Kubernetes中的交互式测试、优雅关机与后台处理

### Kubernetes 交互式测试、优雅关机与后台处理详解 #### 1. 快速交互式测试 当你尝试创建一个快速的单行初始化容器时，交互式地尝试命令通常很有用，特别是在使用像 busybox 这样的极简容器时。你想要使用的命令可能并不存在，因此最好快速尝试以验证其是否能按预期工作。 要交互式地运行一个 busybox 容器，并在完成后将其删除，可以使用以下命令： ```bash kubectl run tempinteractive -it --rm --restart=Never --image=busybox -- /bin/sh ``` 然后在容器内尝试命令。 #### 2. 优雅关机处理 Kubernetes 使用 SIGTERM 信号通知容器关闭。SIGTERM 是 Linux 内核支持的一种功能，用于向正在运行的进程发送中断信号。进程可以监听这些信号，并选择如何响应。有两个信号是不能忽略的，即 SIGKILL 和 SIGSTOP。 接收 SIGTERM 信号的情况不仅包括错误或用户发起的删除操作，还包括使用滚动更新机制进行代码更新，以及使用自动伸缩功能动态增加或减少副本集内的副本数量时。 当响应此信号时，通常需要保存所需的状态，关闭所有连接，然后终止应用程序。如果创建的服务将被其他用户通过 Kubernetes 使用，首先可以更改一个内部变量，使就绪探针返回 false，休眠几秒钟，然后进行最终处理和终止操作。这样可以让 Kubernetes 内的服务结构重定向后续连接，使所有活动连接能够正常完成、排空并优雅关闭。 Kubernetes 发送信号后会启动一个计时器，默认值为 30 秒。如果需要更长时间，可以在 Pod 规范中使用 `terminateGracePeriodSeconds` 进行定义。如果计时器到期时容器仍未退出，Kubernetes 将尝试使用 SIGKILL 信号强制关闭它。 例如，执行 `kubectl delete deploy nodejs` 后，可能会看到 Pod 处于 “Terminating” 状态一段时间，这就是上述过程的体现。 ##### 2.1 Python 中处理 SIGTERM ```python import signal import sys def sigterm_handler(_signo, _stack_frame): sys.exit(0) signal.signal(signal.SIGTERM, sigterm_handler) ``` 信号处理逻辑可以根据代码需求设置得复杂或简单。 ##### 2.2 Node.js 中处理 SIGTERM ```javascript /** * SIGTERM handler to terminate (semi) gracefully */ process.on(process.SIGTERM, function() { console.log('Received SIGTERM signal, now shutting down...'); process.exit(0); }) ``` #### 3. Kubernetes 中的作业（Job） Kubernetes 不仅支持连续的长期运行进程，还支持短期的离散软件运行。作业（Job）专注于在合理的已知时间范围内完成的离散运行，并报告成功或失败。作业基于与长期运行软件相同的结构，以 Pod 规范为核心，并增加了跟踪成功完成次数的概念。 作业有两个可选设置：并行度（parallelism）和完成次数（completion）。未指定并行度时，默认值为 1，即一次只调度一个作业。可以将这两个值指定为整数，以并行运行多个作业来实现多次完成。如果作业从某种工作队列中获取任务，则可以不设置完成次数。 需要注意的是，完成次数和并行度的设置并非绝对保证，因此 Pod 内的代码需要能够容忍多个实例同时运行。同样，作业需要能够容忍容器在失败时重启，以及在节点故障导致在新 Pod 上重启时进行必要的初始化或设置。 当作业完成时，系统不会再创建新的 Pod，也不会删除已完成的 Pod，这样可以检查 Pod 的状态和查看容器日志。已完成的 Pod 在 `kubectl get pods` 命令中不会显示，但使用 `-a` 选项可以看到。需要手动删除已完成的作业，使用 `kubectl delete` 删除作业时，相关的 Pod 也会被清理。 ##### 3.1 示例：运行一个简单作业 以下是一个简单的 YAML 文件，用于定义一个打印 “hello world” 的作业： ```yaml apiVersion: batch/v1 kind: Job metadata: name: helloworld spec: template: metadata: name: helloworld spec: containers: - name: simple image: busybox command: ["/bin/echo", "'hello world'"] restartPolicy: Never ``` 使用以下命令运行作业： ```bash kubectl apply -f simplejob.yaml ``` 使用 `kubectl get jobs` 命令查看作业状态： ```bash kubectl get jobs ``` 输出示例： ```plaintext NAME DESIRED SUCCESSFUL AGE helloworld 1 1 3d ``` 使用 `kubectl describe job helloworld` 命令获取更详细的状态和输出信息。 如果使用 shell 脚本创建简单作业时出错，Kubernetes 默认会反复重试运行 Pod，导致 Pod 处于失败状态。可以设置回退限制来限制重试次数，未指定时默认重试 6 次。 作业被视为不可变对象，如果尝试快速修改作业规范并使用 `kubectl apply` 修复错误，会得到错误提示。处理作业时，最好删除作业并创建新的作业。 作业适用于将备份加载到数据库、进行备份、进行系统深入检查或诊断，以及运行带外清理逻辑等场景。 #### 4. 定时作业（CronJob） CronJob 是基于作业的扩展，允许指定作业的重复运行时间表。其名称源自 Linux 中用于调度重复脚本的 cron 工具。CronJob 在 Kuber