Pod 的生命周期
本文讲解的是 Kubernetes 中 Pod 的生命周期,包括生命周期的不同阶段、存活和就绪探针、重启策略等。
Pod phase
Pod 的 status 字段是一个 Pod Status 对象,Pod Status中有一个phase字段。
Pod 的相位(phase)是 Pod 在其生命周期中的简单宏观概述。该字段并不是对容器或 Pod 的综合汇总,也不是为了做为综合状态机。
Pod 相位的数量和含义是严格指定的。除了本文档中列举的状态外,不应该再假定 Pod 有其他的 phase值。
下面是phase可能的值:
- 挂起(Pending):Pod 已被 Kubernetes 系统接受,但有一个或者多个容器镜像尚未创建。等待时间包括调度 Pod 的时间和通过网络下载镜像的时间,这可能需要花点时间。
- 运行中(Running):该 Pod 已经绑定到了一个节点上,Pod 中所有的容器都已被创建。至少有一个容器正在运行,或者正处于启动或重启状态。
- 成功(Succeeded):Pod 中的所有容器都被成功终止,并且不会再重启。
- 失败(Failed):Pod 中的所有容器都已终止了,并且至少有一个容器是因为失败终止。也就是说,容器以非0状态退出或者被系统终止。
- 未知(Unknown):因为某些原因无法取得 Pod 的状态,通常是因为与 Pod 所在主机通信失败。
下图是Pod的生命周期示意图,从图中可以看到Pod状态的变化。
Pod 状态
Pod 有一个 PodStatus 对象,其中包含一个 PodCondition 数组。 PodCondition 数组的每个元素都有一个type字段和一个status字段。type字段是字符串,可能的值有 PodScheduled、Ready、Initialized、Unschedulable和ContainersReady。status字段是一个字符串,可能的值有 True、False 和 Unknown。
容器探针
探针是由 kubelet 对容器执行的定期诊断。要执行诊断,kubelet 调用由容器实现的 Handler。有三种类型的处理程序:
- ExecAction:在容器内执行指定命令。如果命令退出时返回码为 0 则认为诊断成功。
- TCPSocketAction:对指定端口上的容器的 IP 地址进行 TCP 检查。如果端口打开,则诊断被认为是成功的。
- HTTPGetAction:对指定的端口和路径上的容器的 IP 地址执行 HTTP Get 请求。如果响应的状态码大于等于200 且小于 400,则诊断被认为是成功的。
每次探测都将获得以下三种结果之一:
- 成功:容器通过了诊断。
- 失败:容器未通过诊断。
- 未知:诊断失败,因此不会采取任何行动。
Kubelet 可以选择是否执行在容器上运行的两种探针执行和做出反应:
- livenessProbe:指示容器是否正在运行。如果存活探测失败,则 kubelet 会杀死容器,并且容器将受到其 重启策略 的影响。如果容器不提供存活探针,则默认状态为Success。
- readinessProbe:指示容器是否准备好服务请求。如果就绪探测失败,端点控制器将从与 Pod 匹配的所有 Service 的端点中删除该 Pod 的 IP 地址。初始延迟之前的就绪状态默认为Failure。如果容器不提供就绪探针,则默认状态为Success。
该什么时候使用存活(liveness)和就绪(readiness)探针?
如果容器中的进程能够在遇到问题或不健康的情况下自行崩溃,则不一定需要存活探针; kubelet 将根据 Pod 的restartPolicy自动执行正确的操作。
如果您希望容器在探测失败时被杀死并重新启动,那么请指定一个存活探针,并指定 restartPolicy为 Always 或 OnFailure。
如果要仅在探测成功时才开始向 Pod 发送流量,请指定就绪探针。在这种情况下,就绪探针可能与存活探针相同,但是 spec 中的就绪探针的存在意味着 Pod 将在没有接收到任何流量的情况下启动,并且只有在探针探测成功后才开始接收流量。
如果您希望容器能够自行维护,您可以指定一个就绪探针,该探针检查与存活探针不同的端点。
请注意,如果您只想在 Pod 被删除时能够排除请求,则不一定需要使用就绪探针;在删除 Pod 时,Pod 会自动将自身置于未完成状态,无论就绪探针是否存在。当等待 Pod 中的容器停止时,Pod 仍处于未完成状态。
readinessGates
自 Kubernetes 1.14(该版本readinessGates GA,在1.11 版本是为 alpha)起默认支持 Pod 就绪检测机制扩展。
应用程序可以向 PodStatus 注入额外的反馈或信号:Pod readiness。要使用这个功能,请在 PodSpec 中设置readinessGates来指定 kubelet 评估 Pod readiness 的附加条件列表。
Readiness gates 由 Pod 的status.condition字段的当前状态决定。如果 Kubernetes 在 Pod 的status.conditions字段中找不到这样的条件,则该条件的状态默认为 "False"。
下面是一个例子。
kind: Pod
...
spec:
readinessGates:
- conditionType: "www.example.com/feature-1"
status:
conditions:
- type: Ready # 内置的 Pod 状态
status: "False"
lastProbeTime: null
lastTransitionTime: 2018-01-01T00:00:00Z
- type: "www.example.com/feature-1" # 附加的额外的 Pod 状态
status: "False"
lastProbeTime: null
lastTransitionTime: 2018-01-01T00:00:00Z
containerStatuses:
- containerID: docker://abcd...
ready: true
...
您添加的 Pod 条件的名称必须符合 Kubernetes 的 label key 格式。
只有到 Pod 中的所有容器状态都是 Ready,且 Pod 附加的额外状态检测的readinessGates条件也是 Ready 的时候,Pod 的状态才是 Ready。
Pod 和容器状态
有关 Pod 容器状态的详细信息,请参阅 PodStatus 和 ContainerStatus。请注意,报告的 Pod 状态信息取决于当前的 ContainerState。
重启策略
PodSpec 中有一个restartPolicy字段,可能的值为 Always、OnFailure 和 Never。默认为 Always。restartPolicy适用于 Pod 中的所有容器。restartPolicy仅指通过同一节点上的 kubelet 重新启动容器。失败的容器由 kubelet 以五分钟为上限的指数退避延迟(10秒,20秒,40秒...)重新启动,并在成功执行十分钟后重置。如 Pod 文档 中所述,一旦绑定到一个节点,Pod 将永远不会重新绑定到另一个节点。
Pod 的生命
一般来说,Pod 不会消失,直到人为销毁他们。这可能是一个人或控制器。这个规则的唯一例外是成功或失败的phase超过一段时间(由 master 确定)的Pod将过期并被自动销毁。
有三种可用的控制器:
- 使用 Job 运行预期会终止的 Pod,例如批量计算。Job 仅适用于重启策略为 OnFailure或Never的 Pod。
- 对预期不会终止的 Pod 使用 ReplicationController、ReplicaSet 和 Deployment ,例如 Web 服务器。 ReplicationController 仅适用于具有restartPolicy为 Always 的 Pod。
- 提供特定于机器的系统服务,使用 DaemonSet 为每台机器运行一个 Pod 。
所有这三种类型的控制器都包含一个 PodTemplate。建议创建适当的控制器,让它们来创建 Pod,而不是直接自己创建 Pod。这是因为单独的 Pod 在机器故障的情况下没有办法自动复原,而控制器却可以。
如果节点死亡或与集群的其余部分断开连接,则 Kubernetes 将应用一个策略将丢失节点上的所有 Pod 的phase设置为 Failed。
示例
高级 liveness 探针示例
存活探针由 kubelet 来执行,因此所有的请求都在 kubelet 的网络命名空间中进行。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
labels:
test: liveness
name: liveness-http
spec:
containers:
- args:
- /server
image: k8s.gcr.io/liveness
livenessProbe:
httpGet:
# when "host" is not defined, "PodIP" will be used
# host: my-host
# when "scheme" is not defined, "HTTP" scheme will be used. Only "HTTP" and "HTTPS" are allowed
# scheme: HTTPS
path: /healthz
port: 8080
httpHeaders:
- name: X-Custom-Header
value: Awesome
initialDelaySeconds: 15
timeoutSeconds: 1
name: liveness
状态示例
- Pod 中只有一个容器并且正在运行。容器成功退出。
- 记录完成事件。
- 如果restartPolicy为:
- Always:重启容器;Pod phase仍为 Running。
- OnFailure:Pod phase变成 Succeeded。
- Never:Pod phase变成 Succeeded。
- Pod 中只有一个容器并且正在运行。容器退出失败。
- 记录失败事件。
- 如果restartPolicy为:
- Always:重启容器;Pod phase仍为 Running。
- OnFailure:重启容器;Pod phase仍为 Running。
- Never:Podphase变成 Failed。
- Pod 中有两个容器并且正在运行。容器1退出失败。
- 记录失败事件。
- 如果 restartPolicy 为:
- Always:重启容器;Pod phase仍为 Running。
- OnFailure:重启容器;Pod phase仍为 Running。
- Never:不重启容器;Pod phase仍为 Running。
- 如果有容器1没有处于运行状态,并且容器2退出:
- 记录失败事件。
- 如果 restartPolicy为:
- Always:重启容器;Pod phase仍为 Running。
- OnFailure:重启容器;Pod phase仍为 Running。
- Never:Pod phase变成 Failed。
- Pod 中只有一个容器并处于运行状态。容器运行时内存超出限制:
- 容器以失败状态终止。
- 记录 OOM 事件。
- 如果 restartPolicy为:
- Always:重启容器;Pod phase仍为 Running。
- OnFailure:重启容器;Pod phase仍为 Running。
- Never: 记录失败事件;Pod phase 仍为 Failed。
- Pod 正在运行,磁盘故障:
- 杀掉所有容器。
- 记录适当事件。
- Pod phase变成 Failed。
- 如果使用控制器来运行,Pod 将在别处重建。
- Pod 正在运行,其节点被分段。
- 节点控制器等待直到超时。
- 节点控制器将 Pod phase设置为 Failed。
- 如果是用控制器来运行,Pod 将在别处重建。