Pod 生命周期与重启策略

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Pod 生命周期与重启策略相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

文章目录


Pod 生命周期

Pod 的创建过程

1、用户通过kubectl或其他api客户端提交需要创建的pod信息给apiServer。
2、apiServer开始生成pod对象的信息,并将信息存入etcd,然后返回确认信息至客户端。
3、apiServer开始反映etcd中的pod对象的变化,其它组件使用watch机制来跟踪检查apiServer上的变动。
4、scheduler发现有新的pod对象要创建,开始为Pod分配主机并将结果信息更新至apiServer。
5、node节点上的kubelet发现有pod调度过来,尝试调用docker启动容器,并将结果回送至apiServer。
6、apiServer将接收到的pod状态信息存入etcd中。

pod的终止过程

1、用户向apiServer发送删除pod对象的命令。
2、apiServcer中的pod对象信息会随着时间的推移而更新,在宽限期内(默认30s),pod被视为dead。
3、将pod标记为terminating状态。
4、kubelet在监控到pod对象转为terminating状态的同时启动pod关闭过程。
5、端点控制器监控到pod对象的关闭行为时将其从所有匹配到此端点的service资源的端点列表中移除。
6、如果当前pod对象定义了preStop钩子处理器,则在其标记为terminating后即会以同步的方式启动执行。
7、pod对象中的容器进程收到停止信号。
8、宽限期结束后,若pod中还存在仍在运行的进程,那么pod对象会收到立即终止的信号。
9、kubelet请求apiServer将此pod资源的宽限期设置为0从而完成删除操作,此时pod对于用户已不可见。


初始化容器

初始化容器是在pod的主容器启动之前要运行的容器,主要是做一些主容器的前置工作,它具有两大特征:

  • 初始化容器必须运行完成直至结束,若某初始化容器运行失败,那么kubernetes需要重启它直到成功完成。
  • 初始化容器必须按照定义的顺序执行,当且仅当前一个成功之后,后面的一个才能运行。

初始化容器有很多的应用场景,下面列出的是最常见的几个:

  • 提供主容器镜像中不具备的工具程序或自定义代码。
  • 初始化容器要先于应用容器串行启动并运行完成,因此可用于延后应用容器的启动直至其依赖的条件得到满足。

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;']

钩子函数

钩子函数能够感知自身生命周期中的事件,并在相应的时刻到来时运行用户指定的程序代码。

kubernetes在主容器的启动之后和停止之前提供了两个钩子函数:

postStart:容器创建之后执行,如果失败了会重启容器
preStop :容器终止之前执行,执行完成之后容器将成功终止,在其完成之前会阻塞删除容器的操作

钩子处理器支持使用下面三种方式定义动作:

  • Exec命令:在容器内执行一次命令
……
  lifecycle:
    postStart: 
      exec:
        command:
        - cat
        - /tmp/healthy
……
  • TCPSocket:在当前容器尝试访问指定的socket
……      
  lifecycle:
    postStart:
      tcpSocket:
        port: 8080
……
  • HTTPGet:在当前容器中向某url发起http请求
……
  lifecycle:
    postStart:
      httpGet:
        path: / #URI地址
        port: 80 #端口号
        host: 192.168.5.3 #主机地址
        scheme: HTTP #支持的协议,http或者https
……

接下来,以exec方式为例,演示下钩子函数的使用,创建pod-hook-exec.yaml文件,内容如下:

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: # 在容器启动的时候执行一个命令,修改掉nginx的默认首页内容
          command: ["/bin/sh", "-c", "echo postStart... > /usr/share/nginx/html/index.html"]
      preStop:
        exec: # 在容器停止之前停止nginx服务
          command: ["/usr/sbin/nginx","-s","quit"]

容器探测用于检测容器中的应用实例是否正常工作,是保障业务可用性的一种传统机制。如果经过探测,实例的状态不符合预期,那么kubernetes就会把该问题实例" 摘除 ",不承担业务流量。kubernetes提供了两种探针来实现容器探测,分别是:

liveness probes:存活性探针,用于检测应用实例当前是否处于正常运行状态,如果不是,k8s会重启容器
readiness probes:就绪性探针,用于检测应用实例当前是否可以接收请求,如果不能,k8s不会转发流量

livenessProbe 决定是否重启容器,readinessProbe 决定是否将请求转发给容器。

上面两种探针目前均支持三种探测方式:

  • Exec命令:在容器内执行一次命令,如果命令执行的退出码为0,则认为程序正常,否则不正常
……
  livenessProbe:
    exec:
      command:
      - cat
      - /tmp/healthy
……
  • TCPSocket:将会尝试访问一个用户容器的端口,如果能够建立这条连接,则认为程序正常,否则不正常
……      
  livenessProbe:
    tcpSocket:
      port: 8080
……
  • HTTPGet:调用容器内Web应用的URL,如果返回的状态码在200和399之间,则认为程序正常,否则不正常
……
  livenessProbe:
    httpGet:
      path: / #URI地址
      port: 80 #端口号
      host: 127.0.0.1 #主机地址
      scheme: HTTP #支持的协议,http或者https
……

下面以liveness probes为例,做几个演示:

方式一:Exec

创建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"] # 执行一个查看文件的命令

方式二:TCPSocket

创建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 # 尝试访问8080端口

方式三:HTTPGet

创建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:  # 其实就是访问http://127.0.0.1:80/hello  
        scheme: HTTP #支持的协议,http或者https
        port: 80 #端口号
        path: /hello #URI地址

重启策略

一旦容器探测出现了问题,kubernetes就会对容器所在的Pod进行重启,其实这是由pod的重启策略决定的,pod的重启策略有 3 种,分别如下:

Always :容器失效时,自动重启该容器,这也是默认值。
OnFailure : 容器终止运行且退出码不为0时重启
Never : 不论状态为何,都不重启该容器

重启策略适用于pod对象中的所有容器,首次需要重启的容器,将在其需要时立即进行重启,随后再次需要重启的操作将由kubelet延迟一段时间后进行,且反复的重启操作的延迟时长以此为10s、20s、40s、80s、160s和300s,300s是最大延迟时长。

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 # 设置重启策略为Never

以上是关于Pod 生命周期与重启策略的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

Docker 与 K8S学习笔记(二十一)—— Pod生命周期重启策略与健康检查

再战 k8s:Pod 生命周期与重启策略

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