缓存管理自动化：JuiceFS 企业版 Cache Group Operator 新特性发布

近期，JuiceFS 企业版推出了 Cache Group Operator，用于自动化创建和管理缓存组集群。Operator 是一种简化 Kubernetes 应用管理的工具，它能够自动化应用程序的生命周期管理任务，使部署、扩展和运维更加高效。

在推出 Operator 之前，我们曾通过 StatefulSet 或 DaemonSet 的方式为用户提供缓存组创建功能，但用户在使用这种方式时存在以下不便之处：

节点配置不灵活：无法在同一集群内针对不同节点类型或资源（如挂载参数、缓存组权重、缓存盘等）进行单独配置；
手动管理节点：需要依赖人工监控并手动添加或移除节点，操作繁琐且易出错；
缓存清理不自动化：缓存清理需手动执行，缺乏自动化支持。

为了解决这些问题，JuiceFS 推出了 Cache Group Operator，提供以下功能：

在同一集群中配置不同的节点类型和资源，满足不同的节点的需求;
支持平滑添加或移除节点，尽可能减小加减节点期间缓存命中率波动;
自动缓存清理;
通过 UI 的形式可视化管理缓存组集群。

01 如何使用 Operator

安装 Operator

首先，添加 JuiceFS Helm 仓库并更新：

helm repo add juicefs https://juicedata.github.io/charts/
helm repo update

使用 Helm 安装 JuiceFS Cache Group Operator：

helm upgrade --install juicefs-cache-group-operator juicefs/juicefs-cache-group-operator -n juicefs-cache-group --create-namespace

用户可以使用 kubectl wait 等待 Operator 准备就绪：

kubectl wait -n juicefs-cache-group --for=condition=Available=true --timeout=120s deployment/juicefs-cache-group-operator

创建缓存组集群

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: juicefs-secret
  namespace: juicefs-cache-group
type: Opaque
stringData:
  name: juicefs-xx
  token: xx
  access-key: xx
  secret-key: xx
---
apiVersion: juicefs.io/v1
kind: CacheGroup
metadata:
  name: cachegroup-sample
  namespace: juicefs-cache-group
spec:
  secretRef:
    name: juicefs-secret
  worker:
    template:
      nodeSelector:
        juicefs.io/cg-worker: "true"
      image: juicedata/mount:ee-5.1.1-1faf43b
      opts:
        - group-weight=100
      resources:
        requests:
          cpu: 100m
          memory: 128Mi
        limits:
          cpu: 1
          memory: 1Gi

我们给需要节点添加如下标签，即可添加一个缓存组节点

kubectl label node node1 juicefs.io/cg-worker=true

缓存节点可能存在异构的配置（例如缓存盘的大小不一样），此时可以通过 spec.worker.overwrite 字段来为不同的节点指定不同的配置：

apiVersion: juicefs.io/v1
kind: CacheGroup
metadata:
  name: cachegroup-sample
spec:
  worker:
    template:
      nodeSelector:
        juicefs.io/cg-worker: "true"
      image: juicedata/mount:ee-5.1.1-1faf43b
      hostNetwork: true
      cacheDirs:
        - path: /var/jfsCache-0
          type: HostPath
      opts:
        - group-weight=100
        # 单位 MiB
        - cache-size=2048
    overwrite:
      - nodes:
          - k8s-03
        # 也可以使用 nodeSelector
        # nodeSelector:
        #   kubernetes.io/hostname: k8s-02
        opts:
          # 单位 MiB
          - cache-size=1024
          - group-weight=50
        cacheDirs:
        - path: /var/jfsCache-1
          type: HostPath
        - path: /var/jfsCache-2
          type: HostPath

获取缓存组状态

$ kubectl get cachegroups


NAME                CACHE GROUP NAME                        PHASE   READY   AGE
cachegroup-sample   juicefs-cache-group-cachegroup-sample   Ready   1/1     10s

当 phase 状态变为 Ready 时，表示缓存组已成功创建。接下来，用户可以在客户端上添加挂载参数，以开始使用缓存组：

juicefs mount xx -o cache-group=juicefs-cache-group-cachegroup-sample,no-sharing

平滑增删节点

当节点发生变更时，缓存组 Operator 会以平滑的形式增删节点，具体逻辑如下：

当新增节点时，缓存组 Operator 会自动创建新的 Worker Pod，并添加 group-backup 挂载参数。如果新的 Worker Pod 接收到应用请求，并且发现缓存未命中，这个 Worker Pod 会将请求转发给其它缓存节点，确保缓存可以命中。默认 10 分钟后，group-backup 挂载参数会被移除掉，可以通过 spec.backupDuration 来控制默认时间：
```
apiVersion: juicefs.io/v1
kind: CacheGroup
metadata:
  name: cachegroup-sample
spec:
  backupDuration: 10m
```
当移除节点时，缓存组 Operator 会先尝试将节点上的缓存数据迁移到其它节点，然后再删除节点。最长等待数据迁移时间默认为 1 小时，可以通过 spec.waitingDeletedMaxDuration 来控制默认时间：
```
apiVersion: juicefs.io/v1
kind: CacheGroup
metadata:
  name: cachegroup-sample
spec:
  waitingDeletedMaxDuration: 1h
```