K8s（四）Pod资源——pod生命周期、重启策略、容器钩子与容器探测

目录

Pod生命周期

Pod重启策略

初始化容器

容器钩子

容器探测

启动探测

存活探测

就绪探测

---

参考资料

Pod 的生命周期 | Kubernetes

Init 容器 | Kubernetes

Pod的生命周期可以分为以下几个阶段：

1. Pending（等待）：在这个阶段，Pod被创建，并且正在等待被调度到一个节点上运行。此时，Pod的容器镜像正在下载，网络和存储资源正在分配。
2. Running（运行中）：一旦Pod成功调度到节点上，它进入Running状态。在此阶段，Pod中的容器开始在节点上运行，并且可以处理请求。
3. Succeeded（成功）：如果Pod中的所有容器成功完成了它们的任务，并且退出状态码为0，那么Pod将进入Succeeded状态。一般情况下，这意味着Pod已经完成了它的工作。
4. Failed（失败）：如果Pod中的任何容器以非零的退出状态码退出，或者其中一个容器无法启动，那么Pod将进入Failed状态。这表示Pod执行出现了问题。
5. Unknown（未知）：如果无法获取Pod的状态信息，或者与Pod关联的节点失去联系，那么Pod将进入Unknown状态。

除了这些基本的生命周期阶段，Pod还可以经历一些其他的状态转换，例如：

• Terminating（终止中）：当Pod被删除或终止时，它进入Terminating状态。在此阶段，Pod的容器正在停止，并且资源正在释放。
• Evicted（驱逐）：如果节点上的资源不足，Kubernetes可能会驱逐Pod，将其从节点上移除。这将导致Pod进入Evicted状态。
• ContainerCreating（创建容器）：当Pod的容器正在创建时，Pod将进入ContainerCreating状态。这通常发生在调度期间，当容器镜像正在下载或容器正在启动时。

这些状态和状态转换代表了Pod在其生命周期中可能经历的不同阶段和情况。Kubernetes通过监控和管理Pod的状态来确保Pod的正常运行和可靠性。 ------以上内容由gpt生成

Pod生命周期

Pod生命周期一般包含以下几个流程：

1、创建pause容器

主要目的是为了实现Pod级别的网络和存储隔离。当Pod中有多个容器时，这些容器共享相同的网络命名空间和存储卷。Pause容器的存在使得每个容器都可以共享同一个网络命名空间和存储卷，从而实现它们之间的通信和数据共享。

2、创建初始化容器

初始化容器是在Kubernetes中用于在主应用容器之前运行的特殊容器。它的作用是在主应用启动之前完成一些准备工作，比如加载配置、准备数据或解决依赖项。它可以确保主应用容器在启动时具备必要的环境和资源。

初始化容器是串行运行的，一个初始化容器运行成功才能运行下一个初始化容器，全部执行完才能执行主容器，并且初始化容器内的数据可以被主容器用到。

初始化容器不支持pod就绪探测，因为初始化容器在pod就绪之前就已经完成

如果初始化容器运行失败，k8s也会根据重启策略restartPolicy决定是否进行重启

3、主容器

4、前置钩子/容器停止前钩子（PreStop Hook）

5、后置钩子/容器启动后钩子（PostStart Hook） 后置钩子是在容器启动后立即运行的命令或脚本。它可以用于在容器启动后执行一些初始化任务，例如加载配置或启动辅助进程。

Pod重启策略

当容器异常时，可以通过设置RestartPolicy字段，设置pod重启策略来对pod进行重启等操作

#查看帮助
kubectl explain pod.spec.restartPolicy
KIND:     Pod
VERSION:  v1
FIELD:    restartPolicy <string>
DESCRIPTION:
     Restart policy for all containers within the pod. One of Always, OnFailure,
     Never. Default to Always. More info:
     <https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/pods/pod-lifecycle/#restart-policy>
     Possible enum values:
     - `"Always"`   #只要异常退出，立即自动重启
     - `"Never"`    #不会重启容器
     - `"OnFailure"`#容器错误退出，即退出码不为0时，则自动重启

#测试Always策略，创建always.yaml
cat > always.yaml << EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: always-pod
  namespace: default
spec:
  restartPolicy: Always
  containers:
   - name: test-pod
     image: docker.io/library/tomcat
     imagePullPolicy: IfNotPresent
EOF
kubectl apply -f always.yaml
kubectl get po #查看状态
NAME         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
always-pod   1/1     Running   0          22s
#进入容器去关闭容器
kubectl exec -it always-pod -- /bin/bash
shutdown.sh
#查看当前状态，可以看到always-pod重启计数器为1
kubectl get po
NAME         READY   STATUS    RESTARTS     AGE
always-pod   1/1     Running   1 (5s ago)   70s

#测试never策略，创建never.yaml
cat > never.yaml << EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: never-pod
  namespace: default
spec:
  restartPolicy: Never
  containers:
   - name: test-pod
     image: docker.io/library/tomcat
     imagePullPolicy: IfNotPresent
EOF
kubectl apply -f never.yaml
kubectl exec -it never-pod -- /bin/bash
shutdown.sh
#不会重启，状态为completed
kubectl get pods | grep never
never-pod    0/1     Completed   0            73s

#测试OnFailure策略，创建onfailure.yaml
cat > onfailure.yaml << EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: onfailure-pod
  namespace: default
spec:
  restartPolicy: OnFailure
  containers:
   - name: test-pod
     image: docker.io/library/tomcat
     imagePullPolicy: IfNotPresent
EOF
kubectl apply -f onfailure.yaml
#进去后进行异常退出
kubectl exec -it onfailure-pod -- /bin/bash
kill 1
#查看pods状态，已经重启
kubectl get po  | grep onfailure
onfailure-pod   1/1     Running     1 (43s ago)   2m11s
#进入后进行正常退出
kubectl exec -it onfailure-pod -- /bin/bash
shutdown.sh
#查看pods状态，没有重启，进入completed状态
kubectl get po  | grep onfailure
onfailure-pod   0/1     Completed   1             3m58s

#清理环境
kubectl delete -f always.yaml
kubectl delete -f never.yaml
kubectl delete -f onfailure.yaml

初始化容器

参考资料Init Containers | Kubernetes

#查看帮助
kubectl explain pod.spec.initContainers #初始化容器字段与container区别不大

#创建一个初始化容器的yaml
cat > init1.yaml << EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: init1
  namespace: default
spec:
  initContainers:
   - name: init1
     image: docker.io/library/nginx
     imagePullPolicy: IfNotPresent
     command: ["echo","the first test"]
   - name: init2
     image: docker.io/library/nginx
     imagePullPolicy: IfNotPresent
     command: ["/bin/bash","-c","echo 'the secend test'"]
  containers:
   - name: test
     image: docker.io/library/nginx
     imagePullPolicy: IfNotPresent
EOF
kubectl apply -f init1.yaml
#持续监控pod状态，可以看到经过了两个init状态，初始化完成后进入running状态
kubectl get pods -w
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
init1   0/1     Pending   0          0s
init1   0/1     Pending   0          0s
init1   0/1     Init:0/2   0          0s
init1   0/1     Init:0/2   0          1s
init1   0/1     Init:1/2   0          2s
init1   0/1     PodInitializing   0          3s
init1   1/1     Running           0          4s

容器钩子

参考文档 Container Lifecycle Hooks | Kubernetes

容器启动后钩子（PostStart
容器停止前钩子（PreStop
#查看帮助
kubectl explain pods.spec.containers.lifecycle
postStart    <Object>
preStop      <Object>
kubectl explain pods.spec.containers.lifecycle.postStart
exec <Object>
httpGet      <Object>
tcpSocket    <Object>

#创建启动后钩子的yaml
cat > hook.yaml << EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: hook
  namespace: default
spec:
  containers:
   - name: test
     image: docker.io/library/nginx
     imagePullPolicy: IfNotPresent
     lifecycle:
       postStart:
          exec:
            command: ["/bin/sh", "-c", "echo 'test'"]
       preStop:
          exec:
            command: ["/bin/sh","-c","pkill ssh"]  #在pod停止前，使用命令关闭某些进程
EOF
kubectl apply -f hook.yaml
get pods -w
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
init1   1/1     Running   0          57m
hook    0/1     Pending   0          0s
hook    0/1     Pending   0          0s
hook    0/1     ContainerCreating   0          0s
hook    0/1     ContainerCreating   0          0s
hook    1/1     Running             0          1s

kubectl delete -f hook.yaml
kubectl delete -f init1.yaml

容器探测

容器探测包括启动探测，就绪探测与存活探测

1、启动探测Startup Probe

• 用于检测容器内的应用程序是否仍在运行。
• 如果启动探测失败，则 Kubernetes 认为容器处于不健康状态，并尝试重新启动容器。
• 如果启动探测成功，则容器被认为是健康的，并继续正常运行。
• 常见的启动探测方式包括发送 HTTP 请求到容器的特定端点或执行命令并检查返回值。

2、就绪探测Readiness Probe

• 用于检测容器是否已经启动完成并准备好接收流量。
• 就绪探测与存活探测类似，但是 在容器启动期间进行检测，而不仅仅是容器启动后。
• 如果就绪探测失败，则 Kubernetes 认为容器尚未启动完成，将从服务负载均衡中剔除该容器。
• 如果就绪探测成功，则容器被认为已经启动完成并准备好接收流量。
• 常见的就绪探测方式与存活探测相似，包括发送 HTTP 请求或执行命令。

3、存活探测Liveness Probe

• 用于检测容器是否准备好接收流量。
• 如果存活探测失败，则 Kubernetes 认为容器尚未准备好处理流量，将从服务负载均衡中剔除该容器。
• 如果存活探测成功，则容器被认为是准备好接收流量的，并加入到服务负载均衡中。
• 常见的存活探测方式包括发送 HTTP 请求到容器的特定端点或执行命令并检查返回值。

存活探测与就绪探测的区别：

可以采取相同的探测方式，只是处理方式不同，就绪探测失败后将pod的IP与port从对应的endpoint列表中删除，也就是会拒绝外部对其进行访问；存活探测探测失败后将根据重启策略进行处理 存活探测关注容器内应用程序的运行状态，用于重新启动不健康的容器，确保应用程序持续运行。

就绪探测关注容器是否已经准备好接收流量，用于在容器启动过程中防止将流量发送给尚未完全准备好的容器。

k8s中启动探测会最先进行，随后就绪探测和存活探测会同时进行

参考资料：配置存活、就绪和启动探针 | Kubernetes

启动探测

#查看帮助
kubectl explain pod.spec.containers.startupProbe
exec <Object>                     #执行命令，如果返回为0则探测成功
failureThreshold     <integer>    #失败的重试次数,超过就视为失败，默认为3
grpc <Object>                   #用于对接grpc端口
httpGet      <Object>          #调用http get，响应的状态码>=200且<400则探测成功
initialDelaySeconds  <integer> #启动后多久开始探测，默认为0
periodSeconds        <integer> #探测的时间间隔，默认10秒
successThreshold     <integer> #需要探测成功的次数，默认为1，在启动和存活探测中必须为1
tcpSocket    <Object>             #通过ip和port进行tcp检查，如果能建立连接则探测成功
terminationGracePeriodSeconds        <integer> #在删除Pod之前等待的时间，用于清理
timeoutSeconds       <integer>        #等待响应的超时时间，默认为1

#使用command
cat > qidongtance-command.yaml << EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: qidong
  namespace: default
spec: 
  containers:
   - name: test
     image: docker.io/library/nginx
     imagePullPolicy: IfNotPresent
     startupProbe:
      exec:
        command:
          - "/bin/sh"
          - "-c"
          - "echo '1'"
      initialDelaySeconds: 10  #启动后10秒开始探测
      periodSeconds: 5         #探测间隔5秒
      successThreshold: 1      #成功一次即成功
      failureThreshold: 3      #失败可重试三次
      timeoutSeconds: 5        #超时5秒即失败
EOF
kubectl apply -f qidongtance-command.yaml
#看到过了10+5秒进入了就绪状态
kubectl get pods -w
NAME     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
qidong   0/1     Pending   0          0s
qidong   0/1     Pending   0          0s
qidong   0/1     ContainerCreating   0          0s
qidong   0/1     ContainerCreating   0          1s
qidong   0/1     Running             0          2s
qidong   0/1     Running             0          16s
qidong   1/1     Running             0          16s
#修改命令为错误的命令，使其不正常执行，返回码为1
...
     startupProbe:
      exec:
        command:
          - "/bin/sh"
          - "-c"
          - "qweasdaq"
...
kubectl delete -f qidongtance-command.yaml
kubectl apply -f qidongtance-command.yaml
#pod重启了4次，后面显示失败
kubectl get pods -w
NAME     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
qidong   1/1     Running   0          78s
qidong   1/1     Terminating   0          5m6s
qidong   1/1     Terminating   0          5m6s
qidong   0/1     Terminating   0          5m6s
qidong   0/1     Terminating   0          5m6s
qidong   0/1     Terminating   0          5m6s
qidong   0/1     Pending       0          0s
qidong   0/1     Pending       0          0s
qidong   0/1     ContainerCreating   0          0s
qidong   0/1     ContainerCreating   0          1s
qidong   0/1     Running             0          1s
qidong   0/1     Running             1 (2s ago)   27s
qidong   0/1     Running             2 (2s ago)   47s
qidong   0/1     Running             2 (5s ago)   50s
qidong   0/1     Running             3 (1s ago)   66s
qidong   0/1     Running             4 (1s ago)   86s
qidong   0/1     CrashLoopBackOff    4 (1s ago)   106s
#清理
kubectl delete -f qidongtance-command.yaml

#使用tcpsocket
cat > qidongtance-tcp.yaml << EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: qidong
  namespace: default
spec: 
  containers:
   - name: test
     image: docker.io/library/nginx
     imagePullPolicy: IfNotPresent
     ports:
      - containerPort: 80 #给一个容器端口80
     startupProbe:
      tcpSocket:
         port: 80      #探测80端口
      initialDelaySeconds: 10 
      periodSeconds: 5        
      successThreshold: 1    
      failureThreshold: 3      
      timeoutSeconds: 5   
EOF
kubectl apply -f qidongtance-tcp.yaml
#成功运行
kubectl get pods -w
NAME     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
qidong   0/1     Pending   0          0s
qidong   0/1     Pending   0          0s
qidong   0/1     ContainerCreating   0          0s
qidong   0/1     ContainerCreating   0          1s
qidong   0/1     Running             0          1s
qidong   0/1     Running             0          16s
qidong   1/1     Running             0          16s
qidong   1/1     Running             0          22s
#curl访问
curl 10.10.234.91:80
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
html { color-scheme: light dark; }
body { width: 35em; margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif; }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="<http://nginx.org/>">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="<http://nginx.com/>">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>
#清理
kubectl delete -f qidongtance-tcp.yaml

#使用http get
cat > qidongtance-httpget.yaml << EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: qidong
  namespace: default
spec: 
  containers:
   - name: test
     image: docker.io/library/nginx
     imagePullPolicy: IfNotPresent
     ports:
      - containerPort: 80
     startupProbe:
      httpGet:
         path: /
         port: 80
      initialDelaySeconds: 10 
      periodSeconds: 5        
      successThreshold: 1    
      failureThreshold: 3      
      timeoutSeconds: 5   
EOF
kubectl apply -f qidongtance-httpget.yaml
kubectl get pods -w #运行正常
NAME     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
qidong   0/1     Pending   0          0s
qidong   0/1     Pending   0          0s
qidong   0/1     ContainerCreating   0          0s
qidong   0/1     ContainerCreating   0          1s
qidong   0/1     Running             0          2s
qidong   0/1     Running             0          16s
qidong   1/1     Running             0          16s
#curl测试
curl 10.10.234.93:80
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
html { color-scheme: light dark; }
body { width: 35em; margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif; }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="<http://nginx.org/>">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="<http://nginx.com/>">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

#清理
kubectl delete -f qidongtance-httpget.yaml

存活探测

#查看帮助，与启动探测相似
kubectl explain pod.spec.containers.livenessProbe
#存活探测每隔一段时间进行探测，确保业务的存活
#存活探测
cat > cunhuotance-command.yaml << EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: cunhuo
  namespace: default
spec:
  containers:
   - name: test
     image: busybox:1.28
     imagePullPolicy: IfNotPresent
     args:                       #探针测试文件
       - "/bin/sh"
       - "-c"
       - "touch /1.txt; sleep 20; rm -rf /1.txt" #使其20秒后删除该文件
     livenessProbe:
      initialDelaySeconds: 10
      periodSeconds: 5
      exec:       #探测的命令
       command:
        - cat
        - /1.txt
EOF
kubectl apply -f cunhuotance-command.yaml
#查看发现经过20秒，探活失败，容器结束，重启后探活，失败循环往复
kubectl get pods -w
NAME     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
cunhuo   1/1     Running   0          8s
cunhuo   0/1     Completed   0          21s
cunhuo   1/1     Running     1 (2s ago)   22s
cunhuo   0/1     Completed   1 (23s ago)   43s
cunhuo   0/1     CrashLoopBackOff   1 (4s ago)    45s
cunhuo   1/1     Running            2 (15s ago)   56s
kubectl get pods -w
NAME     READY   STATUS             RESTARTS      AGE
cunhuo   0/1     CrashLoopBackOff   2 (12s ago)   88s
cunhuo   1/1     Running            3 (32s ago)   108s
cunhuo   0/1     Completed          3 (52s ago)   2m8s
cunhuo   0/1     CrashLoopBackOff   3 (2s ago)    2m10s
cunhuo   0/1     CrashLoopBackOff   3 (26s ago)   2m34s
#清理
kubectl delete -f cunhuotance-command.yaml

#使用httpdget与tcp需要结合代码进行演示，过于繁杂就不演示了

就绪探测

就绪探测主要用于与pod与service相对接的场景下进行使用

探测pod内接口，探测成功则代表程序启动，就开放对外的接口访问，如果探测失败，则暂时不开放接口访问，直到探测成功

#就绪探测举例
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: java
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - name: yewu
    port: 8080
    targetPort: 8080
    nodePort: 31180   #封装到外侧的端口
  - name: guanli
    port: 8081
    targetPort: 8081
    nodePort: 31181
  selector:
    app: java
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: java
spec:
  containers:
  - name: java
    labels: 
       app: java
image: xxxxx #封装了代码的容器镜像
imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - name: yewu
      containerPort: 8080
    - name: guanli
      containerPort: 8081
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      httpGet:       #进行就绪探测8081端口
        scheme: HTTP
        port: 8081
        path: xxx