Kubernetes复制控制器与有状态Pod部署全解析

### Kubernetes 复制控制器：管理和维护 Pod 的运行 在 Kubernetes 中，容器的健康检查和 Pod 的管理是确保应用程序稳定运行的关键。本文将详细介绍 Kubernetes 中的活性探针（Liveness Probes）和复制控制器（ReplicationControllers），以及它们如何协同工作以保障应用的高可用性。 #### 活性探针的使用与优化 活性探针用于检测容器是否正常运行。当活性探针失败时，Kubernetes 会自动重启容器，直到数据库等依赖资源可用。 ##### 轻量级探针的重要性 活性探针不应消耗过多的计算资源，且应在短时间内完成。默认情况下，探针执行频率较高，且仅允许在一秒内完成。如果探针执行复杂任务，会显著降低容器的性能。对于 Java 应用，建议使用 HTTP GET 活性探针，而非 Exec 探针，以避免启动新的 JVM 带来的资源消耗。 ##### 避免在探针中实现重试循环 探针的失败阈值是可配置的，通常在容器被终止前，探针需要多次失败。即使将失败阈值设置为 1，Kubernetes 也会在判定失败前重试多次。因此，在探针中实现自己的重试循环是不必要的。 ##### 活性探针总结 Kubernetes 通过 Kubelet 监控容器的运行状态，当容器崩溃或活性探针失败时，Kubelet 会重启容器。但如果节点本身崩溃，控制平面（Control Plane）需要创建新的 Pod 来替换与节点一起下线的 Pod。为确保应用在其他节点上重启，需要使用复制控制器或类似机制来管理 Pod。 #### 复制控制器的介绍与操作 复制控制器是 Kubernetes 的一种资源，用于确保其管理的 Pod 始终运行。当 Pod 因各种原因消失时，复制控制器会创建新的 Pod 进行替换。 ##### 复制控制器的工作原理 复制控制器不断监控运行中的 Pod 列表，确保实际的 Pod 数量与期望数量一致。如果运行的 Pod 数量过少，它会根据 Pod 模板创建新的副本；如果过多，则会删除多余的副本。 可能导致实际 Pod 数量超过期望数量的原因包括： - 手动创建了相同类型的 Pod。 - 修改了现有 Pod 的“类型”。 - 减少了期望的 Pod 数量等。 复制控制器并非基于 Pod 类型进行操作，而是通过标签选择器（Label Selector）来匹配一组 Pod。 ##### 复制控制器的三个关键部分 复制控制器由三个关键部分组成： - **标签选择器**：确定哪些 Pod 属于复制控制器的管理范围。 - **副本数量**：指定期望运行的 Pod 数量。 - **Pod 模板**：用于创建新的 Pod 副本。 复制控制器的副本数量、标签选择器和 Pod 模板都可以随时修改，但只有副本数量的更改会影响现有 Pod。修改标签选择器会使现有 Pod 脱离复制控制器的管理范围，而 Pod 模板仅影响新创建的 Pod。 使用复制控制器的好处包括： - 确保 Pod 始终运行，当现有 Pod 消失时创建新的 Pod。 - 当集群节点失败时，为受管理的 Pod 创建替换副本。 - 支持 Pod 的水平扩展，包括手动和自动扩展。 需要注意的是，Pod 实例不会被迁移到其他节点，而是由复制控制器创建全新的 Pod 实例。 #### 创建和使用复制控制器 创建复制控制器与创建其他 Kubernetes 资源类似，通过向 Kubernetes API 服务器提交 JSON 或 YAML 描述符来完成。 以下是一个名为 `kubia-rc.yaml` 的 YAML 文件示例： ```yaml apiVersion: v1 kind: ReplicationController metadata: name: kubia spec: replicas: 3 selector: app: kubia template: metadata: labels: app: kubia spec: containers: - name: kubia image: luksa/kubia ports: - containerPort: 8080 ``` 使用 `kubectl create` 命令创建复制控制器： ```bash $ kubectl create -f kubia-rc.yaml replicationcontroller "kubia" created ``` 创建后，复制控制器会立即开始工作。由于初始时没有带有 `app=kubia` 标签的 Pod，复制控制器会根据模板创建三个新的 Pod。 ##### 观察复制控制器的行为 - **响应 Pod 删除**：手动删除一个 Pod 后，复制控制器会立即创建一个新的 Pod，使匹配的 Pod 数量恢复到三个。 ```bash $ kubectl delete pod kubia-53thy p ```