[K8s]Kubernetes-工作负载（中）

Posted 2021-12-16 若水三千

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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[K8s]Kubernetes-工作负载（中）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

2 - 工作负载资源

2.1 - Deployments

一个 Deployment 为 Pods 和 ReplicaSets 提供声明式的更新能力。

你负责描述 Deployment 中的目标状态，而 Deployment 控制器（Controller）以受控速率更改实际状态，使其变为期望状态。你可以定义 Deployment 以创建新的 ReplicaSet，或删除现有 Deployment，并通过新的 Deployment 收养其资源。

说明： 不要管理 Deployment 所拥有的 ReplicaSet。如果存在下面未覆盖的使用场景，请考虑在 Kubernetes 仓库中提出 Issue。

用例

以下是 Deployments 的典型用例：

创建 Deployment 以将 ReplicaSet 上线。ReplicaSet 在后台创建 Pods。检查 ReplicaSet 的上线状态，查看其是否成功。
通过更新 Deployment 的 PodTemplateSpec，声明 Pod 的新状态。新的 ReplicaSet 会被创建，Deployment 以受控速率将 Pod 从旧 ReplicaSet 迁移到新 ReplicaSet。每个新的 ReplicaSet 都会更新 Deployment 的修订版本。
如果 Deployment 的当前状态不稳定，回滚到较早的 Deployment 版本。每次回滚都会更新 Deployment 的修订版本。
扩大 Deployment 规模以承担更多负载。
暂停 Deployment 以应用对 PodTemplateSpec 所作的多项修改，然后恢复其执行以启动新的上线版本。
使用 Deployment 状态来判定上线过程是否出现停滞。
清理较旧的不再需要的 ReplicaSet。

创建 Deployment

下面是 Deployment 示例。其中创建了一个 ReplicaSet，负责启动三个 nginx Pods：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.14.2
        ports:
        - containerPort: 80

在该例中：

创建名为 nginx-deployment（由 .metadata.name 字段标明）的 Deployment。
该 Deployment 创建三个（由 replicas 字段标明）Pod 副本。
selector 字段定义 Deployment 如何查找要管理的 Pods。在这里，你选择在 Pod 模板中定义的标签（app: nginx）。不过，更复杂的选择规则是也可能的，只要 Pod 模板本身满足所给规则即可。

说明：
spec.selector.matchLabels 字段是 key,value 键值对映射。在 matchLabels 映射中的每个 key,value 映射等效于 matchExpressions 中的一个元素，即其 key 字段是 “key”，operator 为 “In”，values 数组仅包含 “value”。在 matchLabels 和 matchExpressions 中给出的所有条件都必须满足才能匹配。

template 字段包含以下子字段：
- Pod 被使用 labels 字段打上 app: nginx 标签。
- Pod 模板规约（即 .template.spec 字段）指示 Pods 运行一个 nginx 容器，该容器运行版本为 1.14.2 的 nginx Docker Hub镜像。
- 创建一个容器并使用 name 字段将其命名为 nginx。

开始之前，请确保的 Kubernetes 集群已启动并运行。按照以下步骤创建上述 Deployment ：

通过运行以下命令创建 Deployment ：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/controllers/nginx-deployment.yaml

说明：你可以设置 --record 标志将所执行的命令写入资源注解 kubernetes.io/change-cause 中。这对于以后的检查是有用的。例如，要查看针对每个 Deployment 修订版本所执行过的命令。

运行 kubectl get deployments 检查 Deployment 是否已创建。如果仍在创建 Deployment，则输出类似于：

NAME               DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deployment   3         0         0            0           1s

在检查集群中的 Deployment 时，所显示的字段有：

NAME 列出了集群中 Deployment 的名称。
READY 显示应用程序的可用的副本数。显示的模式是“就绪个数/期望个数”。
UP-TO-DATE 显示为了达到期望状态已经更新的副本数。
AVAILABLE 显示应用可供用户使用的副本数。
AGE 显示应用程序运行的时间。

请注意期望副本数是根据 .spec.replicas 字段设置 3。

要查看 Deployment 上线状态，运行 kubectl rollout status deployment/nginx-deployment。

输出类似于：

   Waiting for rollout to finish: 2 out of 3 new replicas have been updated...
   deployment "nginx-deployment" successfully rolled out

几秒钟后再次运行 kubectl get deployments。输出类似于：

   NAME               DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
   nginx-deployment   3         3         3            3           18s

注意 Deployment 已创建全部三个副本，并且所有副本都是最新的（它们包含最新的 Pod 模板）并且可用。

要查看 Deployment 创建的 ReplicaSet（rs），运行 kubectl get rs。输出类似于：

   NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
   nginx-deployment-75675f5897   3         3         3       18s

ReplicaSet 输出中包含以下字段：

NAME 列出名字空间中 ReplicaSet 的名称；
DESIRED 显示应用的期望副本个数，即在创建 Deployment 时所定义的值。此为期望状态；
CURRENT 显示当前运行状态中的副本个数；
READY 显示应用中有多少副本可以为用户提供服务；
AGE 显示应用已经运行的时间长度。

注意 ReplicaSet 的名称始终被格式化为[Deployment名称]-[随机字符串]。其中的随机字符串是使用 pod-template-hash 作为种子随机生成的。

要查看每个 Pod 自动生成的标签，运行 kubectl get pods --show-labels。返回以下输出：

   NAME                                READY     STATUS    RESTARTS   AGE       LABELS
   nginx-deployment-75675f5897-7ci7o   1/1       Running   0          18s       app=nginx,pod-template-hash=3123191453
   nginx-deployment-75675f5897-kzszj   1/1       Running   0          18s       app=nginx,pod-template-hash=3123191453
   nginx-deployment-75675f5897-qqcnn   1/1       Running   0          18s       app=nginx,pod-template-hash=3123191453

所创建的 ReplicaSet 确保总是存在三个 nginx Pod。

说明： 你必须在 Deployment 中指定适当的选择算符和 Pod 模板标签（在本例中为 app: nginx）。标签或者选择算符不要与其他控制器（包括其他 Deployment 和 StatefulSet）重叠。 Kubernetes 不会阻止你这样做，但是如果多个控制器具有重叠的选择算符，它们可能会发生冲突执行难以预料的操作。

Pod-template-hash 标签

说明： 不要更改此标签。

Deployment 控制器将 pod-template-hash 标签添加到 Deployment 所创建或收留的每个 ReplicaSet 。

此标签可确保 Deployment 的子 ReplicaSets 不重叠。标签是通过对 ReplicaSet 的 PodTemplate 进行哈希处理。所生成的哈希值被添加到 ReplicaSet 选择算符、Pod 模板标签，并存在于在 ReplicaSet 可能拥有的任何现有 Pod 中。

更新 Deployment

说明： 仅当 Deployment Pod 模板（即 .spec.template）发生改变时，例如模板的标签或容器镜像被更新，才会触发 Deployment 上线。其他更新（如对 Deployment 执行扩缩容的操作）不会触发上线动作。

按照以下步骤更新 Deployment：

先来更新 nginx Pod 以使用 nginx:1.16.1 镜像，而不是 nginx:1.14.2 镜像。

   kubectl --record deployment.apps/nginx-deployment set image \\
    deployment.v1.apps/nginx-deployment nginx=nginx:1.16.1

或者使用下面的命令：

kubectl set image deployment/nginx-deployment nginx=nginx:1.16.1 --record

输出类似于：

deployment.apps/nginx-deployment image updated

或者，可以 edit Deployment 并将 .spec.template.spec.containers[0].image 从 nginx:1.14.2 更改至 nginx:1.16.1。

kubectl edit deployment.v1.apps/nginx-deployment

输出类似于：

deployment.apps/nginx-deployment edited

要查看上线状态，运行：

kubectl rollout status deployment/nginx-deployment

输出类似于：

Waiting for rollout to finish: 2 out of 3 new replicas have been updated...

或者

deployment "nginx-deployment" successfully rolled out

获取关于已更新的 Deployment 的更多信息：

在上线成功后，可以通过运行 kubectl get deployments 来查看 Deployment：输出类似于：

   NAME               DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
   nginx-deployment   3         3         3            3           36s

运行 kubectl get rs 以查看 Deployment 通过创建新的 ReplicaSet 并将其扩容到 3 个副本并将旧 ReplicaSet 缩容到 0 个副本完成了 Pod 的更新操作：

kubectl get rs

输出类似于：

NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-deployment-1564180365   3         3         3       6s
nginx-deployment-2035384211   0         0         0       36s

现在运行 get pods 应仅显示新的 Pods:

kubectl get pods

输出类似于：

NAME                                READY     STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deployment-1564180365-khku8   1/1       Running   0          14s
nginx-deployment-1564180365-nacti   1/1       Running   0          14s
nginx-deployment-1564180365-z9gth   1/1       Running   0          14s

下次要更新这些 Pods 时，只需再次更新 Deployment Pod 模板即可。

Deployment 可确保在更新时仅关闭一定数量的 Pod。默认情况下，它确保至少所需 Pods 75% 处于运行状态（最大不可用比例为 25%）。

Deployment 还确保仅所创建 Pod 数量只可能比期望 Pods 数高一点点。默认情况下，它可确保启动的 Pod 个数比期望个数最多多出 25%（最大峰值 25%）。

例如，如果仔细查看上述 Deployment，将看到它首先创建了一个新的 Pod，然后删除了一些旧的 Pods，并创建了新的 Pods。它不会杀死老 Pods，直到有足够的数量新的 Pods 已经出现。在足够数量的旧 Pods 被杀死前并没有创建新 Pods。它确保至少 2 个 Pod 可用，同时最多总共 4 个 Pod 可用。

获取 Deployment 的更多信息

kubectl describe deployments

输出类似于：

Name:                   nginx-deployment
Namespace:              default
CreationTimestamp:      Thu, 30 Nov 2017 10:56:25 +0000
Labels:                 app=nginx
Annotations:            deployment.kubernetes.io/revision=2
Selector:               app=nginx
Replicas:               3 desired | 3 updated | 3 total | 3 available | 0 unavailable
StrategyType:           RollingUpdate
MinReadySeconds:        0
RollingUpdateStrategy:  25% max unavailable, 25% max surge
Pod Template:
  Labels:  app=nginx
   Containers:
    nginx:
      Image:        nginx:1.16.1
      Port:         80/TCP
      Environment:  <none>
      Mounts:       <none>
    Volumes:        <none>
  Conditions:
    Type           Status  Reason
    ----           ------  ------
    Available      True    MinimumReplicasAvailable
    Progressing    True    NewReplicaSetAvailable
  OldReplicaSets:  <none>
  NewReplicaSet:   nginx-deployment-1564180365 (3/3 replicas created)
  Events:
    Type    Reason             Age   From                   Message
    ----    ------             ----  ----                   -------
    Normal  ScalingReplicaSet  2m    deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-2035384211 to 3
    Normal  ScalingReplicaSet  24s   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-1564180365 to 1
    Normal  ScalingReplicaSet  22s   deployment-controller  Scaled down replica set nginx-deployment-2035384211 to 2
    Normal  ScalingReplicaSet  22s   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-1564180365 to 2
    Normal  ScalingReplicaSet  19s   deployment-controller  Scaled down replica set nginx-deployment-2035384211 to 1
    Normal  ScalingReplicaSet  19s   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-1564180365 to 3
    Normal  ScalingReplicaSet  14s   deployment-controller  Scaled down replica set nginx-deployment-2035384211 to 0

可以看到，当第一次创建 Deployment 时，它创建了一个 ReplicaSet（nginx-deployment-2035384211）并将其直接扩容至 3 个副本。更新 Deployment 时，它创建了一个新的 ReplicaSet （nginx-deployment-1564180365），并将其扩容为 1，然后将旧 ReplicaSet 缩容到 2，以便至少有 2 个 Pod 可用且最多创建 4 个 Pod。然后，它使用相同的滚动更新策略继续对新的 ReplicaSet 扩容并对旧的 ReplicaSet 缩容。最后，你将有 3 个可用的副本在新的 ReplicaSet 中，旧 ReplicaSet 将缩容到 0。

回滚 Deployment

有时，你可能想要回滚 Deployment；例如，当 Deployment 不稳定时（例如进入反复崩溃状态）。默认情况下，Deployment 的所有上线记录都保留在系统中，以便可以随时回滚（你可以通过修改修订历史记录限制来更改这一约束）。

说明： Deployment 被触发上线时，系统就会创建 Deployment 的新的修订版本。这意味着仅当 Deployment 的 Pod 模板（.spec.template）发生更改时，才会创建新修订版本 -- 例如，模板的标签或容器镜像发生变化。其他更新，如 Deployment 的扩缩容操作不会创建 Deployment 修订版本。这是为了方便同时执行手动缩放或自动缩放。换言之，当你回滚到较早的修订版本时，只有 Deployment 的 Pod 模板部分会被回滚。

假设你在更新 Deployment 时犯了一个拼写错误，将镜像名称命名设置为 nginx:1.161 而不是 nginx:1.16.1：

kubectl set image deployment.v1.apps/nginx-deployment nginx=nginx:1.161 --record=true

输出类似于：

deployment.apps/nginx-deployment image updated

此上线进程会出现停滞。你可以通过检查上线状态来验证：

kubectl rollout status deployment/nginx-deployment

输出类似于：

Waiting for rollout to finish: 1 out of 3 new replicas have been updated...

按 Ctrl-C 停止上述上线状态观测。
你可以看到旧的副本有两个（nginx-deployment-1564180365 和 nginx-deployment-2035384211），新的副本有 1 个（nginx-deployment-3066724191）：

kubectl get rs

输出类似于：

NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-deployment-1564180365   3         3         3       25s
nginx-deployment-2035384211   0         0         0       36s
nginx-deployment-3066724191   1         1         0       6s

查看所创建的 Pod，你会注意到新 ReplicaSet 所创建的 1 个 Pod 卡顿在镜像拉取循环中。

kubectl get pods

输出类似于：

NAME                                READY     STATUS             RESTARTS   AGE
nginx-deployment-1564180365-70iae   1/1       Running            0          25s
nginx-deployment-1564180365-jbqqo   1/1       Running            0          25s
nginx-deployment-1564180365-hysrc   1/1       Running            0          25s
nginx-deployment-3066724191-08mng   0/1       ImagePullBackOff   0          6s

说明： Deployment 控制器自动停止有问题的上线过程，并停止对新的 ReplicaSet 扩容。这行为取决于所指定的 rollingUpdate 参数（具体为 maxUnavailable）。默认情况下，Kubernetes 将此值设置为 25%。

获取 Deployment 描述信息：

kubectl describe deployment

输出类似于：

Name:           nginx-deployment
Namespace:      default
CreationTimestamp:  Tue, 15 Mar 2016 14:48:04 -0700
Labels:         app=nginx
Selector:       app=nginx
Replicas:       3 desired | 1 updated | 4 total | 3 available | 1 unavailable
StrategyType:       RollingUpdate
MinReadySeconds:    0
RollingUpdateStrategy:  25% max unavailable, 25% max surge
Pod Template:
  Labels:  app=nginx
  Containers:
   nginx:
    Image:        nginx:1.91
    Port:         80/TCP
    Host Port:    0/TCP
    Environment:  <none>
    Mounts:       <none>
  Volumes:        <none>
Conditions:
  Type           Status  Reason
  ----           ------  ------
  Available      True    MinimumReplicasAvailable
  Progressing    True    ReplicaSetUpdated
OldReplicaSets:     nginx-deployment-1564180365 (3/3 replicas created)
NewReplicaSet:      nginx-deployment-3066724191 (1/1 replicas created)
Events:
  FirstSeen LastSeen    Count   From                    SubobjectPath   Type        Reason              Message
  --------- --------    -----   ----                    -------------   --------    ------              -------
  1m        1m          1       deployment-controller                 Normal      ScalingReplicaSet   Scaled up replica set nginx-deployment-2035384211 to 3
  22s       22s         1       deployment-controller                 Normal      ScalingReplicaSet   Scaled up replica set nginx-deployment-1564180365 to 1
  22s       22s         1       deployment-controller                 Normal      ScalingReplicaSet   Scaled down replica set nginx-deployment-2035384211 to 2
  22s       22s         1       deployment-controller                 Normal      ScalingReplicaSet   Scaled up replica set nginx-deployment-1564180365 to 2
  21s       21s         1       deployment-controller                 Normal      ScalingReplicaSet   Scaled down replica set nginx-deployment-2035384211 to 1
  21s       21s         1       deployment-controller                 Normal      ScalingReplicaSet   Scaled up replica set nginx-deployment-1564180365 to 3
  13s       13s         1       deployment-controller                 Normal      ScalingReplicaSet   Scaled down replica set nginx-deployment-2035384211 to 0
  13s       13s         1       deployment-controller                 Normal      ScalingReplicaSet   Scaled up replica set nginx-deployment-3066724191 to 1

要解决此问题，需要回滚到以前稳定的 Deployment 版本。

检查 Deployment 上线历史

按照如下步骤检查回滚历史：

首先，检查 Deployment 修订历史：

kubectl rollout history deployment.v1.apps/nginx-deployment

输出类似于：

deployments "nginx-deployment"
REVISION    CHANGE-CAUSE
1           kubectl apply --filename=https://k8s.io/examples/controllers/nginx-deployment.yaml --record=true
2           kubectl set image deployment.v1.apps/nginx-deployment nginx=nginx:1.9.1 --record=true
3           kubectl set image deployment.v1.apps/nginx-deployment nginx=nginx:1.91 --record=true

CHANGE-CAUSE 的内容是从 Deployment 的 kubernetes.io/change-cause 注解复制过来的。复制动作发生在修订版本创建时。你可以通过以下方式设置 CHANGE-CAUSE 消息：

使用 kubectl annotate deployment.v1.apps/nginx-deployment kubernetes.io/change-cause="image updated to 1.9.1" 为 Deployment 添加注解。
追加 --record 命令行标志以保存正在更改资源的 kubectl 命令。
手动编辑资源的清单。

要查看修订历史的详细信息，运行：

kubectl rollout history deployment.v1.apps/nginx-deployment --revision=2

输出类似于：

deployments "nginx-deployment" revision 2
  Labels:       app=nginx
          pod-template-hash=1159050644
  Annotations:  kubernetes.io/change-cause=kubectl set image deployment.v1.apps/nginx-deployment nginx=nginx:1.16.1 --record=true
  Containers:
   nginx:
    Image:      nginx:1.16.1
    Port:       80/TCP
     QoS Tier:
        cpu:      BestEffort
        memory:   BestEffort
    Environment Variables:      <none>
  No volumes.

回滚到之前的修订版本

按照下面给出的步骤将 Deployment 从当前版本回滚到以前的版本（即版本 2）。

假定现在你已决定撤消当前上线并回滚到以前的修订版本：

kubectl rollout undo deployment.v1.apps/nginx-deployment

输出类似于：

deployment.apps/nginx-deployment

或者，你也可以通过使用 --to-revision 来回滚到特定修订版本：

kubectl rollout undo deployment.v1.apps/nginx-deployment --to-revision=2

输出类似于：

deployment.apps/nginx-deployment

与回滚相关的指令的更详细信息，请参考 kubectl rollout。

现在，Deployment 正在回滚到以前的稳定版本。正如你所看到的，Deployment 控制器生成了回滚到修订版本 2 的 DeploymentRollback 事件。

检查回滚是否成功以及 Deployment 是否正在运行，运行：

kubectl get deployment nginx-deployment

输出类似于：

NAME               DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deployment   3         3         3            3           30m

获取 Deployment 描述信息：

kubectl describe deployment nginx-deployment

输出类似于：

Name:                   nginx-deployment
Namespace:              default
CreationTimestamp:      Sun, 02 Sep 2018 18:17:55 -0500
Labels:                 app=nginx
Annotations:            deployment.kubernetes.io/revision=4
                        kubernetes.io/change-cause=kubectl set image deployment.v1.apps/nginx-deployment nginx=nginx:1.16.1 --record=true
Selector:               app=nginx
Replicas:               3 desired | 3 updated | 3 total | 3 available | 0 unavailable
StrategyType:           RollingUpdate
MinReadySeconds:        0
RollingUpdateStrategy:  25% max unavailable, 25% max surge
Pod Template:
  Labels:  app=nginx
  Containers:
   nginx:
    Image:        nginx:1.16.1
    Port:         80/TCP
    Host Port:    0/TCP
    Environment:  <none>
    Mounts:       <none>
  Volumes:        <none>
Conditions:
  Type           Status  Reason
  ----           ------  ------
  Available      True    MinimumReplicasAvailable
  Progressing    True    NewReplicaSetAvailable
OldReplicaSets:  <none>
NewReplicaSet:   nginx-deployment-c4747d96c (3/3 replicas created)
Events:
  Type    Reason              Age   From                   Message
  ----    ------              ----  ----                   -------
  Normal  ScalingReplicaSet   12m   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-75675f5897 to 3
  Normal  ScalingReplicaSet   11m   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-c4747d96c to 1
  Normal  ScalingReplicaSet   11m   deployment-controller  Scaled down replica set nginx-deployment-75675f5897 to 2
  Normal  ScalingReplicaSet   11m   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-c4747d96c to 2
  Normal  ScalingReplicaSet   11m   deployment-controller  Scaled down replica set nginx-deployment-75675f5897 to 1
  Normal  ScalingReplicaSet   11m   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-c4747d96c to 3
  Normal  ScalingReplicaSet   11m   deployment-controller  Scaled down replica set nginx-deployment-75675f5897 to 0
  Normal  ScalingReplicaSet   11m   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-595696685f to 1
  Normal  DeploymentRollback  15s   deployment-controller  Rolled back deployment "nginx-deployment" to revision 2
  Normal  ScalingReplicaSet   15s   deployment-controller  Scaled down replica set nginx-deployment-595696685f to 0

缩放 Deployment

你可以使用如下指令缩放 Deployment：

kubectl scale deployment.v1.apps/nginx-deployment --replicas=10

输出类似于：

deployment.apps/nginx-deployment scaled

假设集群启用了Pod 的水平自动缩放，你可以为 Deployment 设置自动缩放器，并基于现有 Pods 的 CPU 利用率选择要运行的 Pods 个数下限和上限。

kubectl autoscale deployment.v1.apps/nginx-deployment --min=10 --max=15 --cpu-percent=80

输出类似于：

deployment.apps/nginx-deployment scaled

比例缩放

RollingUpdate 的 Deployment 支持同时运行应用程序的多个版本。当自动缩放器缩放处于上线进程（仍在进行中或暂停）中的 RollingUpdate Deployment 时，Deployment 控制器会平衡现有的活跃状态的 ReplicaSets（含 Pods 的 ReplicaSets）中的额外副本，以降低风险。这称为比例缩放（Proportional Scaling）。

例如，你正在运行一个 10 个副本的 Deployment，其 maxSurge=3，maxUnavailable=2。

确保 Deployment 的这 10 个副本都在运行。

kubectl get deploy

输出类似于：

NAME                 DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deployment     10        10        10           10          50s

更新 Deployment 使用新镜像，碰巧该镜像无法从集群内部解析。

kubectl set image deployment.v1.apps/nginx-deployment nginx=nginx:sometag

输出类似于：

deployment.apps/nginx-deployment image updated

镜像更新使用 ReplicaSet nginx-deployment-1989198191 启动新的上线过程，但由于上面提到的 maxUnavailable 要求，该进程被阻塞了。检查上线状态：

kubectl get rs

输出类似于：

NAME                          DESIRED   CURRENT   READY     AGE
nginx-deployment-1989198191   5         5         0         9s
nginx-deployment-618515232    8         8         8         1m

然后，出现了新的 Deployment 扩缩请求。自动缩放器将 Deployment 副本增加到 15。Deployment 控制器需要决定在何处添加 5 个新副本。如果未使用比例缩放，所有 5 个副本都将添加到新的 ReplicaSet 中。使用比例缩放时，可以将额外的副本分布到所有 ReplicaSet。较大比例的副本会被添加到拥有最多副本的 ReplicaSet，而较低比例的副本会进入到副本较少的 ReplicaSet。所有剩下的副本都会添加到副本最多的 ReplicaSet。具有零副本的 ReplicaSets 不会被扩容。

在上面的示例中，3 个副本被添加到旧 ReplicaSet 中，2 个副本被添加到新 ReplicaSet。假定新的副本都很健康，上线过程最终应将所有副本迁移到新的 ReplicaSet 中。要确认这一点，请运行：

kubectl get deploy

输出类似于：

NAME                 DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deployment     15        18        7            8           7m

上线状态确认了副本是如何被添加到每个 ReplicaSet 的。

kubectl get rs

输出类似于：

NAME                          DESIRED   CURRENT   READY     AGE
nginx-deployment-1989198191   7         7         0         7m
nginx-deployment-618515232    11        11        11        7m

暂停、恢复 Deployment

你可以在触发一个或多个更新之前暂停 Deployment，然后再恢复其执行。这样做使得你能够在暂停和恢复执行之间应用多个修补程序，而不会触发不必要的上线操作。

例如，对于一个刚刚创建的 Deployment：获取 Deployment 信息：

kubectl get deploy

输出类似于：

NAME      DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx     3         3         3            3           1m

获取上线状态：

kubectl get rs

输出类似于：

NAME               DESIRED   CURRENT   READY     AGE
nginx-2142116321   3         3         3         1m

使用如下指令暂停运行：

kubectl rollout pause deployment.v1.apps/nginx-deployment

输出类似于：

deployment.apps/nginx-deployment paused

接下来更新 Deployment 镜像：

kubectl set image deployment.v1.apps/nginx-deployment nginx=nginx:1.16.1

输出类似于：

deployment.apps/nginx-deployment image updated

注意没有新的上线被触发：

kubectl rollout history deployment.v1.apps/nginx-deployment

输出类似于：

deployments "nginx"
REVISION  CHANGE-CAUSE
1   <none>

获取上线状态确保 Deployment 更新已经成功：

kubectl get rs

输出类似于：

NAME               DESIRED   CURRENT   READY     AGE
nginx-2142116321   3         3         3         2m

你可以根据需要执行很多更新操作，例如，可以要使用的资源：

kubectl set resources deployment.v1.apps/nginx-deployment -c=nginx --limits=cpu=200m,memory=512Mi

输出类似于：

deployment.apps/nginx-deployment resource requirements updated

暂停 Deployment 之前的初始状态将继续发挥作用，但新的更新在 Deployment 被暂停期间不会产生任何效果。

最终，恢复 Deployment 执行并观察新的 ReplicaSet 的创建过程，其中包含了所应用的所有更新：

kubectl rollout resume deployment.v1.apps/nginx-deployment

输出：

deployment.apps/nginx-deployment resumed

观察上线的状态，直到完成。

kubectl get rs -w

输出类似于：

NAME               DESIRED   CURRENT   READY     AGE
nginx-2142116321   2         2         2         2m
nginx-3926361531   2         2         0         6s
nginx-3926361531   2         2         1         18s
nginx-2142116321   1         2         2         2m
nginx-2142116321   1         2         2         2m
nginx-3926361531   3         2         1         18s
nginx-3926361531   3         2         1         18s
nginx-2142116321   1         1         1         2m
nginx-3926361531   3         3         1         18s
nginx-3926361531   3         3         2         19s
nginx-2142116321   0         1         1         2m
nginx-2142116321   0         1         1         2m
nginx-2142116321   0         0         0         2m
nginx-3926361531   3         3         3         20s

获取最近上线的状态：

kubectl get rs

输出类似于：

NAME               DESIRED   CURRENT   READY     AGE
nginx-2142116321   0         0         0         2m
nginx-3926361531   3         3         3         28s

说明： 你不可以回滚处于暂停状态的 Deployment，除非先恢复其执行状态。

Deployment 状态

Deployment 的生命周期中会有许多状态。上线新的 ReplicaSet 期间可能处于 Progressing（进行中），可能是 Complete（已完成），也可能是 Failed（失败）以至于无法继续进行。

进行中的 Deployment

执行下面的任务期间，Kubernetes 标记 Deployment 为进行中（Progressing）：

Deployment 创建新的 ReplicaSet
Deployment 正在为其最新的 ReplicaSet 扩容
Deployment 正在为其旧有的 ReplicaSet(s) 缩容
新的 Pods 已经就绪或者可用（就绪至少持续了 MinReadySeconds 秒）。

你可以使用 kubectl rollout status 监视 Deployment 的进度。

完成的 Deployment

当 Deployment 具有以下特征时，Kubernetes 将其标记为完成（Complete）：

与 Deployment 关联的所有副本都已更新到指定的最新版本，这意味着之前请求的所有更新都已完成。
与 Deployment 关联的所有副本都可用。
未运行 Deployment 的旧副本。

你可以使用 kubectl rollout status 检查 Deployment 是否已完成。如果上线成功完成，kubectl rollout status 返回退出代码 0。

kubectl rollout status deployment/nginx-deployment

输出类似于：

Waiting for rollout to finish: 2 of 3 updated replicas are available...
deployment "nginx-deployment" successfully rolled out
$ echo $?
0

失败的 Deployment

你的 Deployment 可能会在尝试部署其最新的 ReplicaSet 受挫，一直处于未完成状态。造成此情况一些可能因素如下：

配额（Quota）不足
就绪探测（Readiness Probe）失败
镜像拉取错误
权限不足
限制范围（Limit Ranges）问题
应用程序运行时的配置错误

检测此状况的一种方法是在 Deployment 规约中指定截止时间参数： （[.spec.progressDeadlineSeconds]（#progress-deadline-seconds））。 .spec.progressDeadlineSeconds 给出的是一个秒数值，Deployment 控制器在（通过 Deployment 状态）标示 Deployment 进展停滞之前，需要等待所给的时长。

以下 kubectl 命令设置规约中的 progressDeadlineSeconds，从而告知控制器在 10 分钟后报告 Deployment 没有进展：

kubectl patch deployment.v1.apps/nginx-deployment -p \'"spec":"progressDeadlineSeconds":600\'

输出类似于：

deployment.apps/nginx-deployment patched

超过截止时间后，Deployment 控制器将添加具有以下属性的 DeploymentCondition 到 Deployment 的 .status.conditions 中：

Type=Progressing
Status=False
Reason=ProgressDeadlineExceeded

参考 Kubernetes API 约定获取更多状态状况相关的信息。

说明：
除了报告 Reason=ProgressDeadlineExceeded 状态之外，Kubernetes 对已停止的 Deployment 不执行任何操作。更高级别的编排器可以利用这一设计并相应地采取行动。例如，将 Deployment 回滚到其以前的版本。
如果你暂停了某个 Deployment，Kubernetes 不再根据指定的截止时间检查 Deployment 进展。你可以在上线过程中间安全地暂停 Deployment 再恢复其执行，这样做不会导致超出最后时限的问题。

Deployment 可能会出现瞬时性的错误，可能因为设置的超时时间过短，也可能因为其他可认为是临时性的问题。例如，假定所遇到的问题是配额不足。如果描述 Deployment，你将会注意到以下部分：

kubectl describe deployment nginx-deployment

输出类似于：

<...>
Conditions:
  Type            Status  Reason
  ----            ------  ------
  Available       True    MinimumReplicasAvailable
  Progressing     True    ReplicaSetUpdated
  ReplicaFailure  True    FailedCreate
<...>

如果运行 kubectl get deployment nginx-deployment -o yaml，Deployment 状态输出将类似于这样：

status:
  availableReplicas: 2
  conditions:
  - lastTransitionTime: 2016-10-04T12:25:39Z
    lastUpdateTime: 2016-10-04T12:25:39Z
    message: Replica set "nginx-deployment-4262182780" is progressing.
    reason: ReplicaSetUpdated
    status: "True"
    type: Progressing
  - lastTransitionTime: 2016-10-04T12:25:42Z
    lastUpdateTime: 2016-10-04T12:25:42Z
    message: Deployment has minimum availability.
    reason: MinimumReplicasAvailable
    status: "True"
    type: Available
  - lastTransitionTime: 2016-10-04T12:25:39Z
    lastUpdateTime: 2016-10-04T12:25:39Z
    message: \'Error creating: pods "nginx-deployment-4262182780-" is forbidden: exceeded quota:
      object-counts, requested: pods=1, used: pods=3, limited: pods=2\'
    reason: FailedCreate
    status: "True"
    type: ReplicaFailure
  observedGeneration: 3
  replicas: 2
  unavailableReplicas: 2

最终，一旦超过 Deployment 进度限期，Kubernetes 将更新状态和进度状况的原因：

Conditions:
  Type            Status  Reason
  ----            ------  ------
  Available       True    MinimumReplicasAvailable
  Progressing     False   ProgressDeadlineExceeded
  ReplicaFailure  True    FailedCreate

可以通过缩容 Deployment 或者缩容其他运行状态的控制器，或者直接在命名空间中增加配额来解决配额不足的问题。如果配额条件满足，Deployment 控制器完成了 Deployment 上线操作，Deployment 状态会更新为成功状况（Status=True and Reason=NewReplicaSetAvailable）。

Conditions:
  Type          Status  Reason
  ----          ------  ------
  Available     True    MinimumReplicasAvailable
  Progressing   True    NewReplicaSetAvailable

Type=Available 加上 Status=True 意味着 Deployment 具有最低可用性。最低可用性由 Deployment 策略中的参数指定。Type=Progressing 加上 Status=True 表示 Deployment 处于上线过程中，并且正在运行，或者已成功完成进度，最小所需新副本处于可用。请参阅对应状况的 Reason 了解相关细节。在我们的案例中 Reason=NewReplicaSetAvailable 表示 Deployment 已完成。

你可以使用 kubectl rollout status 检查 Deployment 是否未能取得进展。如果 Deployment 已超过进度限期，kubectl rollout status 返回非零退出代码。

kubectl rollout status deployment/nginx-deployment

输出类似于：

Waiting for rollout to finish: 2 out of 3 new replicas have been updated...
error: deployment "nginx" exceeded its progress deadline

kubectl rollout 命令的退出状态为 1（表明发生了错误）：

$ echo $?
1

对失败 Deployment 的操作

可应用于已完成的 Deployment 的所有操作也适用于失败的 Deployment。你可以对其执行扩缩容、回滚到以前的修订版本等操作，或者在需要对 Deployment 的 Pod 模板应用多项调整时，将 Deployment 暂停。

清理策略

你可以在 Deployment 中设置 .spec.revisionHistoryLimit 字段以指定保留此 Deployment 的多少个旧有 ReplicaSet。其余的 ReplicaSet 将在后台被垃圾回收。默认情况下，此值为 10。

说明： 显式将此字段设置为 0 将导致 Deployment 的所有历史记录被清空，因此 Deployment 将无法回滚。

金丝雀部署

如果要使用 Deployment 向用户子集或服务器子集上线版本，则可以遵循资源管理所描述的金丝雀模式，创建多个 Deployment，每个版本一个。

编写 Deployment 规约

同其他 Kubernetes 配置一样，Deployment 需要 apiVersion，kind 和 metadata 字段。有关配置文件的其他信息，请参考部署 Deployment 、配置容器和使用 kubectl 管理资源等相关文档。

Deployment 对象的名称必须是合法的 DNS 子域名。Deployment 还需要 .spec 部分。

Pod 模板

.spec 中只有 .spec.template 和 .spec.selector 是必需的字段。

.spec.template 是一个 Pod 模板。它和 Pod 的语法规则完全相同。只是这里它是嵌套的，因此不需要 apiVersion 或 kind。

除了 Pod 的必填字段外，Deployment 中的 Pod 模板必须指定适当的标签和适当的重新启动策略。对于标签，请确保不要与其他控制器重叠。请参考选择算符。

只有 .spec.template.spec.restartPolicy 等于 Always 才是被允许的，这也是在没有指定时的默认设置。

副本

.spec.replicas 是指定所需 Pod 的可选字段。它的默认值是1。

选择算符

.spec.selector 是指定本 Deployment 的 Pod 标签选择算符的必需字段。

.spec.selector 必须匹配 .spec.template.metadata.labels，否则请求会被 API 拒绝。

在 API apps/v1版本中，.spec.selector 和 .metadata.labels 如果没有设置的话，不会被默认设置为 .spec.template.metadata.labels，所以需要明确进行设置。同时在 apps/v1版本中，Deployment 创建后 .spec.selector 是不可变的。

当 Pod 的标签和选择算符匹配，但其模板和 .spec.template 不同时，或者此类 Pod 的总数超过 .spec.replicas 的设置时，Deployment 会终结之。如果 Pods 总数未达到期望值，Deployment 会基于 .spec.template 创建新的 Pod。

说明： 你不应直接创建、或者通过创建另一个 Deployment，或者创建类似 ReplicaSet 或 ReplicationController 这类控制器来创建标签与此选择算符匹配的 Pod。如果这样做，第一个 Deployment 会认为它创建了这些 Pod。Kubernetes 不会阻止你这么做。

如果有多个控制器的选择算符发生重叠，则控制器之间会因冲突而无法正常工作。

策略

.spec.strategy 策略指定用于用新 Pods 替换旧 Pods 的策略。.spec.strategy.type 可以是 “Recreate” 或 “RollingUpdate”。“RollingUpdate” 是默认值。

重新创建 Deployment

如果 .spec.strategy.type==Recreate，在创建新 Pods 之前，所有现有的 Pods 会被杀死。

滚动更新 Deployment

Deployment 会在 .spec.strategy.type==RollingUpdate时，采取滚动更新的方式更新 Pods。你可以指定 maxUnavailable 和 maxSurge 来控制滚动更新过程。

最大不可用

.spec.strategy.rollingUpdate.maxUnavailable 是一个可选字段，用来指定更新过程中不可用的 Pod 的个数上限。该值可以是绝对数字（例如，5），也可以是所需 Pods 的百分比（例如，10%）。百分比值会转换成绝对数并去除小数部分。如果 .spec.strategy.rollingUpdate.maxSurge 为 0，则此值不能为 0。默认值为 25%。

例如，当此值设置为 30% 时，滚动更新开始时会立即将旧 ReplicaSet 缩容到期望 Pod 个数的70%。新 Pod 准备就绪后，可以继续缩容旧有的 ReplicaSet，然后对新的 ReplicaSet 扩容，确保在更新期间可用的 Pods 总数在任何时候都至少为所需的 Pod 个数的 70%。

最大峰值

.spec.strategy.rollingUpdate.maxSurge 是一个可选字段，用来指定可以创建的超出期望 Pod 个数的 Pod 数量。此值可以是绝对数（例如，5）或所需 Pods 的百分比（例如，10%）。如果 MaxUnavailable 为 0，则此值不能为 0。百分比值会通过向上取整转换为绝对数。此字段的默认值为 25%。

例如，当此值为 30% 时，启动滚动更新后，会立即对新的 ReplicaSet 扩容，同时保证新旧 Pod 的总数不超过所需 Pod 总数的 130%。一旦旧 Pods 被杀死，新的 ReplicaSet 可以进一步扩容，同时确保更新期间的任何时候运行中的 Pods 总数最多为所需 Pods 总数的 130%。

进度期限秒数

.spec.progressDeadlineSeconds 是一个可选字段，用于指定系统在报告 Deployment 进展失败之前等待 Deployment 取得进展的秒数。这类报告会在资源状态中体现为 Type=Progressing、Status=False、Reason=ProgressDeadlineExceeded。Deployment 控制器将持续重试 Deployment。将来，一旦实现了自动回滚，Deployment 控制器将在探测到这样的条件时立即回滚 Deployment。

如果指定，则此字段值需要大于 .spec.minReadySeconds 取值。

最短就绪时间

.spec.minReadySeconds 是一个可选字段，用于指定新创建的 Pod 在没有任意容器崩溃情况下的最小就绪时间，只有超出这个时间 Pod 才被视为可用。默认值为 0（Pod 在准备就绪后立即将被视为可用）。要了解何时 Pod 被视为就绪，可参考容器探针。

修订历史限制

Deployment 的修订历史记录存储在它所控制的 ReplicaSets 中。

.spec.revisionHistoryLimit 是一个可选字段，用来设定出于会滚目的所要保留的旧 ReplicaSet 数量。这些旧 ReplicaSet 会消耗 etcd 中的资源，并占用 kubectl get rs 的输出。每个 Deployment 修订版本的配置都存储在其 ReplicaSets 中；因此，一旦删除了旧的 ReplicaSet，将失去回滚到 Deployment 的对应修订版本的能力。默认情况下，系统保留 10 个旧 ReplicaSet，但其理想值取决于新 Deployment 的频率和稳定性。

更具体地说，将此字段设置为 0 意味着将清理所有具有 0 个副本的旧 ReplicaSet。在这种情况下，无法撤消新的 Deployment 上线，因为它的修订历史被清除了。

paused（暂停的）

.spec.paused 是用于暂停和恢复 Deployment 的可选布尔字段。暂停的 Deployment 和未暂停的 Deployment 的唯一区别是，Deployment 处于暂停状态时，PodTemplateSpec 的任何修改都不会触发新的上线。Deployment 在创建时是默认不会处于暂停状态。

2.2 - ReplicaSet

ReplicaSet 的目的是维护一组在任何时候都处于运行状态的 Pod 副本的稳定集合。因此，它通常用来保证给定数量的、完全相同的 Pod 的可用性。

ReplicaSet 的工作原理

RepicaSet 是通过一组字段来定义的，包括一个用来识别可获得的 Pod 的集合的选择算符、一个用来标明应该维护的副本个数的数值、一个用来指定应该创建新 Pod 以满足副本个数条件时要使用的 Pod 模板等等。每个 ReplicaSet 都通过根据需要创建和删除 Pod 以使得副本个数达到期望值，进而实现其存在价值。当 ReplicaSet 需要创建新的 Pod 时，会使用所提供的 Pod 模板。

ReplicaSet 通过 Pod 上的 metadata.ownerReferences 字段连接到附属 Pod，该字段给出当前对象的属主资源。ReplicaSet 所获得的 Pod 都在其 ownerReferences 字段中包含了属主 ReplicaSet 的标识信息。正是通过这一连接，ReplicaSet 知道它所维护的 Pod 集合的状态，并据此计划其操作行为。

ReplicaSet 使用其选择算符来辨识要获得的 Pod 集合。如果某个 Pod 没有 OwnerReference 或者其 OwnerReference 不是一个控制器，且其匹配到某 ReplicaSet 的选择算符，则该 Pod 立即被此 ReplicaSet 获得。

何时使用 ReplicaSet

ReplicaSet 确保任何时间都有指定数量的 Pod 副本在运行。然而，Deployment 是一个更高级的概念，它管理 ReplicaSet，并向 Pod 提供声明式的更新以及许多其他有用的功能。因此，我们建议使用 Deployment 而不是直接使用 ReplicaSet，除非你需要自定义更新业务流程或根本不需要更新。

这实际上意味着，你可能永远不需要操作 ReplicaSet 对象：而是使用 Deployment，并在 spec 部分定义你的应用。

示例

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: frontend
  labels:
    app: guestbook
    tier: frontend
spec:
  # modify replicas according to your case
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      tier: frontend
  template:
    metadata:
      labels:
        tier: frontend
    spec:
      containers:
      - name: php-redis
        image: gcr.io/google_samples/gb-frontend:v3

将此清单保存到 frontend.yaml 中，并将其提交到 Kubernetes 集群，应该就能创建 yaml 文件所定义的 ReplicaSet 及其管理的 Pod。

kubectl apply -f https://kubernetes.io/examples/controllers/frontend.yaml

你可以看到当前被部署的 ReplicaSet：

kubectl get rs

并看到你所创建的前端：

NAME       DESIRED   CURRENT   READY   AGE
frontend   3         3         3       6s

你也可以查看 ReplicaSet 的状态：

kubectl describe rs/frontend

你会看到类似如下的输出：

Name:		frontend
Namespace:	default
Selector:	tier=frontend
Labels:		app=guestbook
		tier=frontend
Annotations:  kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration:
                "apiVersion":"apps/v1","kind":"ReplicaSet","metadata":"annotations":,"labels":"app":"guestbook","tier":"frontend","name":"frontend",...
Replicas:	3 current / 3 desired
Pods Status:	3 Running / 0 Waiting / 0 Succeeded / 0 Failed
Pod Template:
  Labels:       tier=frontend
  Containers:
   php-redis:
    Image:      gcr.io/google_samples/gb-frontend:v3
    Port:         <none>
    Host Port:    <none>
    Environment:  <none>
    Mounts:             <none>
  Volumes:              <none>
Events:
  Type    Reason            Age   From                   Message
  ----    ------            ----  ----                   -------
  Normal  SuccessfulCreate  117s  replicaset-controller  Created pod: frontend-wtsmm
  Normal  SuccessfulCreate  116s  replicaset-controller  Created pod: frontend-b2zdv
  Normal  SuccessfulCreate  116s  replicaset-controller  Created pod: frontend-vcmts

最后可以查看启动了的 Pods：

kubectl get pods

你会看到类似如下的 Pod 信息：

NAME             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
frontend-b2zdv   1/1     Running   0          6m36s
frontend-vcmts   1/1     Running   0          6m36s
frontend-wtsmm   1/1     Running   0          6m36s

你也可以查看 Pods 的属主引用被设置为前端的 ReplicaSet。要实现这点，可取回运行中的 Pods 之一的 YAML：

kubectl get pods frontend-b2zdv -o yaml

输出将类似这样，frontend ReplicaSet 的信息被设置在 metadata 的 ownerReferences 字段中：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  creationTimestamp: "2020-02-12T07:06:16Z"
  generateName: frontend-
  labels:
    tier: frontend
  name: frontend-b2zdv
  namespace: default
  ownerReferences:
  - apiVersion: apps/v1
    blockOwnerDeletion: true
    controller: true
    kind: ReplicaSet
    name: frontend
    uid: f391f6db-bb9b-4c09-ae74-6a1f77f3d5cf
...

非模板 Pod 的获得

尽管你完全可以直接创建裸的 Pods，强烈建议你确保这些裸的 Pods 并不包含可能与你的某个 ReplicaSet 的选择算符相匹配的标签。原因在于 ReplicaSet 并不仅限于拥有在其模板中设置的 Pods，它还可以像前面小节中所描述的那样获得其他 Pods。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod1
  labels:
    tier: frontend
spec:
  containers:
  - name: hello1
    image: gcr.io/google-samples/hello-app:2.0

---

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod2
  labels:
    tier: frontend
spec:
  containers:
  - name: hello2
    image: gcr.io/google-samples/hello-app:1.0

由于这些 Pod 没有控制器（Controller，或其他对象）作为其属主引用，并且其标签与 frontend ReplicaSet 的选择算符匹配，它们会立即被该 ReplicaSet 获取。

假定你在 frontend ReplicaSet 已经被部署之后创建 Pods，并且你已经在 ReplicaSet 中设置了其初始的 Pod 副本数以满足其副本计数需要：

kubectl apply -f https://kubernetes.io/examples/pods/pod-rs.yaml

新的 Pods 会被该 ReplicaSet 获取，并立即被 ReplicaSet 终止，因为它们的存在会使得 ReplicaSet 中 Pod 个数超出其期望值。

取回 Pods：

kubectl get pods

输出显示新的 Pods 或者已经被终止，或者处于终止过程中：

NAME             READY   STATUS        RESTARTS   AGE
frontend-b2zdv   1/1     Running       0          10m
frontend-vcmts   1/1     Running       0          10m
frontend-wtsmm   1/1     Running       0          10m
pod1             0/1     Terminating   0          1s
pod2             0/1     Terminating   0          1s

如果你先行创建 Pods：

kubectl apply -f https://kubernetes.io/examples/pods/pod-rs.yaml

之后再创建 ReplicaSet：

kubectl apply -f https://kubernetes.io/examples/controllers/frontend.yaml

你会看到 ReplicaSet 已经获得了该 Pods，并仅根据其规约创建新的 Pods，直到新的 Pods 和原来的 Pods 的总数达到其预期个数。这时取回 Pods：

kubectl get pods

将会生成下面的输出：

NAME             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
frontend-hmmj2   1/1     Running   0          9s
pod1             1/1     Running   0          36s
pod2             1/1     Running   0          36s

采用这种方式，一个 ReplicaSet 中可以包含异质的 Pods 集合。

编写 ReplicaSet 的 spec

与所有其他 Kubernetes API 对象一样，ReplicaSet 也需要 apiVersion、kind、和 metadata 字段。对于 ReplicaSets 而言，其 kind 始终是 ReplicaSet。在 Kubernetes 1.9 中，ReplicaSet 上的 API 版本 apps/v1 是其当前版本，且被默认启用。API 版本 apps/v1beta2 已被废弃。

ReplicaSet 对象的名称必须是合法的 DNS 子域名。

ReplicaSet 也需要 .spec 部分。

Pod 模版

.spec.template 是一个Pod 模版，要求设置标签。在 frontend.yaml 示例中，我们指定了标签 tier: frontend。注意不要将标签与其他控制器的选择算符重叠，否则那些控制器会尝试收养此 Pod。

对于模板的重启策略字段，.spec.template.spec.restartPolicy，唯一允许的取值是 Always，这也是默认值。

Pod 选择算符

.spec.selector 字段是一个标签选择算符。如前文中所讨论的，这些是用来标识要被获取的 Pods 的标签。在签名的 frontend.yaml 示例中，选择算符为：

matchLabels:
  tier: frontend

在 ReplicaSet 中，.spec.template.metadata.labels 的值必须与 spec.selector 值相匹配，否则该配置会被 API 拒绝。

说明：
对于设置了相同的 .spec.selector，但 .spec.template.metadata.labels 和 .spec.template.spec 字段不同的两个 ReplicaSet 而言，每个 ReplicaSet 都会忽略被另一个 ReplicaSet 所创建的 Pods。

Replicas

你可以通过设置 .spec.replicas 来指定要同时运行的 Pod 个数。ReplicaSet 创建、删除Pods 以与此值匹配。

如果你没有指定 .spec.replicas, 那么默认值为 1。

使用 ReplicaSets

删除 ReplicaSet 和它的 Pod

要删除 ReplicaSet 和它的所有 Pod，使用 kubectl delete 命令。默认情况下，垃圾收集器自动删除所有依赖的 Pod。

当使用 REST API 或 client-go 库时，你必须在删除选项中将 propagationPolicy 设置为 Background 或 Foreground。例如：

kubectl proxy --port=8080
curl -X DELETE  \'localhost:8080/apis/apps/v1/namespaces/default/replicasets/frontend\' \\
   -d \'"kind":"DeleteOptions","apiVersion":"v1","propagationPolicy":"Foreground"\' \\
   -H "Content-Type: application/json"

只删除 ReplicaSet

你可以只删除 ReplicaSet 而不影响它的 Pods，方法是使用 kubectl delete 命令并设置 --cascade=orphan 选项。

当使用 REST API 或 client-go 库时，你必须将 propagationPolicy 设置为 Orphan。例如：

kubectl proxy --port=8080
curl -X DELETE  \'localhost:8080/apis/apps/v1/namespaces/default/replicasets/frontend\' \\
  -d \'"kind":"DeleteOptions","apiVersion":"v1","propagationPolicy":"Orphan"\' \\
  -H "Content-Type: application/json"

一旦删除了原来的 ReplicaSet，就可以创建一个新的来替换它。由于新旧 ReplicaSet 的 .spec.selector 是相同的，新的 ReplicaSet 将接管老的 Pod。但是，它不会努力使现有的 Pod 与新的、不同的 Pod 模板匹配。若想要以可控的方式更新 Pod 的规约，可以使用 Deployment 资源，因为 ReplicaSet 并不直接支持滚动更新。

将 Pod 从 ReplicaSet 中隔离

可以通过改变标签来从 ReplicaSet 的目标集中移除 Pod。这种技术可以用来从服务中去除 Pod，以便进行排错、数据恢复等。以这种方式移除的 Pod 将被自动替换（假设副本的数量没有改变）。

缩放 RepliaSet

通过更新 .spec.replicas 字段，ReplicaSet 可以被轻松的进行缩放。ReplicaSet 控制器能确保匹配标签选择器的数量的 Pod 是可用的和可操作的。

在降低集合规模时，ReplicaSet 控制器通过对可用的 Pods 进行排序来优先选择要被删除的 Pods。其一般性算法如下：

首先选择剔除悬决（Pending，且不可调度）的 Pods
如果设置了 controller.kubernetes.io/pod-deletion-cost 注解，则注解值较小的优先被裁减掉
所处节点上副本个数较多的 Pod 优先于所处节点上副本较少者
如果 Pod 的创建时间不同，最近创建的 Pod 优先于早前创建的 Pod 被裁减。（当 LogarithmicScaleDown 这一特性门控被启用时，创建时间是按整数幂级来分组的）。

如果以上比较结果都相同，则随机选择。

Pod 删除开销

FEATURE STATE: Kubernetes v1.22 [beta]

通过使用 controller.kubernetes.io/pod-deletion-cost 注解，用户可以对 ReplicaSet 缩容时要先删除哪些 Pods 设置偏好。

此注解要设置到 Pod 上，取值范围为 [-2147483647, 2147483647]。所代表的的是删除同一 ReplicaSet 中其他 Pod 相比较而言的开销。删除开销较小的 Pods 比删除开销较高的 Pods 更容易被删除。

Pods 如果未设置此注解，则隐含的设置值为 0。负值也是可接受的。如果注解值非法，API 服务器会拒绝对应的 Pod。

此功能特性处于 Beta 阶段，默认被禁用。你可以通过为 kube-apiserver 和 kube-controller-manager 设置特性门控 PodDeletionCost 来启用此功能。

说明：
此机制实施时仅是尽力而为，并不能对 Pod 的删除顺序作出任何保证；
用户应避免频繁更新注解值，例如根据某观测度量值来更新此注解值是应该避免的。这样做会在 API 服务器上产生大量的 Pod 更新操作。

使用场景示例

同一应用的不同 Pods 可能其利用率是不同的。在对应用执行缩容操作时，可能希望移除利用率较低的 Pods。为了避免频繁更新 Pods，应用应该在执行缩容操作之前更新一次 controller.kubernetes.io/pod-deletion-cost 注解值（将注解值设置为一个与其 Pod 利用率对应的值）。如果应用自身控制器缩容操作时（例如 Spark 部署的驱动 Pod），这种机制是可以起作用的。

ReplicaSet 作为水平的 Pod 自动缩放器目标

ReplicaSet 也可以作为水平的 Pod 缩放器 (HPA) 的目标。也就是说，ReplicaSet 可以被 HPA 自动缩放。以下是 HPA 以我们在前一个示例中创建的副本集为目标的示例。

controllers/hpa-rs.yaml Copy controllers/hpa-rs.yaml to clipboard
apiVersion: autoscaling/v1
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: frontend-scaler
spec:
  scaleTargetRef:
    kind: ReplicaSet
    name: frontend
  minReplicas: 3
  maxReplicas: 10
  targetCPUUtilizationPercentage: 50

将这个列表保存到 hpa-rs.yaml 并提交到 Kubernetes 集群，就能创建它所定义的 HPA，进而就能根据复制的 Pod 的 CPU 利用率对目标 ReplicaSet进行自动缩放。

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/controllers/hpa-rs.yaml

或者，可以使用 kubectl autoscale 命令完成相同的操作。 (而且它更简单！)

kubectl autoscale rs frontend --max=10 --min=3 --cpu-percent=50

ReplicaSet 的替代方案

Deployment （推荐）

Deployment 是一个可以拥有 ReplicaSet 并使用声明式方式在服务器端完成对 Pods 滚动更新的对象。尽管 ReplicaSet 可以独立使用，目前它们的主要用途是提供给 Deployment 作为编排 Pod 创建、删除和更新的一种机制。当使用 Deployment 时，你不必关心如何管理它所创建的 ReplicaSet，Deployment 拥有并管理其 ReplicaSet。因此，建议你在需要 ReplicaSet 时使用 Deployment。

裸 Pod

与用户直接创建 Pod 的情况不同，ReplicaSet 会替换那些由于某些原因被删除或被终止的 Pod，例如在节点故障或破坏性的节点维护（如内核升级）的情况下。因为这个原因，我们建议你使用 ReplicaSet，即使应用程序只需要一个 Pod。想像一下，ReplicaSet 类似于进程监视器，只不过它在多个节点上监视多个 Pod，而不是在单个节点上监视单个进程。ReplicaSet 将本地容器重启的任务委托给了节点上的某个代理（例如，Kubelet 或 Docker）去完成。

Job

使用 Job 代替 ReplicaSet，可以用于那些期望自行终止的 Pod。

DaemonSet

对于管理那些提供主机级别功能（如主机监控和主机日志）的容器，就要用 DaemonSet 而不用 ReplicaSet。这些 Pod 的寿命与主机寿命有关：这些 Pod 需要先于主机上的其他 Pod 运行，并且在机器准备重新启动/关闭时安全地终止。

ReplicationController

ReplicaSet 是 ReplicationController 的后继者。二者目的相同且行为类似，只是 ReplicationController 不支持标签用户指南中讨论的基于集合的选择算符需求。因此，相比于 ReplicationController，应优先考虑 ReplicaSet。

2.3 - StatefulSets

StatefulSet 是用来管理有状态应用的工作负载 API 对象。

StatefulSet 用来管理某 Pod 集合的部署和扩缩，并为这些 Pod 提供持久存储和持久标识符。

和 Deployment 类似，StatefulSet 管理基于相同容器规约的一组 Pod。但和 Deployment 不同的是，StatefulSet 为它们的每个 Pod 维护了一个有粘性的 ID。这些 Pod 是基于相同的规约来创建的，但是不能相互替换：无论怎么调度，每个 Pod 都有一个永久不变的 ID。

如果希望使用存储卷为工作负载提供持久存储，可以使用 StatefulSet 作为解决方案的一部分。尽管 StatefulSet 中的单个 Pod 仍可能出现故障，但持久的 Pod 标识符使得将现有卷与替换已失败 Pod 的新 Pod 相匹配变得更加容易。

使用 StatefulSets

StatefulSets 对于需要满足以下一个或多个需求的应用程序很有价值：

以上是关于[K8s]Kubernetes-工作负载（中）的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

[K8s]Kubernetes-工作负载（下）

[K8s]Kubernetes-服务负载均衡联网（下）

K8S实战系列：2-Pod工作负载与服务

如何跨不同版本K8S，为有状态工作负载做蓝绿部署

[K8s]Kubernetes-服务负载均衡联网（上）

Kubernetes(k8s)之k8s高可用负载均衡集群（haproxy+pacemaker实现负载均衡+高可用）