Pod进阶（资源限制、容器探针、容器启动退出动作）

目录

一、资源限制

1.概念

2.request 和 limit

（1）request

（2）limit

3.使用方法 

4.资源单位

（1）CPU资源单位

（2）内存资源单位

5.资源限制实例 

二、健康检查（又称为探针Probe）

1.探针的三种规则

（1）livenessProbe（存活探针）

（2）readinessProbe（就绪探针）

（3）startupProbe （启动探针）（1.17版本增加的）

2.Probe支持三种检查方法（探针使用的三种方式） 

（1）exec

（2）tcpSocket

（3）httpGet

3.探针配置实例

（1）exec实例

（2）httpGet实例

（3）tcpSocket实例

三、容器启动和退出动作

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一、资源限制

1.概念

        当定义 Pod 时可以选择性地为每个容器设定所需要的资源数量。最常见可设定资源是 CPU 和内存大小，以及其他类型的资源。

        当为 Pod 中的容器指定了 request资源时，调度器就使用该信息来决定将 Pod 调度到哪个节点上。当还为容器指定了limit资源时，kubelet 就会确保运行的容器不会使用超出所设的 limit 资源量。kubelet 还会为容器预留所设的 request 资源量，供该容器使用。

        如果 Pod 运行所在的节点具有足够的可用资源，容器可以使用超出所设置的 request 资源量。不过，容器不可以使用超出所设置的 limit 资源量。

        如果给容器设置了内存的 limit 值，但未设置内存的 request 值，Kubernetes 会自动为其设置与内存 limit 相匹配的 request值。类似的，如果给容器设置了 CPU 的 limit 值但未设置CPU 的 request 值，则 Kubernetes 自动为其设置 CPU 的 request 值 并使之与CPU 的 limit 值匹配。

官网示例

https://kubernetes.io/docs/concepts/configuration/manage-compute-resources-container/

2.request 和 limit

（1）request

        容器使用的最小资源需求, 作为容器调度时资源分配的判断依赖。只有当前节点上可分配的资源量 >= request 时才允许将容器调度到该节点。request参数不限制容器的最大可使用资源。

（2）limit

        容器能使用资源的最大值。设置为0表示对使用的资源不做限制, 可无限的使用。

request 和 limit 关系

request能保证pod有足够的资源来运行，而limit则是防止某个pod无限制的使用资源，导致其他pod崩溃。两者的关系必须满足：

                                    容器所需资源下限 <= request <= limit（设置资源上限）
如果limit=0表示不对资源进行限制，这时可以小于request。

CPU支持设置request和limit；

memory只支持设置request， limit必须强制等于request。

这样确保容器不会因为内存的使用量超过request但是没有超过limit的情况下被意外kill掉。

3.使用方法 

spec.containers[].resources. requests.cpu    #定义创建容器时预分配的CPU资源
spec.containers[].resources.requests.memory    #定义创建容器时预分配的内存资源
spec.containers[].resources.limits.cpu    #定义 cpu 的资源上限
spec.containers[].resources.limits.memory   #定义内存的资源上限

4.资源单位

（1）CPU资源单位

        CPU 资源的 request 和 limit 以 cpu 为单位。Kubernetes 中的一个 cpu 相当于1个 vCPU（1个超线程）

        Kubernetes 也支持带小数 CPU 的请求。spec.containers[].resources.requests.cpu 为0.5的容器能够获得一个 cpu 的一半 CPU资源（类似于Cgroup对CPU资源的时间分片）。表达式0.1等价于表达式 100m（毫核），表示每1000毫秒内容器可以使用的CPU时间总量为0.1*1000 毫秒

CPU资源量单位 

cpu数：0.1      0.5       1            2

毫核：  100m   500m   1000m   2000m

（2）内存资源单位

        内存的 request 和 limit 以字节为单位。可以以整数表示，或以10为底数的指数的单位（E、P、T、G、M、K）来表示，或以2为底数的指数的单位（Ei、Pi、Ti、Gi、Mi、Ki）来表示。

PS：在买硬盘的时候，操作系统报的数量要比产品标出或商家号称的小一些，主要原因是标出的是以 MB、GB为单位的，1GB就是1,000,000,000Byte，而操作系统是以2进制为处理单位的，因此检查硬盘容量时是以MiB、GiB为单位，1GB=2^30=1,073,741,824，相比较而言，1GiB要比1GB多出1,073,741,824-1,000,000,000=73,741,824Byte，所以检测实际结果要比标出的少—些

内存资源量单位 

2为底数的单位：Ki  Mi  Gi  Ti；

0为底数的单位：K   M   G   T；

默认单位使用字节Byte

1KB=1^3=1000Byte，1MB=1^6=1000000Byte=1000KB

1KiB=2^10=1024Byte，1MiB=2^20=1048576Byte=1024KiB

5.资源限制实例 

        以下 Pod 有两个容器。每个容器的请求为 0.25 CPU 和 64MiB（226 字节）内存， 每个容器的资源限制为 0.5 CPU 和 128MiB 内存。 你可以认为该 Pod 的资源请求为 0.5 CPU 和 128 MiB 内存，资源限制为 1 CPU 和 256MiB 内存。 

---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: frontend
spec:
  containers:
  - name: app
    image: images.my-company.example/app:v4
    resources:
      requests:
        memory: "64Mi"
        cpu: "250m"
      limits:
        memory: "128Mi"
        cpu: "500m"
  - name: log-aggregator
    image: images.my-company.example/log-aggregator:v6
    resources:
      requests:
        memory: "64Mi"
        cpu: "250m"
      limits:
        memory: "128Mi"
        cpu: "500m"

二、健康检查（又称为探针Probe）

1.探针的三种规则

（1）livenessProbe（存活探针）

        判断容器是否正在运行。如果探测失败，则kubelet会杀死容器，并且容器将根据 restartPolicy 来设置 Pod 状态。如果容器不提供存活探针，则默认状态为Success。

（2）readinessProbe（就绪探针）

        判断容器是否准备好接受请求（进入ready状态）。如果探测失败，端点控制器将从与 Pod 匹配的所有 service endpoints 中剔除该Pod的IP地址。初始延迟之前的就绪状态默认为Failure。如果容器不提供就绪探针，则默认状态为Success。

（3）startupProbe （启动探针）（1.17版本增加的）

        判断容器内的应用程序是否已启动，主要针对于不能确定具体启动时间的应用。如果配置了startupProbe 探测，在则在 startupProbe 状态为 success 之前，其他所有探针都处于无效状态，直到它成功后其他探针才起作用。如果startupProbe 失败，kubelet 将杀死容器，容器将根据 restartPolicy 来重启。如果容器没有配置 startupProbe，则默认状态为 Success。

注：

        启动探针只是在容器启动后按照配置满足一次后就不再进行后续的探测了。

        存活探针和就绪探针会一直探测到Pod生命周期结束为止。

        以上规则可以同时定义。在readinessProbe检测成功之前，Pod的running状态是不会变成ready状态的。

2.Probe支持三种检查方法（探针使用的三种方式） 

（1）exec

        在容器内执行指定命令。如果命令退出时返回码为0则认为诊断成功。

（2）tcpSocket

        对指定端口上的容器的IP地址进行TCP检查（三次握手）。如果端口打开，则诊断被认为是成功的。

（3）httpGet

        对指定的端口和路径上的容器的IP地址执行HTTPGet请求。如果响应的状态码大于等于200且小于400，则诊断被认为是成功的。

3.探针配置实例

k8s探针可选的参数

• initialDelaySeconds∶ 容器启动多少秒后开始执行探测（默认0秒，最小值为0秒）
• periodSeconds∶探测的周期频率，每多少秒执行一次探测（默认10秒，最小为1秒）
• failureThreshold∶探测失败后，允许再试几次（默认3次，最小1次）
• timeoutSeconds ∶ 探测等待超时的时间（默认1秒，最小1秒；在1.20版本前，exec会忽略此设置无限期运行，直到返回结果）

（1）exec实例

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    test: liveness
  name: liveness-exec
spec:
  containers:
  - name: liveness
    image: busybox
    args:
    - /bin/sh
    - -c
    - touch /tmp/healthy; sleep 30; rm -rf /tmp/healthy; sleep 60
    livenessProbe:
      exec:
        command:
        - cat
        - /tmp/healthy
      failureThreshold: 1
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 5

        可以看到 Pod 中只有一个容器。kubelet 在执行第一次探测前需要等待 5 秒，kubelet 会每 5 秒执行一次存活探测。kubelet在容器内执行命令 cat /tmp/healthy 来进行探测。如果命令执行成功并且返回值为 0，kubelet 就会认为这个容器是健康存活的。当到达第31 秒时，这个命令返回非 0 值，kubelet会杀死这个容器并重新启动它。

（2）httpGet实例

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-httpget
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: liveness-httpget-container
    image: nginx
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - name: nginx
      containerPort: 80
    livenessProbe:
      httpGet:
        port: nginx                        #指定端口，这里使用的是之前的ports里的name，也可以直接写端口
        path: /index.html                  #指定路径
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3
      timeoutSeconds: 10

        在这个配置文件中， 可以看到 Pod 也只有一个容器。initialDelaySeconds 字段告诉 kubelet 在执行第一次探测前应该等待 3秒。periodSeconds 字段指定了 kubelet 每隔 3 秒执行一次存活探测。 timeoutSeconds字段指定了超时等待时间为10S，kubelet 会向容器内运行的服务（服务会监听 80端口）发送一个HTTP GET 请求来执行探测。如果服务器上/index.html路径下的处理程序返回成功代码，则 kubelet 认为容器是健康存活的。如果处理程序返回失败代码，则 kubelet 会杀死这个容器并且重新启动它。
任何大于或等于 200 并且小于 400 的返回代码标示成功，其它返回代码都标示失败。

（3）tcpSocket实例

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: probe-tcp
spec:
  containers:
  - name: tcpnginx
    image: nginx
    ports:
    - containerPort: 80
    readinessProbe:
      tcpSocket:
        port: 80
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 10
    livenessProbe: 
      tcpSocket: 
        port: 80
      initialDelaySeconds: 15
      periodSeconds: 20

        同时配置了 readinessProbe和livenessProbe，他们会根据配置想容器的80端口发送tcp连接，都连接成功则代表此容器就绪和存活。

三、容器启动和退出动作

spec.containers.lifecycle.postStart    

#配置 exec.command 字段设置 Linux 命令，实现当应用容器启动时，执行的额外操作
spec.containers.lifecycle.preStop      

#配置 exec.command 字段设置 Linux 命令，实现当应用容器退出时，执行的最后操作

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: lifecycle-demo
spec:
  containers:
  - name: lifecycle-demo-container
    image: nginx
    lifecycle:   #此为关键字段
      postStart:
        exec:
          command: ["/bin/sh", "-c", "echo Hello from the postStart handler >> /var/log/nginx/message"]      
      preStop:
        exec:
          command: ["/bin/sh", "-c", "echo Hello from the prestop handler >> /var/log/nginx/message"]
    volumeMounts:
    - name: message-log
      mountPath: /var/log/nginx/
      readOnly: false
  initContainers:
  - name: init-myservice
    image: busybox
    command: ["/bin/sh", "-c", "echo 'Hello initContainers'   >> /var/log/nginx/message"]
    volumeMounts:
    - name: message-log
      mountPath: /var/log/nginx/
      readOnly: false
  volumes:
  - name: message-log
    hostPath:
      path: /data/volumes/nginx/log/
      type: DirectoryOrCreate