k8s--pod 生命周期、初始化容器、钩子函数

pod 生命周期

我们一般将 pod 对象从创建至终的这段时间范围称为 pod 的生命周期，它主要包含下面的过程

pod 创建过程
运行初始化容器（init container）过程
运行主容器（main container）
- 容器启动后钩子（post start）、容器终止前钩子（pre stop）
- 容器的存活性探测（liveness probe）、就绪性探测（readiness probe）
pod 终止过程

在整个生命周期中，pod 会出现 5 种状态（相位），分别如下

挂起（Pending）：apiserver 已经创建了 pod 资源对象，但它尚未被调度完成或者仍处于下载镜像的过程中
运行中（Running）：pod 已经被调度至某节点，并且所有容器都已经被 kubelet 创建完成
成功（Succeeded）：pod 中的所有容器都已经成功终止并且不会被重启
失败（Failed）：所有容器都已经终止，但至少有一个容器终止失败，即容器返回了非 0 值的退出状态
未知（Unknown）：apiserver 无法正常获取到 pod 对象的状态信息，通常由网络通信失败所导致

创建和终止

pod 的创建过程

用户通过 kubectl 或其他 api 客户端提交需要创建的 pod 信息给 apiServer
apiServer 开始生成 pod 对象的信息，并将信息存入 etcd，然后返回确认信息至客户端
apiServer 开始反映 etcd 中的 pod 对象的变化，其它组件使用 watch 机制来跟踪检查 apiServer 上的变动
scheduler 发现有新的 pod 对象要创建，开始为 Pod 分配主机并将结果信息更新至 apiServer
node 节点上的 kubelet 发现有 pod 调度过来，尝试调用 docker 启动容器，并将结果回送至 apiServer
apiServer 将接收到的 pod 状态信息存入 etcd 中

pod 的终止过程

用户向 apiServer 发送删除 pod 对象的命令
apiServcer 中的 pod 对象信息会随着时间的推移而更新，在宽限期内（默认30s），pod 被视为 dead
将 pod 标记为 terminating 状态
kubelet 在监控到 pod 对象转为 terminating 状态的同时启动 pod 关闭过程
端点控制器监控到 pod 对象的关闭行为时将其从所有匹配到此端点的 service 资源的端点列表中移除
如果当前 pod 对象定义了 preStop 钩子处理器，则在其标记为 terminating 后即会以同步的方式启动执行
pod 对象中的容器进程收到停止信号
宽限期结束后，若 pod 还存在仍在运行的进程，那么 pod 对象会收到立即终止的信号
kubelet 请求 apiServer 将此 pod 资源的宽限期设置为 0 从而完成删除操作，此时 pod 对于用户已不可见

初始化容器

初始化容器是在 pod 的主容器启动之前要运行的容器，主要是做一些主容器的前置工作，它具有两大特征：

初始化容器必须运行完成直至结束，若某初始化容器运行失败，那么 kubernetes 需要重启它直到成功完成
初始化容器必须按照定义的顺序执行，当且仅当前一个成功之后，后面的一个才能运行

初始化容器有很多的应用场景，下面列出的是最常见的几个

提供主容器镜像中不具备的工具程序或自定义代码
初始化容器要先于应用容器启动

接下来做一个案例，模拟下面这个需求：

假设要以主容器来运行 nginx，但是要求在运行 nginx 之前先要能够连接上 mysql 和 redis 所在服务器

为了简化测试，事先规定好mysql(192.168.90.14)和redis(192.168.90.15)服务器的地址

创建 pod-initcontainer.yaml，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-initcontainer
  namespace: zouzou
spec:
  containers:
  - name: main-container
    image: nginx:1.14
    ports: 
    - name: nginx-port
      containerPort: 80
  initContainers: # 初始化容器，有两个，分别 ping mysql 和 redis，mysql 可以 ping 通才会 ping redis
  - name: test-mysql
    image: busybox:1.30
    command: ['sh', '-c', 'until ping 192.168.90.14 -c 1 ; do echo waiting for mysql...; sleep 2; done;']
  - name: test-redis
    image: busybox:1.30
    command: ['sh', '-c', 'until ping 192.168.90.15 -c 1 ; do echo waiting for reids...; sleep 2; done;']

执行下面命令

# 创建pod
[root@dce-10-6-215-215 ~]# kubectl create -f pod-initcontainer.yaml
pod/pod-initcontainer created

# 查看pod状态
# 发现pod卡在启动第一个初始化容器过程中，后面的容器不会运行
[root@dce-10-6-215-215 ~]# kubectl describe pod  pod-initcontainer -n zouzou
........
Events:
  Type    Reason     Age   From               Message
  ----    ------     ----  ----               -------
  Normal  Scheduled  49s   default-scheduler  Successfully assigned dev/pod-initcontainer to node1
  Normal  Pulled     48s   kubelet, node1     Container image "busybox:1.30" already present on machine
  Normal  Created    48s   kubelet, node1     Created container test-mysql
  Normal  Started    48s   kubelet, node1     Started container test-mysql

# 动态查看pod
[root@dce-10-6-215-215 ~]# kubectl get pods pod-initcontainer -n zouzou -w
NAME                             READY   STATUS     RESTARTS   AGE
pod-initcontainer                0/1     Init:0/2   0          15s
pod-initcontainer                0/1     Init:1/2   0          52s
pod-initcontainer                0/1     Init:1/2   0          53s
pod-initcontainer                0/1     PodInitializing   0          89s
pod-initcontainer                1/1     Running           0          90s

# 接下来新开一个shell，为当前服务器新增两个ip，观察pod的变化
[root@dce-10-6-215-215 ~]# ifconfig ens33:1 192.168.90.14 netmask 255.255.255.0 up
[root@dce-10-6-215-215 ~]# ifconfig ens33:2 192.168.90.15 netmask 255.255.255.0 up

钩子函数

钩子函数能够感知自身生命周期中的事件，并在相应的时刻到来时运行用户指定的程序代码

k8s 在主容器的启动之后和停止之前提供了两个钩子函数

post start：容器创建之后执行，如果失败了会重启容器
pre stop：容器终止之前执行，执行完成之后容器将成功终止，在其完成之前会阻塞删除容器的操作

钩子处理器支持使用下面三种方式定义动作

Exec 命令：在容器内执行一次命令

……
  lifecycle:
    postStart: 
      exec:
        command:
        - cat
        - /tmp/healthy
……

TCPSocket：在当前容器尝试访问指定的 socket

……      
  lifecycle:
    postStart:
      tcpSocket:
        port: 8080
……

HTTPGet：在当前容器中向某 url 发起 http 请求

……
  lifecycle:
    postStart:
      httpGet:
        path: / #URI地址
        port: 80 #端口号
        host: 192.168.5.3 #主机地址
        scheme: HTTP #支持的协议，http或者https
……

接下来，以 exec 方式为例，演示下钩子函数的使用，创建 pod-hook-exec.yaml 文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-hook-exec
  namespace: zouzou
spec:
  containers:
  - name: main-container
    image: nginx:1.14
    ports:
    - name: nginx-port
      containerPort: 80
    lifecycle:
      postStart:
        exec: # 在容器启动的时候执行一个命令，修改掉 nginx 的默认首页内容
          command: ["/bin/sh", "-c", "echo postStart... > /usr/share/nginx/html/index.html"]
      preStop:
        exec: # 在容器停止之前停止nginx服务，这个效果在这里看不到
          command: ["/usr/sbin/nginx","-s","quit"]

启动 pod，查看内容

# 创建 pod
[root@dce-10-6-215-215 tmp]# kubectl apply -f pod-hook-exec.yaml
pod/pod-hook-exec created

# 查看 pod 的详细信息
[root@dce-10-6-215-215 tmp]# kubectl get pod pod-hook-exec -n zouzou -o wide
NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP              NODE               NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod-hook-exec   1/1     Running   0          48s   172.29.34.229   dce-10-6-215-200   <none>           <none>

# 查看内容，可以看到返回的是更改后的
[root@dce-10-6-215-215 tmp]# curl 172.29.34.229:80
postStart...

posted @ 2022-07-15 21:45 邹邹很busy。阅读(1030) 评论(0) 编辑收藏举报

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邹邹很busy。

被测试耽搁的打工人。少年不努力，长大搞 IT。

k8s--pod 生命周期、初始化容器、钩子函数

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创建和终止

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