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快速入门：使用 .NET 创建 Batch 池并运行作业

项目
04/28/2023

本快速入门通过运行一个使用 Azure Batch .NET API 的 C# 应用，展示了如何开始使用 Azure Batch。 .NET 应用会：

将多个输入数据文件上传到 Azure 存储 Blob 容器，以供用于 Batch 任务处理。
创建一个池，其中包含两个虚拟机 (VM) 或计算节点（均运行 Windows Server）。
创建一个作业，该作业在节点上运行任务，使用 Windows 命令行处理每个输入文件。
显示各个任务返回的输出文件。

完成本快速入门后，你将了解 Batch 服务的关键概念，并准备好将 Batch 用于更现实、更大规模的工作负载。

先决条件

具有活动订阅的 Azure 帐户。如果你没有帐户，请免费创建一个。
Batch 帐户及其关联的 Azure 存储帐户。你可以使用以下任一方法创建这些帐户：Azure CLI | Azure 门户 | Bicep | ARM 模板 | Terraform。
适用于 Linux 或 Windows 的 Visual Studio 2019（或更高版本）或 .NET 6.0（或更高版本）。

运行应用

为了完成本快速入门，请下载或克隆应用、提供帐户值、构建和运行应用，并验证输出内容。

下载或克隆该应用

从 GitHub 下载或克隆 Azure Batch .NET 快速入门应用。若要使用 Git 客户端克隆应用存储库，请使用以下命令：

git clone https://github.com/Azure-Samples/batch-dotnet-quickstart.git

提供帐户信息

该应用需要使用 Batch 和存储帐户名称、帐户密钥值以及 Batch 帐户终结点。你可以通过 Azure 门户、Azure API 或命令行工具获取这些信息。

若要从 Azure 门户获取帐户信息，请执行以下操作：

在 Azure 搜索栏中，搜索并选择你的 Batch 帐户名称。
在 Batch 帐户页面上，从左侧导航栏中选择“密钥”。
在“密钥”页面上，复制以下值：

批处理帐户
帐户终结点
主访问密钥
存储帐户名称
Key1

导航到所下载的 batch-dotnet-quickstart 文件夹，并在 Program.cs 中编辑凭据字符串，以提供复制的值：

// Batch account credentials
private const string BatchAccountName = "<batch account>";
private const string BatchAccountKey  = "<primary access key>";
private const string BatchAccountUrl  = "<account endpoint>";

// Storage account credentials
private const string StorageAccountName = "<storage account name>";
private const string StorageAccountKey  = "<key1>

重要

在实际使用时，不建议在应用源代码中公开帐户密钥。正确的做法是限制对这些凭据的访问权限，通过使用变量或配置文件来在代码中引用它们。最好是将 Batch 和存储帐户密钥存储在 Azure 密钥保管库中。

构建和运行应用并查看输出内容

若要 Batch 工作流的操作情况，请在 Visual Studio 中构建并运行应用程序。还可使用命令行 dotnet build 和 dotnet run 命令。

在 Visual Studio 中：

打开 BatchDotNetQuickstart.sln 文件，右键单击解决方案资源管理器中的解决方案，然后选择“生成”。如果出现提示，请使用 NuGet 包管理器来更新或还原 NuGet 包。
生成完成后，在顶部菜单栏中选择 BatchDotNetQuickstart 来运行应用。

采用默认配置的典型运行时间约为 5 分钟。初始池节点设置花费的时间最多。若要重新运行作业，请从以前的运行中删除作业，但不要删除池。在预配置的池中，该作业数秒即可完成。

该应用将返回类似于以下示例的输出：

Sample start: 11/16/2022 4:02:54 PM

Container [input] created.
Uploading file taskdata0.txt to container [input]...
Uploading file taskdata1.txt to container [input]...
Uploading file taskdata2.txt to container [input]...
Creating pool [DotNetQuickstartPool]...
Creating job [DotNetQuickstartJob]...
Adding 3 tasks to job [DotNetQuickstartJob]...
Monitoring all tasks for 'Completed' state, timeout in 00:30:00...

当池的计算节点启动时，会在 Monitoring all tasks for 'Completed' state, timeout in 00:30:00... 出现暂停。创建任务后，Batch 会将要在池中运行的任务排队。在第一个计算节点可用后，第一个任务将在该节点上运行。你可以从 Azure 门户中的 Batch 帐户页面监视节点、任务和作业状态。

每个任务完成后，都会显示类似于以下示例的输出：

Printing task output.
Task: Task0
Node: tvm-2850684224_3-20171205t000401z
Standard out:
Batch processing began with mainframe computers and punch cards. Today it still plays a central role...
stderr:
...

查看代码

请查看代码，了解 Azure Batch .NET 快速入门中的步骤。

创建服务客户端并上传资源文件

为了与存储帐户交互，应用会使用适用于 .NET 的 Azure 存储 Blob 客户端库来创建 BlobServiceClient。

var sharedKeyCredential = new StorageSharedKeyCredential(storageAccountName, storageAccountKey);
string blobUri = "https://" + storageAccountName + ".blob.core.windows.net";

var blobServiceClient = new BlobServiceClient(new Uri(blobUri), sharedKeyCredential);
return blobServiceClient;

该应用使用 blobServiceClient 引用在存储帐户中创建容器，然后将数据文件上传到该容器。存储中的文件定义为 Batch ResourceFile 对象，Batch 随后可将这些对象下载到计算节点。

List<string> inputFilePaths = new()
{
    "taskdata0.txt",
    "taskdata1.txt",
    "taskdata2.txt"
};

var inputFiles = new List<ResourceFile>();

foreach (var filePath in inputFilePaths)
{
    inputFiles.Add(UploadFileToContainer(containerClient, inputContainerName, filePath));
}

该应用会创建一个 BatchClient 对象，用来创建和管理 Batch 池、作业和任务。该 Batch 客户端将使用共享密钥身份验证。 Batch 还支持 Microsoft Entra 身份验证。
```
var cred = new BatchSharedKeyCredentials(BatchAccountUrl, BatchAccountName, BatchAccountKey);

 using BatchClient batchClient = BatchClient.Open(cred);
...
```

创建计算节点池

为了创建 Batch 池，应用使用 BatchClient.PoolOperations.CreatePool 方法设置节点数、VM 大小和池配置。下面的 VirtualMachineConfiguration 对象指定了对 Windows Server 市场映像的 ImageReference。 Batch 支持广泛的 Windows Server 和 Linux 市场 OS 映像，还支持自定义 VM 映像。

PoolNodeCount 和 VM 大小 PoolVMSize 是定义的常量。该应用会创建一个池包含 2 个 Standard_A1_v2 节点的池。就此快速入门而言，此节点大小在性能与成本之间达成了很好的平衡。

Commit 方法将池提交到 Batch 服务。


private static VirtualMachineConfiguration CreateVirtualMachineConfiguration(ImageReference imageReference)
{
    return new VirtualMachineConfiguration(
        imageReference: imageReference,
        nodeAgentSkuId: "batch.node.windows amd64");
}

private static ImageReference CreateImageReference()
{
    return new ImageReference(
        publisher: "MicrosoftWindowsServer",
        offer: "WindowsServer",
        sku: "2016-datacenter-smalldisk",
        version: "latest");
}

private static void CreateBatchPool(BatchClient batchClient, VirtualMachineConfiguration vmConfiguration)
{
    try
    {
        CloudPool pool = batchClient.PoolOperations.CreatePool(
            poolId: PoolId,
            targetDedicatedComputeNodes: PoolNodeCount,
            virtualMachineSize: PoolVMSize,
            virtualMachineConfiguration: vmConfiguration);

        pool.Commit();
    }
...

创建 Batch 作业

Batch 作业是对一个或多个任务进行逻辑分组。该作业包含这些任务的公用设置，例如优先级以及运行任务的池。

应用使用 BatchClient.JobOperations.CreateJob 方法在池中创建作业。 Commit 方法将作业提交到 Batch 服务。作业一开始没有任务。

try
{
    CloudJob job = batchClient.JobOperations.CreateJob();
    job.Id = JobId;
    job.PoolInformation = new PoolInformation { PoolId = PoolId };

    job.Commit();
}
...

创建任务

Batch 提供了多种将应用和脚本部署到计算节点的方式。该应用创建 CloudTask 输入 ResourceFile 对象的列表。每个任务使用 CommandLine 属性来处理输入文件。可在 Batch 命令行中指定应用或脚本。

以下代码中的命令行运行 Windows type 命令来显示输入文件。然后，应用使用 AddTask 方法将每个任务添加到作业，使任务按顺序在计算节点上运行。

for (int i = 0; i < inputFiles.Count; i++)
{
    string taskId = String.Format("Task{0}", i);
    string inputFilename = inputFiles[i].FilePath;
    string taskCommandLine = String.Format("cmd /c type {0}", inputFilename);

    var task = new CloudTask(taskId, taskCommandLine)
    {
        ResourceFiles = new List<ResourceFile> { inputFiles[i] }
    };
    tasks.Add(task);
}

batchClient.JobOperations.AddTask(JobId, tasks);

查看任务输出

该应用会创建一个 TaskStateMonitor 来监视任务并确保任务完成。当每个任务成功运行时，其输出将写入 stdout.txt。然后，应用使用 CloudTask.ComputeNodeInformation 属性来显示每个已完成的任务的 stdout.txt 文件。

foreach (CloudTask task in completedtasks)
{
    string nodeId = String.Format(task.ComputeNodeInformation.ComputeNodeId);
    Console.WriteLine("Task: {0}", task.Id);
    Console.WriteLine("Node: {0}", nodeId);
    Console.WriteLine("Standard out:");
    Console.WriteLine(task.GetNodeFile(Constants.StandardOutFileName).ReadAsString());
}

清理资源

应用自动删除所创建的存储容器，并允许你选择是否删除 Batch 池和作业。池和节点会在节点运行时产生费用，即使它们未运行作业也是如此。不再需要相应池时，请将其删除。

不再需要 Batch 帐户和存储帐户时，可删除包含这些帐户的资源组。在 Azure 门户，选择资源组页面顶部的“删除资源组”。在“删除资源组”屏幕上，输入资源组名称，然后选择“删除”。

后续步骤

在本快速入门中，你运行了一个应用，该应用使用 Batch .NET API 来创建 Batch 池、节点、作业和任务。作业将资源文件上传到存储容器，在节点上运行任务，并显示来自节点的输出。

现在你已经了解了 Batch 服务的关键概念，可以将 Batch 用于更现实、更大规模的工作负载了。若要详细了解 Azure Batch 并使用实际的应用程序演练并行工作负载，请继续学习 Batch .NET 教程。

使用 .NET 处理并行工作负荷

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