Pod 生命周期

Pod 的創建過程

1、用戶通過kubectl或其他api客戶端提交需要創建的pod信息給apiServer。
2、apiServer開始生成pod對象的信息，并將信息存入etcd，然后返回確認信息至客戶端。
3、apiServer開始反映etcd中的pod對象的變化，其它組件使用watch機制來跟蹤檢查apiServer上的變動。
4、scheduler發現有新的pod對象要創建，開始為Pod分配主機并將結果信息更新至apiServer。
5、node節點上的kubelet發現有pod調度過來，嘗試調用docker啟動容器，并將結果回送至apiServer。
6、apiServer將接收到的pod狀態信息存入etcd中。

pod的終止過程

1、用戶向apiServer發送刪除pod對象的命令。
2、apiServcer中的pod對象信息會隨著時間的推移而更新，在寬限期內（默認30s），pod被視為dead。
3、將pod標記為terminating狀態。
4、kubelet在監控到pod對象轉為terminating狀態的同時啟動pod關閉過程。
5、端點控制器監控到pod對象的關閉行為時將其從所有匹配到此端點的service資源的端點列表中移除。
6、如果當前pod對象定義了preStop鉤子處理器，則在其標記為terminating后即會以同步的方式啟動執行。
7、pod對象中的容器進程收到停止信號。
8、寬限期結束后，若pod中還存在仍在運行的進程，那么pod對象會收到立即終止的信號。
9、kubelet請求apiServer將此pod資源的寬限期設置為0從而完成刪除操作，此時pod對于用戶已不可見。

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初始化容器

初始化容器是在pod的主容器啟動之前要運行的容器，主要是做一些主容器的前置工作，它具有兩大特征：

• 初始化容器必須運行完成直至結束，若某初始化容器運行失敗，那么kubernetes需要重啟它直到成功完成。
• 初始化容器必須按照定義的順序執行，當且僅當前一個成功之后，后面的一個才能運行。

初始化容器有很多的應用場景，下面列出的是最常見的幾個：

• 提供主容器鏡像中不具備的工具程序或自定義代碼。
• 初始化容器要先于應用容器串行啟動并運行完成，因此可用于延后應用容器的啟動直至其依賴的條件得到滿足。

示例：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-initcontainer
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: main-container
    image: nginx:1.17.1
    ports: 
    - name: nginx-port
      containerPort: 80
  initContainers:
  - name: test-mysql
    image: busybox:1.30
    command: ['sh', '-c', 'until ping 192.168.90.14 -c 1 ; do echo waiting for mysql...; sleep 2; done;']
  - name: test-redis
    image: busybox:1.30
    command: ['sh', '-c', 'until ping 192.168.90.15 -c 1 ; do echo waiting for reids...; sleep 2; done;']

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鉤子函數

鉤子函數能夠感知自身生命周期中的事件，并在相應的時刻到來時運行用戶指定的程序代碼。

kubernetes在主容器的啟動之后和停止之前提供了兩個鉤子函數：

postStart：容器創建之后執行，如果失敗了會重啟容器
preStop ：容器終止之前執行，執行完成之后容器將成功終止，在其完成之前會阻塞刪除容器的操作

鉤子處理器支持使用下面三種方式定義動作：

• Exec命令：在容器內執行一次命令

……
  lifecycle:
    postStart: 
      exec:
        command:
        - cat
        - /tmp/healthy
……

• TCPSocket：在當前容器嘗試訪問指定的socket

……      
  lifecycle:
    postStart:
      tcpSocket:
        port: 8080
……

• HTTPGet：在當前容器中向某url發起http請求

……
  lifecycle:
    postStart:
      httpGet:
        path: / #URI地址
        port: 80 #端口號
        host: 192.168.5.3 #主機地址
        scheme: HTTP #支持的協議，http或者https
……

接下來，以exec方式為例，演示下鉤子函數的使用，創建pod-hook-exec.yaml文件，內容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-hook-exec
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: main-container
    image: nginx:1.17.1
    ports:
    - name: nginx-port
      containerPort: 80
    lifecycle:
      postStart: 
        exec: # 在容器啟動的時候執行一個命令，修改掉nginx的默認首頁內容
          command: ["/bin/sh", "-c", "echo postStart... > /usr/share/nginx/html/index.html"]
      preStop:
        exec: # 在容器停止之前停止nginx服務
          command: ["/usr/sbin/nginx","-s","quit"]

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容器探測用于檢測容器中的應用實例是否正常工作，是保障業務可用性的一種傳統機制。如果經過探測，實例的狀態不符合預期，那么kubernetes就會把該問題實例" 摘除 "，不承擔業務流量。kubernetes提供了兩種探針來實現容器探測，分別是：

liveness probes：存活性探針，用于檢測應用實例當前是否處于正常運行狀態，如果不是，k8s會重啟容器
readiness probes：就緒性探針，用于檢測應用實例當前是否可以接收請求，如果不能，k8s不會轉發流量

livenessProbe 決定是否重啟容器，readinessProbe 決定是否將請求轉發給容器。

上面兩種探針目前均支持三種探測方式：

• Exec命令：在容器內執行一次命令，如果命令執行的退出碼為0，則認為程序正常，否則不正常

……
  livenessProbe:
    exec:
      command:
      - cat
      - /tmp/healthy
……

• TCPSocket：將會嘗試訪問一個用戶容器的端口，如果能夠建立這條連接，則認為程序正常，否則不正常

……      
  livenessProbe:
    tcpSocket:
      port: 8080
……

• HTTPGet：調用容器內Web應用的URL，如果返回的狀態碼在200和399之間，則認為程序正常，否則不正常

……
  livenessProbe:
    httpGet:
      path: / #URI地址
      port: 80 #端口號
      host: 127.0.0.1 #主機地址
      scheme: HTTP #支持的協議，http或者https
……

下面以liveness probes為例，做幾個演示：

方式一：Exec

創建pod-liveness-exec.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-liveness-exec
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
    ports: 
    - name: nginx-port
      containerPort: 80
    livenessProbe:
      exec:
        command: ["/bin/cat","/tmp/hello.txt"] # 執行一個查看文件的命令

方式二：TCPSocket

創建pod-liveness-tcpsocket.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-liveness-tcpsocket
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
    ports: 
    - name: nginx-port
      containerPort: 80
    livenessProbe:
      tcpSocket:
        port: 8080 # 嘗試訪問8080端口

方式三：HTTPGet

創建pod-liveness-httpget.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-liveness-httpget
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
    ports:
    - name: nginx-port
      containerPort: 80
    livenessProbe:
      httpGet:  # 其實就是訪問http://127.0.0.1:80/hello  
        scheme: HTTP #支持的協議，http或者https
        port: 80 #端口號
        path: /hello #URI地址

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重啟策略

一旦容器探測出現了問題，kubernetes就會對容器所在的Pod進行重啟，其實這是由pod的重啟策略決定的，pod的重啟策略有 3 種，分別如下：

Always ：容器失效時，自動重啟該容器，這也是默認值。
OnFailure ： 容器終止運行且退出碼不為0時重啟
Never ： 不論狀態為何，都不重啟該容器

重啟策略適用于pod對象中的所有容器，首次需要重啟的容器，將在其需要時立即進行重啟，隨后再次需要重啟的操作將由kubelet延遲一段時間后進行，且反復的重啟操作的延遲時長以此為10s、20s、40s、80s、160s和300s，300s是最大延遲時長。

示例：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-restartpolicy
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
    ports:
    - name: nginx-port
      containerPort: 80
    livenessProbe:
      httpGet:
        scheme: HTTP
        port: 80
        path: /hello
  restartPolicy: Never # 設置重啟策略為Never