容器化爬虫部署：基于K8s的任务调度与自动扩缩容设计

摘要

随着业务复杂度提升，单纯依靠定时任务和手工扩缩容已无法满足高并发、实时性和资源利用效率需求。本篇文章比较了两种基于 Kubernetes 的容器化爬虫调度与扩缩容方案：一种是利用 Kubernetes 原生的 CronJob 与 Horizontal Pod Autoscaler（HPA）；另一种是基于 KEDA（Kubernetes Event‑Driven Autoscaling）的事件驱动扩缩容。文章从调度灵活性、扩缩容粒度、实现难度、成本效率和生态成熟度五个维度进行对比，并给出完整的 YAML+Python 对比示例及推荐场景，帮助读者在不同业务场景下做出最佳选型。

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1. 选型背景

在分布式爬虫项目中，常见需求包括：

• 定时触发：夜间全量抓取或定时增量更新
• 动态扩缩容：根据任务队列积压或业务高峰动态调度更多爬虫容器
• 资源管控：控制并发爬取速率，避免目标站点封禁
• 监控告警：对失败率、时延、资源使用进行实时监控

传统做法常借助单机定时脚本 + Docker Compose，或自行编写调度器。但随着爬取量和业务复杂度增长，出现以下痛点：

1. 扩缩容延迟高：无法根据实时负载灵活伸缩，资源浪费或爬取缓慢。
2. 监控耦合度高：自研监控难与容器平台打通。
3. 维护成本大：需要额外开发和运维管理。

因此，引入 Kubernetes 原生能力或 KEDA 事件驱动扩缩容成为可选方案。

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2. 技术对比维度

维度	CronJob + HPA	KEDA Event‑Driven
调度灵活性	基于 Cron 表达式，适合固定时段触发	支持多种事件源（队列长度、Kafka、Prometheus 指标等）
扩缩容粒度	HPA 支持基于 CPU/内存等指标	支持自定义指标（队列长度、HTTP 请求数）
实现难度	配置相对简单，Kubernetes 原生，无额外组件	需部署 KEDA 控制器，多一层依赖
成本效率	只付 Kubernetes 成本	多部署 KEDA 组件，成本略增
社区生态成熟度	Kubernetes 官方，生态完善	KEDA 社区活跃，官方背书

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3. 代码对比示例

3.1 方案 A：Kubernetes CronJob＋HorizontalPodAutoscaler

3.1.1 Kubernetes 资源定义

# cronjob-hpa.yaml
apiVersion: batch/v1
kind: CronJob
metadata:
  name: tianyancha-crawler
spec:
  schedule: "0 2 * * *"                  # 每天凌晨 2 点触发
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: crawler
            image: your-registry/tianyancha-crawler:latest
            env:
            - name: PROXY_HOST # 参考亿牛云代理 www.16yun.cn
              value: "proxy.16yun.cn" # 代理域名
            - name: PROXY_PORT
              value: "12345"              # 端口
            - name: PROXY_USER
              value: "16YUN"      # 用户名
            - name: PROXY_PASS
              value: "16IP"      # 密码
          restartPolicy: OnFailure
---
apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: crawler-hpa
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: batch/v1
    kind: CronJob
    name: tianyancha-crawler
  minReplicas: 1
  maxReplicas: 5
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 50        # CPU 利用率超过 50% 时扩容

3.1.2 Python 爬虫脚本（crawler.py）

# -*- coding: utf-8 -*-
import os
import requests
from bs4 import BeautifulSoup
import json

# ------ 参考亿牛云代理配置 www.16yun.cn ------
PROXY_HOST = os.getenv("proxy.16yun.cn")
PROXY_PORT = os.getenv("8100")
PROXY_USER = os.getenv("16YUN")
PROXY_PASS = os.getenv("16IP")
proxy_url = f"http://{PROXY_USER}:{PROXY_PASS}@{PROXY_HOST}:{PROXY_PORT}"
proxies = {"http": proxy_url, "https": proxy_url}

# ------ HTTP 请求头 & Cookie ------
headers = {
    "User-Agent": "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 "
                  "(KHTML, like Gecko) Chrome/90.0.4430.93 Safari/537.36",
}
cookies = {
    # 如果需要登录后 Cookie，可在此添加，如 {"_csrf_token": "xxx"}
}

def fetch_company_info(name):
    """根据公司名称抓取天眼查信息并返回 dict"""
    url = f"https://www.tianyancha.com/search?key={name}"
    resp = requests.get(url, headers=headers, cookies=cookies, proxies=proxies, timeout=15)
    soup = BeautifulSoup(resp.text, "lxml")

    # 示例解析逻辑（请根据真实页面结构调整）
    item = soup.select_one(".search-result-single")
    data = {
        "name": name,
        "credit_code": item.select_one(".credit-code").get_text(strip=True),
        "phone": item.select_one(".phone").get_text(strip=True),
        "legal_person": item.select_one(".legal-person").get_text(strip=True),
        "email": item.select_one(".email").get_text(strip=True),
        "registered_capital": item.select_one(".registered-capital").get_text(strip=True),
        "website": item.select_one(".website a")["href"],
        "established_date": item.select_one(".established-date").get_text(strip=True),
        "address": item.select_one(".address").get_text(strip=True),
        "description": item.select_one(".description").get_text(strip=True),
    }
    return data

def main():
    company_list = ["示例公司A", "示例公司B"]  # 可从文件、消息队列读取
    results = []
    for name in company_list:
        info = fetch_company_info(name)
        results.append(info)
    # 分类存储：根据注册资本大小分文件（示例）
    big = [r for r in results if float(r["registered_capital"].rstrip("万")) > 1000]
    small = [r for r in results if float(r["registered_capital"].rstrip("万")) <= 1000]
    with open("/data/big_company.json", "w", encoding="utf-8") as f:
        json.dump(big, f, ensure_ascii=False, indent=2)
    with open("/data/small_company.json", "w", encoding="utf-8") as f:
        json.dump(small, f, ensure_ascii=False, indent=2)

if __name__ == "__main__":
    main()

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3.2 方案 B：KEDA 事件驱动扩缩容

3.2.1 Kubernetes 资源定义

# crawler-deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: tianyancha-crawler
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: crawler
  template:
    metadata:
      labels:
        app: crawler
    spec:
      containers:
      - name: crawler
        image: your-registry/tianyancha-crawler:latest
        env:
        - name: PROXY_HOST
          value: "proxy.yiniuyun.com"
        - name: PROXY_PORT
          value: "12345"
        - name: PROXY_USER
          value: "your_username"
        - name: PROXY_PASS
          value: "your_password"
---
apiVersion: keda.sh/v1alpha1
kind: ScaledObject
metadata:
  name: crawler-scaledobject
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: tianyancha-crawler
  minReplicaCount: 1
  maxReplicaCount: 10
  triggers:
  - type: prometheus                   # 基于 Prometheus 自定义指标
    metadata:
      serverAddress: http://prometheus-operated.monitoring.svc:9090
      metricName: crawler_queue_length
      threshold: "50"
      query: sum(queue_length{job="tianyancha"})

说明：将爬虫任务推入消息队列（如 Kafka/RabbitMQ）或对 Prometheus 指标埋点，KEDA 根据队列深度或自定义指标自动扩缩容。

3.2.2 Python 爬虫脚本（同 3.1.2，可复用）

脚本可与方案 A 完全一致，部署方式和扩缩容策略不同，无需调整业务代码。

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4. 场景推荐

• 固定定时全量抓取，资源消耗可预估：选择 CronJob＋HPA。配置简单、易于运维。
• 异步消息队列触发或高峰期秒级拓展：选择 KEDA。支持多种事件源，扩缩容更灵活。
• 对运维成本敏感，已有 Prometheus 监控体系：CronJob＋HPA 即可满足多数需求。
• 需支持复杂业务触发（如 Kafka 消息、数据库表行数等）：KEDA 更能"一站式"接入。

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5. 结论

• 方案 A（CronJob＋HPA）：上手快、依赖少，适合业务固定且可预估资源的定时爬取场景。
• 方案 B（KEDA）：扩缩容粒度更灵活，事件驱动，适合高并发、异步触发或对接多种指标源的场景。

在实际生产中，可根据任务触发方式、并发峰值、监控体系成熟度及运维成本综合评估，亦可混合使用：核心夜间全量跑 CronJob，增量或高峰实时跑 KEDA。