01 引言

声明：本文为《Kubernetes权威指南：从Docker到Kubernetes实践全接触（第5版）》的读书笔记

本文主要讲解pod的生命周期、重启策略、健康检查及服务可用性检查。

02 pod生命周期

pod在整个生命周期中被系统定义为各种状态，熟悉pod的各种状态对于理解如何设置pod的调度策略、重启策略是很有必要的，pod状态如下：

状态值	描述
Pending	API Server已经创建了pod，但在pod内还有一个或多个容器的镜像没有创建，包括正在下载镜像的过程
Running	pod内所有容器均已创建，且至少有一个容器处于运行状态、正在启动状态或正在重启状态
Succeeded	pod内所有容器均成功执行后退出，且不会在重启
Failed	pod内所有容器均已退出，但至少有一个容器为退出失败状态
Unknown	由于某种原因无法获取该Pod的状态，可能由于网络通信不畅导致的

03 pod重启策略

pod的重启策略（RestartPolicy）应用于pod内的所有容器，并且仅在pod所处的 node 上 由kubelet 进行判断和重启操作。

当某个容器异常退出或者健康检查失败时，kubelet将根据RestartPolicy的设置进行相应的操作，pod的重启策略包括Always、OnFailure和Never（默认值为Always）：

重启策略	描述
Always	当容器失效时，由kubelet自动重启该容器
OnFailure	当容器终止运行且退出码不为0时，由kubelet自动重启该容器
Never	不论容器运行状态如何，kubelet都不会重启该容器

kubelet重启失效容器的时间间隔以symc-frequency乘以2n来计算，例如1、 2、4、8倍等，最长延时5min，并且在成功重启后的10min后重置该时间。

pod的重启策略与控制方式息息相关，当前可用于管理pod的控制器包括
ReplicationController、Job、DaemonSet，还可以通过kubelet管理（静态
pod)。每种控制器对Pod的重启策略要求如下：

控制器	要求
RC和DaemonSet	必须设置为Always，需要保证该容器持续运行
Job	OnFailure或Never，确保容器执行完成后不再重启
kubelet	在Pod失效时自动重启它，不论将RestartPolicy设置为什么值，也不会对Pod进行健康检查

结合pod的状态和重启策略，常见的状态转换场景如下：

04 pod健康检查和服务可用性检查

Kubernetes对Pod的健康状态可以通过三类探针来检查：LivenessProbe、
ReadinessProbe及StartupProbe，其中最主要的探针为LivenessProbe与
ReadinessProbe，kubelet会定期执行这两类探针来诊断容器的健康状况。

探针	作用
LivenessProbe探针	用于判断容器是否存活(Running状态)，如果LivenessProbe探针探测到容器不健康，则kubelet“将“杀掉”该容器，并根据容器的重启策略做相应的处理。如果一个容器不包含LivenessProbe探针，那么kubelet认为该容器的LivenessProbe探针返回的值永远是Success
ReadinessProbe探针	用于判断容器服务是否可用(Ready状态)，达到Ready状态的Pod才可以接收请求。对于被Service管理的Pod、Service与PodEndpoint的关联关系也将基于Pod是否Ready进行设置。如果在运行过程中Ready 状态变为False，则系统自动将其从Service的后端Endpoint列表中隔离出去，后续再把恢复到Ready状态的Pod加回后端Endpoint列表。这样就能保证客户端在访问Service时不会被转发到服务不可用的Pod实例上。需要注意的是ReadinessProbe也是定期触发执行的，存在于Pod的整个生命周期中
StartupProbe探针	某些应用会遇到启动比较慢的情况，例如应用程序启动时需要与远程服务器建立网络连接，或者遇到网络访问较慢等情况时，会造成容器启动缓慢，此时ReadinessProbe就不适用了，因为这属于“有且仅有一次” 的超长延时，可以通过StartupProbe探针解决该问题

以上探针均可配置以下三种实现方式。

4.1 方式一：ExecAction

ExecAction在容器内部运行一个命令，如果该命令的返回码为0，则表明容器健康。

举例：通过运行cat/tmp/health命令来判断一个容器运行是否正常。在该pod运行后，将在创建/tmp/health文件10s后删除该文件，而LivenessProbe健康检查的初始探测时间（initialDelaySeconds）为15s，探测结果是Fail，将导致kubelet “杀掉” 该容器并重启它：

4.2 方式二：TCPSocketAction

TCPSocketAction通过容器的IP地址和端口号执行TCP检查，如果能够建立TCP连接，则表明容器健康。

举例：通过与容器内的localhost:80建立TCP连接进行健康检查：

4.3 方式三：HTTPGetAction

HTTPGetAction通过容器的IP地址、端口号及路径调用HTTP Get方法，如果响应的状态码大于等于200且小于400，则认为容器健康。

举例：kubelet定时发送HTTP请求到localhost:80/_status，/healthz来进行容器应用的健康检查：

4.4 其它

对于每种探测方式，都需要设置initialDelaySeconds和timeoutSeconds两个参数，它们的含义分别如下。

参数	含义
initialDelaySeconds	启动容器后进行首次健康检查的等待时间，单位为s
timeoutSeconds	健康检查发送请求后等待响应的超时时间，单位为s ,当超时发生时，kubelet会认为容器已经无法提供服务，将会重启该容器

如下代码片段是StartupProbe探针的一个参考配置，可以看到，这个Pod可以有长达30×10=300s的超长启动时间：

Kubernetes的Pod可用性探针机制可能无法满足某些复杂应用对容器内服务可用状态的判断，所以Kubernetes从1.11版本开始，引入了Pod Ready++特性对Readiness探测机制进行扩展，在1.14版本时达到GA稳定版本，称其为Pod
Readiness Gates。

Pod Readiness Gates给予了Pod之外的组件控制某个Pod就绪的能力，通过Pod Readiness Gates机制，用户可以设置自定义的Pod可用性探测方式来告诉Kubernetes某个Pod是否可用，具体使用方式是用户提供一个外部的控制器(Controller)来设置相应Pod的可用性状态。

举例：Pod的Readiness Gates在Pod定义中的ReadinessGate字段进行一个类型为www.example.com/feature-l的新Readiness Gate:

新增的自定义Condition的状态(status)将由用户自定义的外部控制器设置（默认值为False）Kubernetes将在判断全部readinessGates条件都为True时, 才设置Pod为服务可用状态(Ready为True)。

05 文末

本文主要讲解pod生命周期、重启策略及健康检查，希望能帮助到大家，谢谢大家的阅读，本文完！

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