K8s 必备：kubectl patch 命令详解

精准高效的Kubernetes资源更新技巧

一、为什么需要kubectl patch？

在日常Kubernetes运维工作中，我们经常需要对集群中的资源进行修改。虽然kubectl apply和kubectl edit都很常用，但它们都存在一些局限性：

kubectl apply：需要提供完整的配置文件
kubectl edit：需要交互式编辑整个资源定义

而kubectl patch命令允许我们只提供需要更改的部分内容，实现对Kubernetes资源的精准局部更新，大大提高了运维效率。

二、三种patch策略详解

1. Strategic Merge Patch（策略合并补丁，默认）

这是Kubernetes特有的一种智能补丁方式，根据字段的patchStrategy和patchMergeKey标签来决定如何合并字段。

实战示例：向Deployment添加新容器

bash 复制代码

# 创建示例Deployment
kubectl apply -f - <<EOF
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: patch-demo
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx
EOF

# 添加redis容器
kubectl patch deployment patch-demo --patch '{
  "spec": {
    "template": {
      "spec": {
        "containers": [
          {
            "name": "redis-container",
            "image": "redis"
          }
        ]
      }
    }
  }
}'

智能数组合并机制 ：对于Pod的containers字段，Kubernetes使用name作为键来智能合并：

如果patch中指定了已存在的容器名，则更新该容器
如果是新的容器名，则添加到容器列表中

2. JSON Merge Patch（JSON合并补丁）

遵循RFC 7386标准，规则简单：

存在的字段则替换（字段值为null则表示删除）
不存在的字段则保持原样

实战示例：调整Deployment副本数

bash 复制代码

# 将副本数调整为5
kubectl patch deployment --type merge patch-demo --patch '{
  "spec": {
    "replicas": 5
  }
}'

注意事项：JSON Merge Patch会替换整个数组，不适合精细操作数组字段。

3. JSON Patch（JSON补丁）

遵循RFC 6902标准，通过明确的指令进行操作，支持6种操作：

add：添加字段
remove：删除字段
replace：替换字段
move：移动字段值
copy：复制字段值
test：测试字段值

实战示例：精确更新特定字段

bash 复制代码

# 使用JSON Patch精确操作
kubectl patch deployment --type json patch-demo --patch '[
  {
    "op": "replace",
    "path": "/spec/replicas",
    "value": 3
  }
]'

三、三种策略对比与选择

特性	Strategic Merge Patch	JSON Merge Patch	JSON Patch
数组处理	智能合并（按name等key）	整体替换	精确操作（按索引）
适用资源	Kubernetes原生资源	任何JSON资源	任何JSON资源
控制精度	中	低	高
语法复杂度	低	低	高
推荐场景	日常K8s资源操作	简单字段更新	需要精确控制

四、实战技巧与最佳实践

1. 使用patch文件

对于复杂的patch操作，建议使用patch文件：

yaml 复制代码

# update-replicas.yaml
spec:
  replicas: 5

bash 复制代码

kubectl patch deployment patch-demo --patch-file update-replicas.yaml

2. dry-run预览效果

执行前使用--dry-run预览更改效果：

bash 复制代码

kubectl patch deployment patch-demo --patch '...' --dry-run=client -o yaml

3. 处理特殊字段

某些字段需要使用$retainKeys策略：

bash 复制代码

# 正确更新Deployment策略
kubectl patch deployment patch-demo --patch '{
  "spec": {
    "strategy": {
      "$retainKeys": ["type"],
      "type": "Recreate"
    }
  }
}'

4. 查看字段patch策略

可以通过Kubernetes API文档查看字段的patch策略，决定使用哪种patch方式：

bash 复制代码

# 查看Deployment的API定义
kubectl explain deployment.spec.strategy

五、常见应用场景

1. 快速更新容器镜像

bash 复制代码

kubectl patch deployment my-app --type json --patch '[{
  "op": "replace",
  "path": "/spec/template/spec/containers/0/image",
  "value": "my-app:v2.0.0"
}]'

2. 调整资源配额

bash 复制代码

kubectl patch deployment my-app --patch '{
  "spec": {
    "template": {
      "spec": {
        "containers": [{
          "name": "app",
          "resources": {
            "limits": {
              "cpu": "1000m",
              "memory": "1Gi"
            }
          }
        }]
      }
    }
  }
}'

3. 添加或更新标签/注解

bash 复制代码

# 添加注解
kubectl patch deployment my-app --type json --patch '[{
  "op": "add",
  "path": "/metadata/annotations/deployed-by",
  "value": "kubernetes-admin"
}]'

六、总结

kubectl patch是Kubernetes运维中一个强大而灵活的工具，特别适用于：

精准更新：只需要修改部分字段，无需处理完整资源配置
自动化脚本：在CI/CD流水线中自动更新特定配置
高效操作：减少传输的数据量，提高更新效率

根据实际需求选择合适的patch策略：

日常操作：推荐使用默认的Strategic Merge Patch
简单字段更新：可使用JSON Merge Patch
需要精确控制：使用JSON Patch

掌握kubectl patch命令，让你的Kubernetes资源管理更加精准和高效！