K8s 控制器管理详解｜RC、RS、Deployment、StatefulSet、DaemonSet、Job&CronJob

无念是……2026-08-26 9:23

一、什么是控制器

K8s 控制器是管理 Pod 的核心对象，工作模式为调谐循环（Reconciliation）。

  1. 控制器持续监听集群状态，对比期望状态 和集群实际状态。
  2. 如果实际状态和期望状态不一致，控制器自动调整，让集群达到期望状态。
  3. 直接创建裸 Pod，Pod 崩溃后不会自动重建；由控制器管理的 Pod，故障后控制器会自动重建 Pod，实现自愈。
  4. 控制器通过标签选择器 selector匹配管控对应的 Pod。

二、控制器常用类型

K8s 内置多种控制器，分别适配不同业务场景：

  1. ReplicaSet(RS)：维护指定数量 Pod 副本，底层副本控制器。
  2. Deployment：生产最常用，管理无状态应用，基于 RS 实现滚动更新、版本回滚。
  3. DaemonSet：在集群节点运行 Pod，每个节点仅运行一个 Pod 副本。
  4. Job：一次性任务控制器，保证任务 Pod 成功执行完成。
  5. CronJob：定时任务控制器，基于 cron 表达式周期性生成 Job 执行任务。

补充：还有 StatefulSet 用于有状态应用，RC 旧版副本控制器，现已淘汰。

三、ReplicaSet (RS)

1. 作用

保证集群中始终运行指定副本数量的 Pod。如果 Pod 删除、异常退出，RS 自动新建 Pod 补齐副本。

2. 核心组成

  • replicas：期望 Pod 副本数量
  • selector：标签选择器，匹配需要管理的 Pod
  • template：Pod 模板，RS 创建 Pod 时使用该模板

3. 特点

  1. 支持集合式标签选择器，功能是 RC 的升级版。
  2. 实际生产环境不直接操作 RS，Deployment 会自动创建并管理 ReplicaSet。
  3. RS 仅负责维持副本数量，本身不支持滚动更新、版本回滚。
bash 复制代码 
#生成yml文件
[root@k8s-master ~]# kubectl create deployment replicaset --image myapp:v1 --
dry-run=client -o yaml > replicaset.yml
[root@k8s-master ~]# vim replicaset.yml
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
name: replicaset #指定pod名称，一定小写，如果出现大写报错
spec:
replicas: 2 #指定维护pod数量为2
selector: #指定检测匹配方式
matchLabels: #指定匹配方式为匹配标签
app: myapp #指定匹配的标签为app=myapp
template: #模板，当副本数量不足时，会根据下面的模板创建pod副本
metadata:
labels:
app: myapp
spec:
containers:
- image: myapp:v1
name: myapp
[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f replicaset.yml
replicaset.apps/replicaset created
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
replicaset-l4xnr 1/1 Running 0 96s app=myapp
replicaset-t2s5p 1/1 Running 0 96s app=myapp
#replicaset是通过标签匹配pod
[root@k8s-master ~]# kubectl label pod replicaset-l4xnr app=timinglee --
overwrite
pod/replicaset-l4xnr labeled
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
replicaset-gd5fh 1/1 Running 0 2s app=myapp #新开启的
pod
replicaset-l4xnr 1/1 Running 0 3m19s app=timinglee
replicaset-t2s5p 1/1 Running 0 3m19s app=myapp
#恢复标签后
[root@k8s2 pod]# kubectl label pod replicaset-example-q2sq9 app-
[root@k8s2 pod]# kubectl get pod --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
replicaset-example-q2sq9 1/1 Running 0 3m14s app=nginx
replicaset-example-th24v 1/1 Running 0 3m14s app=nginx
replicaset-example-w7zpw 1/1 Running 0 3m14s app=nginx
#replicaset自动控制副本数量，pod可以自愈
[root@k8s-master ~]# kubectl delete pods replicaset-t2s5p
pod "replicaset-t2s5p" deleted
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
replicaset-l4xnr 1/1 Running 0 5m43s app=myapp
replicaset-nxmr9 1/1 Running 0 15s app=myapp

四、Deployment（生产最常用，管理无状态应用）

Deployment 构建在 ReplicaSet 之上，专门管理无状态应用，业务各个 Pod 完全等价，可以随意销毁重建。

核心能力

  1. 副本扩缩容：修改 replicas，增加 / 减少 Pod 数量。
  2. 滚动更新：升级镜像版本，逐步新建新版本 Pod，销毁旧 Pod，业务不中断。
  3. 版本回滚：升级出现故障，快速回退到之前历史版本。
  4. 自动维护多套 ReplicaSet 历史记录，用于回滚操作。

更新策略

  • RollingUpdate：默认，滚动更新，业务不停机。
  • Recreate：先全部删除旧 Pod，再创建新 Pod，业务会中断。
bash 复制代码 
#生成yaml文件
[root@k8s-master ~]# kubectl create deployment deployment --image myapp:v1 --
dry-run=client -o yaml > deployment.yml
[root@k8s-master ~]# vim deployment.yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: deployment
spec:
replicas: 4
selector:
4.2.1 版本迭代
matchLabels:
app: myapp
template:
metadata:
labels:
app: myapp
spec:
containers:
- image: myapp:v1
name: myapp
#建立pod
root@k8s-master ~]# kubectl apply -f deployment.yml
deployment.apps/deployment created
#查看pod信息
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
deployment-5d886954d4-2ckqw 1/1 Running 0 23s app=myapp,podtemplate-hash=5d886954d4
deployment-5d886954d4-m8gpd 1/1 Running 0 23s app=myapp,podtemplate-hash=5d886954d4
deployment-5d886954d4-s7pws 1/1 Running 0 23s app=myapp,podtemplate-hash=5d886954d4
deployment-5d886954d4-wqnvv 1/1 Running 0 23s app=myapp,podtemplate-hash=5d886954d4

常用kubectl命令

复制代码 
# 创建deployment
kubectl apply -f deploy.yaml
# 扩缩容副本
kubectl scale deployment nginx-deploy --replicas=5
# 查看滚动更新进度
kubectl rollout status deployment nginx-deploy
# 查看版本历史
kubectl rollout history deployment nginx-deploy
# 回滚到上一个版本
kubectl rollout undo deployment nginx-deploy

五、DaemonSet

DaemonSet 保证集群每一个（符合标签条件）节点上运行且仅运行一个 Pod。

使用场景

  • 节点日志采集：filebeat
  • 节点监控、代理组件

特点

  1. 新节点加入集群，DaemonSet 自动在新节点创建 Pod。
  2. 节点删除，该节点上 DaemonSet 管理的 Pod 随之销毁。
  3. 不需要配置 replicas 副本数，副本数量等于匹配节点数量。
bash 复制代码 
[root@k8s2 pod]# cat daemonset-example.yml
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
name: daemonset-example
spec:
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
tolerations: #对于污点节点的容忍
- effect: NoSchedule
operator: Exists
containers:
- name: nginx
image: nginx
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
NOMINATED NODE READINESS GATES
daemonset-87h6s 1/1 Running 0 47s 10.244.0.8 k8s-master
<none> <none>
daemonset-n4vs4 1/1 Running 0 47s 10.244.2.38 k8s-node2
<none> <none>
daemonset-vhxmq 1/1 Running 0 47s 10.244.1.40 k8s-node1
<none> <none>

六、job控制器

Job 控制器用于一次性批处理任务，保证任务最终成功执行完成。

特点

  1. Pod 运行异常失败退出，Job 会自动重启 Pod 重试。
  2. Pod 执行成功正常退出（返回码 0），任务视为完成，不会再重启。
  3. 关键字段：
  • completions：总共需要成功完成的 Pod 数量
  • parallelism：最大并发运行 Pod 数量
  • backoffLimit：任务失败最大重试次数
bash 复制代码 
[root@k8s2 pod]# vim job.yml
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
name: pi
spec:
completions: 6 #一共完成任务数为6
parallelism: 2 #每次并行完成2个
template:
spec:
containers:
- name: pi
image: perl:5.34.0
command: ["perl", "-Mbignum=bpi", "-wle", "print bpi(2000)"] 计算Π的后
2000位
restartPolicy: Never #关闭后不自动重启
backoffLimit: 4 #运行失败后尝试4重新运行
[root@k8s2 pod]# kubectl apply -f job.yml

七、CronJob控制器

CronJob 在 Job 基础上增加定时调度能力，执行周期性定时任务。

特点

  1. 使用 Linux cron 表达式：分 时 日 月 周

  2. 到触发时间，自动创建 Job 对象，由 Job 去运行 Pod。

  3. 适用场景：定时备份数据库、定时日志清理。

    apiVersion: batch/v1
    kind: CronJob
    metadata:
    name: backup-cronjob
    spec:
    schedule: "0 2 * * *" # 每天凌晨2点执行
    jobTemplate:
    spec:
    template:
    spec:
    containers:
    - name: backup
    image: busybox
    command: ["echo","执行定时备份"]
    restartPolicy: OnFailure

总结

  1. ReplicaSet 负责维持 Pod 副本数，Deployment 底层依赖 RS，不直接使用 RS。
  2. 无状态 Web 业务优先使用 Deployment，支持滚动更新回滚。
  3. 节点代理、日志采集组件使用 DaemonSet。
  4. 一次性脚本任务使用 Job；周期性定时任务使用 CronJob。
  5. 控制器依靠标签选择器管理 Pod，不要随意修改控制器创建 Pod 的标签。
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