Pod的生命周期

时间:2021-7-3 作者:qvyue

Pod的周期

Pod 遵循一个预定义的生命周期,起始于 Pending 阶段,如果至少 其中有一个主要容器正常启动,则进入 Running,之后取决于 Pod 中是否有容器以 失败状态结束而进入 Succeeded 或者 Failed 阶段。

在 Pod 运行期间,kubelet 能够重启容器以处理一些失效场景。 在 Pod 内部,Kubernetes 跟踪不同容器的状态 并确定使 Pod 重新变得健康所需要采取的动作。

在 Kubernetes API 中,Pod 包含规约部分和实际状态部分。 Pod 对象的状态包含了一组 Pod 状况(Conditions) 如果应用需要的话,你也可以向其中注定义的就绪性信息

Pod 在其生命周期中只会被调度一次。 一旦 Pod 被调度(分派)到某个节点,Pod 会一直在该节点运行,直到 Pod 停止或者 被终止

和一个个独立的应用容器一样,Pod 也被认为是相对临时性(而不是长期存在)的实体。 Pod 会被创建、赋予一个唯一的 ID(UID), 并被调度到节点,并在终止(根据重启策略)或删除之前一直运行在该节点。

如果一个节点死掉了,调度到该节点 的 Pod 也被计划在给定超时期限结束后删除。

Pod 自身不具有自愈能力。如果 Pod 被调度到某节点 而该节点之后失效,或者调度操作本身失效,Pod 会被删除;与此类似,Pod 无法在节点资源 耗尽或者节点维护期间继续存活。Kubernetes 使用一种高级抽象,称作 控制器,来管理这些相对而言 可随时丢弃的 Pod 实例。

任何给定的 Pod (由 UID 定义)从不会被“重新调度(rescheduled)”到不同的节点; 相反,这一 Pod 可以被一个新的、几乎完全相同的 Pod 替换掉。 如果需要,新 Pod 的名字可以不变,但是其 UID 会不同。

如果某物声称其生命期与某 Pod 相同,例如存储卷, 这就意味着该对象在此 Pod (UID 亦相同)存在期间也一直存在。 如果 Pod 因为任何原因被删除,甚至某完全相同的替代 Pod 被创建时, 这个相关的对象(例如这里的卷)也会被删除并重建。

Pod的生命周期
image.png

一个包含多个容器的 Pod 中包含一个用来拉取文件的程序和一个 Web 服务器, 均使用持久卷作为容器间共享的存储

容器状态

Kubernetes 会跟踪 Pod 中每个容器的状态,就像它跟踪 Pod 总体上的阶段一样。 你可以使用[容器生命周期回调来在容器生命周期中的特定时间点触发事件。

一旦调度器将 Pod 分派给某个节点,kubelet 就通过 容器运行时开始为 Pod 创建容器。 容器的状态有三种:Waiting(等待)、Running(运行中)和 Terminated(已终止)。

Waiting (等待)

如果容器并不处在 RunningTerminated 状态之一,它就处在 Waiting 状态。 处于 Waiting 状态的容器仍在运行它完成启动所需要的操作:例如,从某个容器镜像 仓库拉取容器镜像,或者向容器应用 Secret 数据等等。 当你使用 kubectl 来查询包含 Waiting 状态的容器的 Pod 时,你也会看到一个 Reason 字段,其中给出了容器处于等待状态的原因。

Running(运行中)

Running 状态表明容器正在执行状态并且没有问题发生。 如果配置了 postStart 回调,那么该回调已经执行且已完成。 如果你使用 kubectl 来查询包含 Running 状态的容器的 Pod 时,你也会看到 关于容器进入 Running 状态的信息。

Terminated(已终止)

处于 Terminated 状态的容器已经开始执行并且或者正常结束或者因为某些原因失败。 如果你使用 kubectl 来查询包含 Terminated 状态的容器的 Pod 时,你会看到 容器进入此状态的原因、退出代码以及容器执行期间的起止时间。

如果容器配置了 preStop 回调,则该回调会在容器进入 Terminated 状态之前执行。

容器的重启策略

Pod 的 spec 中包含一个 restartPolicy 字段,其可能取值包括 Always、OnFailure 和 Never。默认值是 Always。

Always (必须重启,总是重启)
OnFailure (只有状态为错误时才重启)
Never (从不重启)

restartPolicy 适用于 Pod 中的所有容器。restartPolicy 仅针对同一节点上 kubelet 的容器重启动作。当 Pod 中的容器退出时,kubelet 会按指数回退 方式计算重启的延迟(10s、20s、40s、…),其最长延迟为 5 分钟。 一旦某容器执行了 10 分钟并且没有出现问题,kubelet 对该容器的重启回退计时器执行 重置操作。

容器探针

探针类型有三种:
ExecAction,TCPSocketAction, HTTPGetAction

  • 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: 对容器的 IP 地址上的指定端口执行 TCP 检查。如果端口打开,则诊断被认为是成功的。

  • HTTPGetAction: 对容器的 IP 地址上指定端口和路径执行 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:
Success(成功):容器通过了诊断。
Failure(失败):容器未通过诊断。
Unknown(未知):诊断失败,因此不会采取任何行动。

针对运行中的容器,kubelet 可以选择是否执行以下三种探针,以及如何针对探测结果作出反应:

  • livenessProbe:指示容器是否正在运行。如果存活态探测失败,则 kubelet 会杀死容器, 并且容器将根据其重启策略决定未来。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为请求提供服务。如果就绪态探测失败, 端点控制器将从与 Pod 匹配的所有服务的端点列表中删除该 Pod 的 IP 地址。 初始延迟之前的就绪态的状态值默认为 Failure。 如果容器不提供就绪态探针,则默认状态为 Success

startupProbe: 指示容器中的应用是否已经启动。如果提供了启动探针,则所有其他探针都会被 禁用,直到此探针成功为止。如果启动探测失败,kubelet 将杀死容器,而容器依其 重启策略进行重启。 如果容器没有提供启动探测,则默认状态为 Success

livenessProbe

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,则不一定需要存活态探针; kubelet 将根据 Pod 的restartPolicy 自动执行修复操作。

如果你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态探针, 并指定restartPolicy 为 “Always” 或 “OnFailure”。

使用livenessProbe中的exec探测

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-exec-pod
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: liveness-exec-container
    image: busybox:latest
    imagePullpolicy: IfNotPresent
    command: ["bin/sh","-c","touch /tmp/aaa; sleep 20; rm -rf /tmp/aaa; sleep 3600"]
    livenessProbe:
      exec:
        command: ["test","-e","/tmp/aaa"]
      initialDelaySeconds: 1 (容器启动后多少秒进行探测)
      periodSeconds: 3 (执行探测的频率(以秒为单位)。默认为10秒。最低
值是1)

使用livenessProbe中的httpget探测

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata: 
  name: liveness-httpget
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: liveness-httpget-container
    image: ikubernetes/myapp:v1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - name: http
      containerPort:80
    livenessProbe:
      httpGet:
        port: 80
        path: /index.html
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3

使用readinessProbe 的httpGet

如果要仅在探测成功时才开始向 Pod 发送请求流量,请指定就绪态探针。 在这种情况下,就绪态探针可能与存活态探针相同,但是规约中的就绪态探针的存在意味着 Pod 将在启动阶段不接收任何数据,并且只有在探针探测成功后才开始接收数据。

如果你的容器需要加载大规模的数据、配置文件或者在启动期间执行迁移操作,可以添加一个 就绪态探针。

如果你希望容器能够自行进入维护状态,也可以指定一个就绪态探针,检查某个特定于 就绪态的因此不同于存活态探测的端点。

#`请注意,如果你只是想在 Pod 被删除时能够排空请求,则不一定需要使用就绪态探针; 在删除 Pod 时,Pod 会自动将自身置于未就绪状态,无论就绪态探针是否存在。 等待 Pod 中的容器停止期间,Pod 会一直处于未就绪状态。`
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: readiness-httpget-pods
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: readiness-http-container
    image: ikubernetes/myapp:v1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80
    readinessProbe:
      httpGet:
        port: http
        path: /index.html
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3
Pod的生命周期
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Pod的生命周期
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Pod的生命周期
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readinessProbe-httpget:手动登录到容器中去删掉文件过后nginx进程还在但是容器已经不健康了,

容器函数

生命周期的另外一个行为:启动后钩子和终止后钩子(lifecycle)

lifecycle:
postStart:这个回调在容器被创建之后立即被执行。 但是,不能保证回调会在容器入口点(ENTRYPOINT)之前执行。 没有参数传递给处理程序。
preStop:在容器因 API 请求或者管理事件(诸如存活态探针失败、资源抢占、资源竞争等)而被终止之前, 此回调会被调用。 如果容器已经处于终止或者完成状态,则对 preStop 回调的调用将失败。 此调用是阻塞的,也是同步调用,因此必须在发出删除容器的信号之前完成。 没有参数传递给处理程序。
示例:

vim poststart-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: poststart-pod
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: busybox-httpd
    image: busybox:latest
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    lifecycle:
      postStart:
        exec:
          command: ["/bin/sh","-c","mkdir -p /data/web/html; echo 'hello' >>/data/web/html/index.html"]
    command: ["/bin/sh","-c","sleep 3600"]
Pod的生命周期
image.png

Kubernetes 在容器创建后立即发送 postStart 事件。 然而,postStart 处理函数的调用不保证早于容器的入口点(entrypoint) 的执行。postStart 处理函数与容器的代码是异步执行的,但 Kubernetes 的容器管理逻辑会一直阻塞等待 postStart 处理函数执行完毕。 只有 postStart 处理函数执行完毕,容器的状态才会变成 RUNNING。
Kubernetes 在容器结束前立即发送 preStop 事件。除非 Pod 宽限期限超时,Kubernetes 的容器管理逻辑 会一直阻塞等待 preStop 处理函数执行完毕。

注: Kubernetes 只有在 Pod 结束(Terminated) 的时候才会发送 preStop 事件, 这意味着在 Pod 完成(Completed) 时 preStop 的事件处理逻辑不会被触发。

相关文档:

https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/workloads/pods/pod-lifecycle/
https://kubernetes.io/zh/docs/tasks/configure-pod-container/configure-liveness-readiness-startup-probes/
https://kubernetes.io/zh/docs/tasks/configure-pod-container/attach-handler-lifecycle-event/
https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/containers/container-lifecycle-hooks/
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