k8s 控制器管理

一、ReplicaSet 控制器

ReplicaSet 核心职责：保证集群中始终维持指定数量的 Pod 副本在运行。依靠标签选择器匹配 Pod，一旦副本数少于期望值就新建 Pod；多于期望值就删掉多余 Pod。

注意：日常几乎不会直接裸用 ReplicaSet，Deployment 底层就是封装了 ReplicaSet。

编写 ReplicaSet yaml

bash 复制代码

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  labels:
    app: webcluster
  name: webcluster
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: webcluster
  template:
    metadata:
      labels:
        app: webcluster
    spec:
      containers:
      - image: reg.timinglee.org/library/myapp:v1
        name: myapp

执行创建：

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kubectl apply -f repset.yml

# 持续观察Pod以及标签变化
watch -n 1 kubectl get pods --show-labels

扩缩容操作

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# 副本扩到4个
kubectl scale replicaset webcluster --replicas 4

# 缩回到2个
kubectl scale replicaset webcluster --replicas 2

# 副本置0，所有Pod全部删除，控制器对象还保留
kubectl scale replicaset webcluster --replicas 0

修改 yaml 里面 replicas 的数值，再执行 kubectl apply -f repset.yml 同样可以完成扩缩容。

提醒：ReplicaSet不支持滚动升级。直接改镜像再 apply，不会触发 Pod 更新，只能手动删除 Pod，才会拉取新镜像重建。这也是生产不用它直接管理业务的主要原因。

二、Deployment 控制器

Deployment 是业务最常用控制器，基于 ReplicaSet 实现，增加滚动更新、版本回退、暂停 / 恢复发布能力。无状态业务优先选 Deployment。

编写 Deployment 配置

bash 复制代码

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: webcluster
  name: webcluster
spec:
  minReadySeconds: 5
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: webcluster
  template:
    metadata:
      labels:
        app: webcluster
    spec:
      containers:
      - image: reg.timinglee.org/library/myapp:v1
        name: myapp

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# 通过--dry-run导出yaml模板
kubectl create deployment webcluster --image reg.timinglee.org/library/myapp:v1 --dry-run=client -o yaml > dep.yml

kubectl apply -f dep.yml

# 同时监控Pod和底层ReplicaSet
watch -n 1 " kubectl get pods --show-labels;echo ====;kubectl get replicasets.apps"

把 Deployment 暴露成 Service，提供集群访问：

bash 复制代码

kubectl expose deployment webcluster --port 80 --target-port 80

kubectl describe services webcluster

# 使用ClusterIP访问测试
curl 10.107.142.60

版本升级与回滚

修改 yaml 中容器镜像版本，执行 apply，Deployment 会自动创建新 ReplicaSet，逐步销毁旧 Pod、拉起新 Pod。

bash 复制代码

# 修改镜像为 v2
kubectl apply -f dep.yml

# 访问验证新版本
curl 10.107.142.60

如果新版本出问题，两种回退方式：

修改 yaml 镜像改回 v1，apply 重新发布
使用 kubectl rollout undo 直接回退历史版本

三、更新策略配置与发布优化

Deployment 默认滚动更新策略：maxSurge:25%、maxUnavailable:25%。

maxSurge：升级过程中，允许最多比期望副本数多出多少 Pod
maxUnavailable：升级过程中，允许最多多少个 Pod 处于不可用状态

查看当前更新策略：

bash 复制代码

kubectl describe deployments.apps webcluster

自定义更新策略示例，业务零停机升级，不允许任何副本不可用：

bash 复制代码

spec:
  minReadySeconds: 5
  replicas: 6
  selector:
    matchLabels:
      app: webcluster
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1
      maxUnavailable: 0
  template:
    metadata:
      labels:
        app: webcluster
    spec:
      containers:
      - image: reg.timinglee.org/library/myapp:v1
        name: myapp

maxUnavailable:0：升级时不会先杀掉旧 Pod，先启动新 Pod 就绪之后，再销毁旧 Pod，实现业务不断流。

发布暂停、恢复

有些场景，想批量修改多处配置，不想每改一次就触发一次滚动更新，可以先 pause，全部改完再 resume 一次性发布。

bash 复制代码

# 暂停滚动更新，修改配置不会触发实际发布
kubectl rollout pause deployment webcluster

# 此时修改yaml镜像版本，apply不会执行滚动
kubectl apply -f dep.yml

# 恢复发布，此时才真正执行版本更新
kubectl rollout resume deployment webcluster

# 查看版本变更历史
kubectl rollout history deployment webcluster

四、DaemonSet 控制器

DaemonSet 的特点：集群每一个符合条件的 Node 上，都会运行一个副本 Pod。新增节点加入集群，会自动在新节点拉起 Pod；节点下线，对应 Pod 随之销毁。

典型使用场景：日志采集、监控 agent、网络插件（flannel、calico）这类节点级组件。

基础示例 yaml：

bash 复制代码

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  labels:
    app: daemonset
  name: daemonset
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: daemonset
  template:
    metadata:
      labels:
        app: daemonset
    spec:
      containers:
      - image: reg.timinglee.org/library/myapp:v1
        name: myapp

bash 复制代码

kubectl apply -f daemonset.yml

实验现象：当新节点 node3 执行 kubeadm join 加入集群，节点就绪后立刻自动启动这个 DaemonSet 的 Pod，不需要人工干预。
补充：可以通过 nodeSelector /nodeAffinity 限制，只在部分节点部署 DaemonSet，而不是全部节点。

五、Job 控制器

Job 用来运行一次性任务。任务跑完就结束，Pod 状态变成 Completed，保证任务可以成功完成指定次数。

⚠️重要：Job 的重启策略只能是 Never 或者 OnFailure，禁止使用 Always，否则任务完成会无限重启。

字段说明

completions：总共需要成功执行完成多少次任务
parallelism：最多同时并行运行多少个 Pod
backoffLimit：任务失败最大重试次数，超过直接放弃

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apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: pi-job
spec:
  completions: 6
  parallelism: 2
  backoffLimit: 4
  template:
    spec:
      containers:
      - name: busybox
        image: reg.timinglee.org/library/busybox:latest
        command: ["/bin/sh","-c","echo task finish `date` ; head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x1"]
      restartPolicy: Never

bash 复制代码

kubectl apply -f job.yml

# 查看job产生的pod
kubectl get pods |grep pi-job

# 查看任务输出日志
kubectl logs pi-job-qzhw9

观察：Pod 执行完业务命令，状态变为 Completed，不会自动删除，需要手动清理 Job 资源。

六、CronJob 定时任务控制器

CronJob 基于 Job，增加 cron 定时调度，相当于 k8s 内部的 crontab。按 cron 表达式周期性创建 Job，由 Job 去执行实际任务。

bash 复制代码

apiVersion: batch/v1
kind: CronJob
metadata:
  name: cronjob
spec:
  schedule: '* * * * *'
  jobTemplate:
    metadata:
      name: cronjob
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - image: reg.timinglee.org/library/busybox:latest
            name: cronjob
            command:
              - /bin/sh
              - -c
              - echo "hello timinglee"
          restartPolicy: OnFailure

bash 复制代码

kubectl apply -f cronjob.yml

# 查看定时任务状态
kubectl get cronjobs.batch

# 查看定时任务Pod日志
kubectl logs hello-cron-29792316-vsqct