kubelet启动之启动镜像管理器

基于kubernetes v1.18.6

概述

镜像管理器包含运行时相关接口，拥有对镜像、pod操作的能力。

主要功能如下：

• 协助gc管理器对镜像垃圾回收（提供镜像列表）
• 协助节点状态管理器记录当前节点镜像（imageCache）

镜像管理器数据结构

type realImageGCManager struct {
    // Container runtime
    runtime container.Runtime

    // Records of images and their use.
    imageRecords     map[string]*imageRecord
    imageRecordsLock sync.Mutex

    // The image garbage collection policy in use.
    policy ImageGCPolicy

    // statsProvider provides stats used during image garbage collection.
    statsProvider StatsProvider

    // Recorder for Kubernetes events.
    recorder record.EventRecorder

    // Reference to this node.
    nodeRef *v1.ObjectReference

    // Track initialization
    initialized bool

    // imageCache is the cache of latest image list.
    imageCache imageCache

    // sandbox image exempted from GC
    sandboxImage string
}

工作流程解析

镜像管理器是一个kubelet子模块，在kubelet启动流程内启动。

boot-image-manager.png

工作流程解析

镜像管理器启动时会fork两个goroutine进行周期性调用，主要维护以下两个对象：

• realImageGCManager.imageRecords: 记录镜像列表，以及镜像是否处于被使用状态。（五分钟更新一次，作为GC时清理镜像的依据）
• realImageGCManager.imageCache: 用于记录节点状态（镜像列表缓存，三十秒更新一次。避免频繁调用运行时获取）

显然这两个goroutine是可以合并的，源码确实也加了todo标识（// TODO(random-liu): Merge this with the previous loop.）

imageRecords对象解析

imageRecords是一个map类型对象，key为镜像id，value为imageRecord对象。

imageRecord对象记录了镜像的状态，包含GC所需要的信息：

• firstDetected: 记录镜像被检测时间
• lastUsed: 记录镜像上次被使用时间
• size: 镜像大小

imageCache对象解析

imageCache是一个线程安全的对象，images是一个按镜像大小降序的镜像列表切片。

type imageCache struct {
// sync.Mutex is the mutex protects the image cache.
sync.Mutex
// images is the image cache.
images []container.Image
}

源码实现

func (im *realImageGCManager) Start() {

    // 每5分钟执行：
    //
    go wait.Until(func() {
        // Initial detection make detected time "unknown" in the past.
        var ts time.Time
        if im.initialized {
            ts = time.Now()
        }
        // 仅为了测试是否可以监控到节点镜像
        _, err := im.detectImages(ts)
        if err != nil {
            klog.Warningf("[imageGCManager] Failed to monitor images: %v", err)
        } else {
            im.initialized = true
        }
    }, 5*time.Minute, wait.NeverStop)

    // Start a goroutine periodically updates image cache.
    // TODO(random-liu): Merge this with the previous loop.
    go wait.Until(func() {
        images, err := im.runtime.ListImages()
        if err != nil {
            klog.Warningf("[imageGCManager] Failed to update image list: %v", err)
        } else {
            im.imageCache.set(images)
        }
    }, 30*time.Second, wait.NeverStop)

}