K8S Pod

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Pod是Kubernetes创建或部署的最小单位。一个Pod封装一个或多个容器（container）、存储资源（volume）、一个独立的网络IP以及管理控制容器运行方式的策略选项。

Pod使用主要分为两种方式：

  • Pod中运行一个容器。这是Kubernetes最常见的用法，Kubernetes是直接管理Pod而不是容器。
  • Pod中运行多个需要耦合在一起工作、需要共享资源的容器。通常这种场景下应用包含一个主容器和几个辅助容器（SideCar Container），例如主容器为一个web服务器，从一个固定目录下对外提供文件服务，而辅助容器周期性的从外部下载文件存到这个固定目录下。

实际很少直接创建Pod，而是使用Kubernetes中称为Controller的抽象层来管理Pod实例，例如Deployment和Job。Controller可以创建和管理多个Pod，提供副本管理、滚动升级和自愈能力。通常，Controller 会使用Pod Template来创建相应的Pod。

创建Pod

如下示例描述了一个名为nginx的Pod，这个Pod中包含一个名为container-0的容器，使用nginx:alpine镜像，使用的资源为100m core CPU、200Mi内存。

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apiVersion: v1                      # Kubernetes的API Version
kind: Pod                           # Kubernetes的资源类型
metadata:
  name: nginx                       # Pod的名称
spec:                               # Pod的具体规格（specification）
  containers:
  - image: nginx:alpine             # 使用的镜像为 nginx:alpine
    name: container-0               # 容器的名称
    resources:                      # 申请容器所需的资源
      limits:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
      requests:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi

YAML描述文件主要为如下部分：

  1. metadata：一些名称/标签/namespace等信息。
  2. spec：Pod实际的配置信息，包括使用什么镜像，volume等。

Pod定义好后就可以使用kubectl创建，如果上面YAML文件名称为nginx.yaml，则创建命令如下所示，-f表示使用文件方式创建。

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$ kubectl create -f nginx.yaml
pod/nginx created

Pod创建完成后，可以使用kubectl get pods命令查询Pod的状态，如下所示。

$ kubectl get pods
NAME           READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx          1/1     Running   0          40s

使用kubectl get命令查询具体Pod的配置信息，如下所示，-o yaml表示以YAML格式返回，还可以使用-o json，以JSON格式返回。

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$ kubectl get pod nginx -o yaml

您还可以使用kubectl describe命令查看Pod的详情。

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$ kubectl describe pod nginx

删除pod时，Kubernetes终止Pod中所有容器。 Kubernetes向进程发送SIGTERM信号并等待一定的秒数（默认为30）让容器正常关闭。如果它没有在这个时间内关闭，Kubernetes会发送一个SIGKILL信号杀死该进程。 Pod的停止与删除有多种方法，比如按名称删除，如下所示。

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$ kubectl delete po nginx
pod "nginx" deleted

同时删除多个Pod。

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$ kubectl delete po pod1 pod2

删除所有Pod。

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$ kubectl delete po --all
pod "nginx" deleted

根据Label删除Pod，Label详细内容将会在下一个章节介绍。

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$ kubectl delete po -l app=nginx
pod "nginx" deleted

使用环境变量

环境变量是容器运行环境中设定的一个变量。 环境变量的使用方法如下所示，配置spec.containers.env字段即可。

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
    containers:
    - image: nginx:alpine
      name: container-0
      resources:
        limits:
          cpu: 100m
          memory: 200Mi
        requests:
          cpu: 100m
          memory: 200Mi
      env:                            # 环境变量
      - name: env_key
        value: env_value

执行如下命令查看容器中的环境变量，可以看到env_key这个环境变量，其值为env_value。

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$ kubectl exec -it nginx -- env
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
HOSTNAME=nginx
TERM=xterm
env_key=env_value

容器启动命令

启动容器就是启动主进程，但有些时候，启动主进程前，需要一些准备工作。比如MySQL类的数据库，可能需要一些数据库配置、初始化的工作，这些工作要在最终的MySQL服务器运行之前做完。这些操作，可以在制作镜像时通过在Dockerfile文件中设置ENTRYPOINT或CMD来完成，如下所示的Dockerfile中设置了ENTRYPOINT [“top”, “-b”]命令，其将会在容器启动时执行。
实际使用时，只需配置Pod的containers.command参数，该参数是list类型，第一个参数为执行命令，后面均为命令的参数。

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - image: nginx:alpine
    name: container-0
    resources:
      limits:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
      requests:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
    command:                     # 启动命令
    - top
    - "-b"

容器的生命周期

Kubernetes提供了容器生命周期钩子，在容器的生命周期的特定阶段执行调用，比如容器在停止前希望执行某项操作，就可以注册相应的钩子函数。目前提供的生命周期钩子函数如下所示。

启动后处理（PostStart）：容器启动后触发。
停止前处理（PreStop）：容器停止前触发。
实际使用时，只需配置Pod的lifecycle.postStart或lifecycle.preStop参数，如下所示。

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - image: nginx:alpine
    name: container-0
    resources:
      limits:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
      requests:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
    lifecycle:
      postStart:                 # 启动后处理
        exec:
          command:
          - "/postStart.sh"
      preStop:                   # 停止前处理
        exec:
          command:
          - "/preStop.sh"

Label

Label的具体形式是key-value的标记对，可以在创建资源的时候设置，也可以在后期添加和修改。

  • 添加Label
    Label的形式为key-value形式，使用非常简单，如下，为Pod设置了app=nginx和env=prod两个Label。
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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  labels:                     # 为Pod设置两个Label    
    app: nginx    
    env: prod
spec:
  containers:
  - image: nginx:alpine
    name: container-0
    resources:
      limits:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
      requests:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
  imagePullSecrets:
  - name: default-secret

Pod有了Label后，在查询Pod的时候带上–show-labels就可以看到Pod的Label。

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$ kubectl get pod --show-labels
NAME              READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
nginx             1/1     Running   0          50s   app=nginx,env=prod
  • 修改Label
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$ kubectl label pod nginx env=debug --overwrite
pod/nginx labeled