kubernetes pod生命周期,启动钩子,停止钩子,以及 pod容器的重启策略

近期文章:

kubernetes pod生命周期

  • pod从开始创建到终止退出的时间范围称为Pod生命周期

1、生命周期包含以下几个重要流程

初始化容器(initContainers)
创建主容器(containers)是必须的操作
容器启动后钩子
启动探测
存活性探测
就绪性探测
容器停止前钩子

2、pod在整个生命周期的过程中总会处于以下几个状态:

Pending:创建了pod资源并存入etcd中,但尚未完成调度。 ContainerCreating:Pod 的调度完成,被分配到指定 Node 上。处于容器创建的过程中。通常是在拉取镜像的过程中。 Running:Pod 包含的所有容器都已经成功创建,并且成功运行起来。 Succeeded:Pod中的所有容器都已经成功终止并且不会被重启 Failed:所有容器都已经终止,但至少有一个容器终止失败,也就是说容器返回了非0值的退出状态或已经被系统终止。 Unknown:因为某些原因无法取得 Pod 的状态。这种情况通常是因为与 Pod 所在主机通信失败。 ​

3、pod生命周期的重要行为

1、在启动任何容器之前,先创建pause基础容器,它初始化Pod的环境并为后续加⼊的容器提供共享的名称空间。
2.初始化容器(initcontainer):
一个pod可以拥有任意数量的init容器。init容器是按照顺序以此执行的,并且仅当最后一个init容器执行完毕才会去启动主容器。
3.生命周期钩子:
pod允许定义两种类型的生命周期钩子,启动后(post-start)钩子和停止前(pre-stop)钩子
这些生命周期钩子是基于每个容器来指定的,和init容器不同的是,init容器是应用到整个pod。而这些钩子是针对容器的,是在容器启动后和停止前执行的。
4.容器探测:
对Pod健康状态诊断。分为三种: Startupprobe、Livenessprobe(存活性探测), Readinessprobe(就绪性检测)
Startup(启动探测):探测容器是否正常运行
Liveness(存活性探测):判断容器是否处于runnning状态,根据重启策略决定是否重启容器
Readiness(就绪性检测):判断容器是否准备就绪并对外提供服务,将容器设置为不可用,不接受service转发的请求
三种探针用于Pod检测:
ExecAction:在容器中执行一个命令,并根据返回的状态码进行诊断,只有返回0为成功
TCPSocketAction:通过与容器的某TCP端口尝试建立连接
HTTPGetAction:通过向容器IP地址的某指定端口的path发起HTTP GET请求

4、容器的重启策略

定义是否重启Pod对象 Always:但凡Pod对象终止就重启,默认设置 OnFailure:仅在Pod出现错误时才重启 Never:从不 ​ 注:一旦Pod绑定到一个节点上,就不会被重新绑定到另一个节点上,要么重启,要么终止 

5、pod的终止过程终止过程主要分为如下几个步骤:

(1)用户发出删除 pod 命令:kubectl delete pods ,kubectl delete -f yaml
(2)Pod 对象随着时间的推移更新,在宽限期(默认情况下30秒),pod 被视为“dead”状态
(3)将 pod 标记为“Terminating”状态
(4)第三步同时运行,监控到 pod 对象为“Terminating”状态的同时启动 pod 关闭过程
(5)第三步同时进行,endpoints 控制器监控到 pod 对象关闭,将pod与service匹配的 endpoints 列表中删除
(6)如果 pod 中定义了 preStop 钩子处理程序,则 pod 被标记为“Terminating”状态时以同步的方式启动执行;若宽限期结束后,preStop 仍未执行结束,第二步会重新执行并额外获得一个2秒的小宽限期
(7)Pod 内对象的容器收到 TERM 信号
(8)宽限期结束之后,若存在任何一个运行的进程,pod 会收到 SIGKILL 信号
(9)Kubelet 请求 API Server 将此 Pod 资源宽限期设置为0从而完成删除操作

初始化容器(init)

spec字段下有个initContainers字段(初始化容器),Init容器就是做初始化工作的容器。可以有一个或多个,如果多个按照定义的顺序依次执行,先执行初始化容器1,再执行初始化容器2等,等初始化容器执行完具体操作之后初始化容器就退出了,只有所有的初始化容器执行完后,主容器才启动。
由于一个Pod里容器存储卷是共享的,所以Init Container里产生的数据可以被主容器使用到,Init Container可以在多种K8S资源里被使用到,如Deployment、DaemonSet, StatefulSet、Job等,但都是在Pod启动时,在主容器启动前执行,做初始化工作。

初始化容器的官方地址:

初始化容器与主容器区别是

1、初始化容器不支持 Readinessprobe,因为它们必须在Pod就绪之前运行完成
2、每个Init容器必须运行成功,下一个才能够运行

初始化容器应用

[root@pengfei-master1 pod]# cat init-1.yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata:   name: init-busybox   labels:     app: init-busybox spec:   initContainers:   - name: install     image: busybox     imagePullPolicy: IfNotPresent     command:     - wget     - "-O"     - "/tmp/index.html"     - "https://www.baidu.com"     volumeMounts:     - name: workdir       mountPath: /tmp   containers:   - name: nginx     image: nginx     imagePullPolicy: IfNotPresent     ports:     - containerPort: 80     volumeMounts:     - name: workdir       mountPath: /usr/share/nginx/html   dnsPolicy: Default   volumes:   - name: workdir     emptyDir: {}

创建pod并查看pod

[root@pengfei-master1 pod]# kubectl apply -f init-1.yaml [root@pengfei-master1 pod]# kubectl get pods -owide NAME           READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP              NODE            NOMINATED NODE   READINESS GATES init-busybox   1/1     Running   0          16h   10.244.225.88   pengfei-node2   <none>           <none>

测试pod

[root@pengfei-master1 pod]# curl  10.244.225.88

[root@pengfei-master1 pod]# kubectl exec -it init-busybox /bin/bash kubectl exec [POD] [COMMAND] is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl exec [POD] -- [COMMAND] instead. Defaulted container "nginx" out of: nginx, install (init) root@init-busybox:/# ls bin   dev		   docker-entrypoint.sh  home  lib64  mnt  proc  run   srv  tmp  var boot  docker-entrypoint.d  etc			 lib   media  opt  root  sbin  sys  usr root@init-busybox:/# cd /usr/share/nginx root@init-busybox:/usr/share/nginx# ls html root@init-busybox:/usr/share/nginx# cd html root@init-busybox:/usr/share/nginx/html# ls index.html

主容器

1、容器钩子
初始化容器启动之后,开始启动主容器,在主容器启动之后有一个post start hook(容器启动后钩子)和pre stop hook(容器结束前钩子),无论启动后还是结束前所做的事我们可以把它放到这两个钩子,这个钩子就表示用户可以用它来钩住一些命令,非必须选项
  • postStart:该钩子在容器被创建后立刻执行,如果该钩子对应的探测执行失败,则该容器会被杀死,并根据该容器的重启策略决定是否要重启该容器,这个钩子不需要传递任何参数。
  • preStop:该钩子在容器被删除前执行,主要用于释放资源和优雅关闭程序

容器钩子:postStart和preStop

postStart:容器创建之后立刻执行,用于资源部署、环境准备等。
preStop:在容器被终止前执行,用于优雅关闭应用程序、通知其他系统等

postStart和preStop用法

...... containers: - image: sample:v2        name: war      lifecycle:       postStart:        exec:          command:           - “cp”           - “/sample.war”           - “/app”       prestop:        httpGet:         host: monitor.com         path: /waring         port: 8080         scheme: HTTP ......  #以上示例中,定义了一个Pod,包含一个JAVA的web应用容器,其中设置了PostStart和PreStop回调函数。即在容器创建成功后,复制/sample.war到/app文件夹中。而在容器终止之前,发送HTTP请求到http://monitor.com:8080/waring,即向监控系统发送警告。

优雅的删除资源对象

当用户请求删除含有pod的资源对象时(如RC、deployment等),K8S为了让应用程序优雅关闭(即让应用程序完成正在处理的请求后,再关闭软件),K8S提供两种信息通知:

1)、默认:K8S通知node执行docker stop命令,docker会先向容器中PID为1的进程发送系统信号SIGTERM,然后等待容器中的应用程序终止执行,如果等待时间达到设定的超时时间,或者默认超时时间(30s),会继续发送SIGKILL的系统信号强行kill掉进程。
2)、使用pod生命周期(利用PreStop回调函数),它执行在发送终止信号之前。 默认情况下,所有的删除操作的优雅退出时间都在30秒以内。kubectl delete命令支持--grace-period=的选项,以运行用户来修改默认值。0表示删除立即执行,并且立即从API中删除pod。在节点上,被设置了立即结束的的pod,仍然会给一个很短的优雅退出时间段,才会开始被强制杀死。如下:
......     spec:       containers:       - name: nginx-demo         image: centos:nginx         lifecycle:           preStop:             exec:               # nginx -s quit gracefully terminate while SIGTERM triggers a quick exit               command: ["/usr/local/nginx/sbin/nginx","-s","quit"]         ports:           - name: http             containerPort: 80     ......
[root@pengfei-master1 pod]# cat >pre-start.yaml>>EOF apiVersion: v1 kind: Pod metadata:   name: pre-start-demo1   labels:     app: pre-start-demo1 spec:   containers:   - name: nginx     image: nginx     imagePullPolicy: IfNotPresent     lifecycle:       postStart:         exec:           command: ["/bin/bash","-c", "echo 'test' >/usr/share/nginx/html/index.html"]       preStop:         exec:           command: ["/bin/bash","-c","nginx -s stop"]     ports:     - containerPort: 80       name: http    EOF
[root@pengfei-master1 pod]# kubectl get pods -o wide NAME              READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP              NODE            NOMINATED NODE   READINESS GATES pre-start-demo1   1/1     Running   0          61s   10.244.128.88   pengfei-node1   <none>           <none> [root@pengfei-master1 pod]# curl 10.244.128.88 test

总结:

pod在整个生命周期中有非常多的用户行为:

1、初始化容器完成初始化

2、主容器启动后可以做启动后钩子

3、主容器结束前可以做结束前钩子

4、在主容器运行中可以做一些健康检测,如startupprobe、livenessprobe,readnessprobe