源码版本
kubernetes version： v1.3.0
简介
前一节介绍了Garbage Collection,涉及到的策略基本与磁盘资源有关。对于k8s集群如何高效的利用各种资源，也非常值得我们涉猎学习。管理好资源才能更好的创建服务，所以这节继续学习kubelet的diskSpaceManager。
diskSpaceManager顾名思义就是管理磁盘空间的，实际它的实现较为简单，就是给kubelet所在的节点预留磁盘空间的，当该节点磁盘空间低于该值时，将拒绝Pod的创建。
策略初始化
跟GC介绍的套路一样，先从策略入手。
相关的结构如下：
type DiskSpacePolicy struct {
// free disk space threshold for filesystem holding docker images.
DockerFreeDiskMB int
// free disk space threshold for root filesystem. Host volumes are created on root fs.
RootFreeDiskMB int
}该结构的出厂设置在cmd/kubelet/app/server.go中的UnsecuredKubeletConfig()接口进行。
func UnsecuredKubeletConfig(s *options.KubeletServer) (*KubeletConfig, error) {
...
diskSpacePolicy := kubelet.DiskSpacePolicy{
DockerFreeDiskMB: int(s.LowDiskSpaceThresholdMB),
RootFreeDiskMB: int(s.LowDiskSpaceThresholdMB),
}
...
}赋值的KubeletServer的LowDiskSpaceThresholdMB参数的初始化在cmd/kubelet/app/options/options.go中的NewKubeletServer()接口中进行：
func NewKubeletServer() *KubeletServer {
return &KubeletServer{
...
LowDiskSpaceThresholdMB: 256,
...
}
}diskSpaceManager保留磁盘空间的默认值是256MB，当然这个值我们也可以手动修改，这些kubelet的手动配置都是在cmd/kubelet/app/options/options.go中的AddFlags()接口：
func (s *KubeletServer) AddFlags(fs *pflag.FlagSet) {
...
fs.Int32Var(&s.LowDiskSpaceThresholdMB, "low-diskspace-threshold-mb", s.LowDiskSpaceThresholdMB, "The absolute free disk space, in MB, to maintain. When disk space falls below this threshold, new pods would be rejected. Default: 256")
...所以手动的话，需要修改kubelet命令flags中的low-diskspace-threshold-mb。
diskSpaceManager初始化
先介绍diskSpaceManager：
type diskSpaceManager interface {
// Checks the available disk space
IsRootDiskSpaceAvailable() (bool, error)
IsRuntimeDiskSpaceAvailable() (bool, error)
}跟前一章的套路一样，该diskSpaceManager是个interface。
具体的初始化需要查看pkg/kubelet/kubelet.go中的NewMainKubelet()接口。
调用流程： main -- app.Run -- UnsecuredKubeletConfig --> RunKubelet -- CreateAndInitKubelet -- NewMainKubelet
NewMainKubelet接口如下：
func NewMainKubelet(
hostname string,
nodeName string,
...
) (*Kubelet, error) {
...
diskSpaceManager, err := newDiskSpaceManager(cadvisorInterface, diskSpacePolicy)
if err != nil {
return nil, fmt.Errorf("failed to initialize disk manager: %v", err)
}
...
}继续查看newDiskSpaceManager()接口，该接口传入了cadvisorInterface和diskSpacePolicy参数，比较好理解这些参数，因为磁盘管理需要使用cAdvisor来获取磁盘信息，而diskSpacePolicy就是上面介绍策略初始化的结构。
该接口在pkg/kubelet/disk_manager.go中，继续查看源码：
func newDiskSpaceManager(cadvisorInterface cadvisor.Interface, policy DiskSpacePolicy) (diskSpaceManager, error) {
// 检查策略参数是否有效
// 实际就是判断下是否 < 0
err := validatePolicy(policy)
if err != nil {
return nil, err
}
dm := &realDiskSpaceManager{
cadvisor: cadvisorInterface,
policy: policy,
cachedInfo: map[string]fsInfo{},
}
return dm, nil
}该接口的返回值是diskSpaceManager，而实际返回是realDiskSpaceManager结构体。
所以所有diskSpaceManager的接口实现需要根据realDiskSpaceManager进行查看。
realDiskSpaceManager结构如下：
type realDiskSpaceManager struct {
// 用于获取磁盘相关信息
cadvisor cadvisor.Interface
// 用于缓存文件系统信息
cachedInfo map[string]fsInfo // cache of filesystem info.
// 操作锁
lock sync.Mutex // protecting cachedInfo.
// 磁盘管理策略
policy DiskSpacePolicy // thresholds. Set at creation time.
}查看下realDiskSpaceManager结构实现的diskSpaceManager接口：
// 查看Runtime占用的磁盘空间是否够用
func (dm *realDiskSpaceManager) IsRuntimeDiskSpaceAvailable() (bool, error) {
return dm.isSpaceAvailable("runtime", dm.policy.DockerFreeDiskMB, dm.cadvisor.ImagesFsInfo)
}
// 查看根目录的磁盘空间是否够用
func (dm *realDiskSpaceManager) IsRootDiskSpaceAvailable() (bool, error) {
return dm.isSpaceAvailable("root", dm.policy.RootFreeDiskMB, dm.cadvisor.RootFsInfo)
}上面两个方法最终都调用了dm.isSpaceAvailable()，该接口使用了3个参数：
文件系统类型
磁盘保留空间大小，用于判断是否有效
cAdvisor的接口，用于获取RootFS和ImagesFs使用的磁盘情况
而该接口返回的是一个Bool值，true or false。
接口如下：
func (dm *realDiskSpaceManager) isSpaceAvailable(fsType string, threshold int, f func() (cadvisorapi.FsInfo, error)) (bool, error) {
fsInfo, err := dm.getFsInfo(fsType, f)
if err != nil {
return true, fmt.Errorf("failed to get fs info for %q: %v", fsType, err)
}
// 有效值判断
if fsInfo.Capacity == 0 {
return true, fmt.Errorf("could not determine capacity for %q fs. Info: %+v", fsType, fsInfo)
}
if fsInfo.Available < 0 {
return true, fmt.Errorf("wrong available space for %q: %+v", fsType, fsInfo)
}
// 判断该文件系统可用的磁盘空间是否小于最小预留空间
if fsInfo.Available < int64(threshold)*mb {
glog.Infof("Running out of space on disk for %q: available %d MB, threshold %d MB", fsType, fsInfo.Available/mb, threshold)
return false, nil
}
return true, nil
}继续看dm.getFsInfo()接口：
func (dm *realDiskSpaceManager) getFsInfo(fsType string, f func() (cadvisorapi.FsInfo, error)) (fsInfo, error) {
dm.lock.Lock()
defer dm.lock.Unlock()
// 先查看缓存中的文件系统信息
// 需要比较该信息的时间有效性，为2s内
fsi := fsInfo{}
if info, ok := dm.cachedInfo[fsType]; ok {
timeLimit := time.Now().Add(-2 * time.Second)
if info.Timestamp.After(timeLimit) {
fsi = info
}
}
// 2s之外的话，需要调用cAdvisor接口重新获取磁盘信息
if fsi.Timestamp.IsZero() {
// 该f()接口作为参数传入,不同的文件系统对应不同的接口
// runtime: dm.cadvisor.ImagesFsInfo
// rootfs: dm.cadvisor.RootFsInfo
fs, err := f()
if err != nil {
return fsInfo{}, err
}
fsi.Timestamp = time.Now()
fsi.Usage = int64(fs.Usage)
fsi.Capacity = int64(fs.Capacity)
fsi.Available = int64(fs.Available)
// 更新cache
dm.cachedInfo[fsType] = fsi
}
return fsi, nil
}diskSpaceManager实现
上面的初始化可以看到diskSpaceManager的两个关键性接口IsRuntimeDiskSpaceAvailable()和IsRootDiskSpaceAvailable()，说简单点就是用于判断对应的磁盘空间是否还够用。
该功能具体作用的地方，一下子找不到的话，我们可以通过搜索上面两个接口来查看调用者。
其实就是pkg/kubelet/kubelet.go中的isOutOfDisk()接口：
// handleOutOfDisk detects if pods can't fit due to lack of disk space.
func (kl *Kubelet) isOutOfDisk() bool {
// Check disk space once globally and reject or accept all new pods.
withinBounds, err := kl.diskSpaceManager.IsRuntimeDiskSpaceAvailable()
// Assume enough space in case of errors.
if err != nil {
glog.Errorf("Failed to check if disk space is available for the runtime: %v", err)
} else if !withinBounds {
return true
}
withinBounds, err = kl.diskSpaceManager.IsRootDiskSpaceAvailable()
// Assume enough space in case of errors.
if err != nil {
glog.Errorf("Failed to check if disk space is available on the root partition: %v", err)
} else if !withinBounds {
return true
}
return false
}该接口很简单，就是分别调用diskSpaceManager实现的两个接口，然后判断磁盘空间是否够用。
到这里我们可以猜想一下，最开始介绍该功能的时候已经说了是用于预留磁盘空间，以此为条件来判断Pods是否能成功创建。所以可以想到这个isOutOfDisk()肯定是作用于Pods创建的流程中，在创建之前判断是否有条件可以创建。
具体的Pod管理流程内容较多，后面新启一篇文章进行单独介绍。