s:// will cause the Spark application to launch on the Kubernetes cluster, with the API server being contacted at api_server_url. If no HTTP protocol is specified in the URL, it defaults to https. For example, setting the master to k8s://example.com:443 is equivalent to setting it to k8s://https://example.com:443, but to connect without TLS on a different port, the master would be set to k8s://http://example.com:8443.

这样其实就很容易理解了，就是在 spark-submit 的时候，通过 Java 的 k8s client 来连接集群的 apiserver url，并且将 Driver Pod 的构建信息，通过 POST 请求发过去 k8s 集群的 apiserver，apiserver 在收到请求之后，创建出 Driver Pod。Spark 中封装的 k8s client 的主要代码在 SparkKubernetesClientFactory，这里构建一个 client，需要传入一些参数，比如 namespace，sparkConf 这些，这些是用来给 Java 版本的 k8s client 构建时候需要的参数来传递的。

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查看这个方法在下面几个类中有使用。可以理解的是，当进行 spark-submit 的时候，就需要创建一个 k8s client 来连接 k8s 集群。其次就是创建完 Driver Pod 之后，同样在 Driver 的进程中，也需要创建一个 k8s client 的实例来连接 k8s 集群，从而创建 Executor Pod。

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这里通过代码，也可以看到，在 Spark 里，k8s client 分为两类，Driver 和 Submission。

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2 Submission 的 k8s client

spark-submit 阶段连接 k8s 集群的目的是创建 Driver Pod，下图的过程是先通过 createKubernetesClient 这个方法，传入参数，构建出 Spark 封装出来的 k8s client，然后进入 run() 方法仔细看一下创建的过程。

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先看一下 master 参数，这里的 master 就是 spark-submit 的时候指定的了，如果要改，那就直接改提交时候的脚本就可以了。

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从下图可以看到，构建 Driver Pod 的过程就是先构建好 Driver 容器，然后配置一些 Volumes 之类的其他属性或者组件，最后包出来一个 DrIver Pod，扔给 Spark 的 k8s client 来给 apiserver 发。最后还能看到注册了一个 watcher，这个 watcher 就是来 watch spark-submit 的过程。

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Submission 的 k8s client 的作用就是直接跟 k8s 的 apiserver 通信，把需要提交的命令提交给 apiserver，然后 apiserver 去创建 Driver 的 Pod。

3 Driver 的 k8s client

在 KubernetesClusterManager 要做的事情是继承了 ExternalClusterManager 也就是 Spark 里的外部集群管理的组件，k8s client 是在创建调度的 Backend 做的事情 createSchedulerBackend，因为没有 k8s client，那这个 k8s 的集群管理器 ClusterManager。

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在 Driver 里创建一个 k8s client 需要一个 masterURL。如果我们希望在 Driver 里传入另一个 apiserver 的地址，而不是用 in-cluster 的模式来创建 Executor，那么这段代码就需要仔细看看了。

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经过测试之后，发现这里面的 apiServerUri 恒等于默认值 https://kubernetes.default.svc。所以说目前如果要通过 Spark Conf 来直接修改 Driver 创建 Executor 发送的 apiserver 地址，可能是做不到的。源码做不到，也不代表我们没办法，可能对于需要鉴权和安全认证的 apiserver 是比较麻烦的，以为还需要传证书之类的东西，如果是简单的不需要鉴权和认证的 apiserver，这里加个环境变量，或者 Spark Conf，去控制 Driver 的行为，读环境变量里的 apiserver 的 url 就可以了。

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在 Driver 中真正通过 k8s client 来创建 Executor Pod 是在 ExecutorPodAllocator 中。类似于 spark-submit 创建 Driver Pod 的过程，这里也是通过各种步骤把 Executor 从容器到 Pod 定义定好，然后再通过 spark k8s client 提交给 apiserver。

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4 Summary

Spark on Kubernetes 的模块代码量不多，源码很好分析，当然因为还比较新，所以很多功能支持上也就可能不如 Yarn 了，不过 Kuberenetes 本身有很多 trick，Spark 任务只要被 spark-submit 提交上去了，基本上就是 Kubernetes 里随便玩了，但是 Executor 毕竟是 Drvier 来创建的，所以想随心所欲，还是很难的，有时候甚至要去改 Spark 里 Driver 去创建 Executor Pod 的逻辑。