容器钩子

容器钩子（Container Hooks）是 Kubernetes 提供的一种机制，允许你在容器生命周期中的特定时机执行自定义命令或脚本，用于执行一些初始化或清理任务。

钩子类型

类型	触发时机	典型用途
postStart	容器启动后、主进程执行前	日志标记、权限设置、服务注册等
preStop	容器终止前（SIGTERM发出后）	优雅关机、连接断开、状态上报等

使用钩子

有这样一个场景：部署一个 nginx 服务，并为其创建一个测试网页

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web-app
spec:
  replicas: 5
  selector:
    matchLabels:
      app: web-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web-app
    spec:
      containers:
        - name: nginx-app
          image: nginx:latest
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          ports:
            - containerPort: 80
          lifecycle:
            postStart:
              exec:
                command:
                  - sh
                  - -c
                  - echo "Test web page" > /usr/share/nginx/html/index.html
            # 在停止Pod前优雅关闭nginx服务
            preStop:
              exec:
                command:
                  - sh
                  - -c
                  - nginx -s stop

容器探针

存活性探针

存活性探测是 kubernetes 用于检测容器是否处于运行状态的一种机制，它定期向容器发送一个请求，并根据结果判断容器是否正在运行。

语法

字段	类型	说明
`livenessProbe`	object	存活性探测
`livenessProbe.exec`	object	在容器中执行特定的测试命令
`livenessProbe.httpGet`	object	发送 HTTP GET 请求测试容器活性
`livenessProbe.tcpSocket`	object	对指定的 TCP 端口进行连接测试
`livenessProbe.failureThreshold`	integer	在连续检测失败 N 次后，认定该容器已终止
`livenessProbe.initialDelaySeconds`	integer	在 Pod 启动 N 秒后开始执行检测
`livenessProbe.periodSeconds`	integer	两次检测的间隔时间（默认 10s）
`livenessProbe.successThreshold`	integer	连续 N 次测试成功后将容器视为成功启动，默认为 1，意味着需要连续成功通过 2 次测试
`livenessProbe.terminationGracePeriodSeconds`	integer	在容器终止前等待的时间，以便让容器执行清理和关闭连接等工作，默认值为 30s
`livenessProbe.timeoutSeconds`	integer	超时时间，在指定的时间内未获得响应，视为测试失败

示例

使用 exec 的方式进行存活健康探测

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    run: test-nginx
  name: test-nginx
spec:
  containers:
  - image: nginx:latest
    name: test-nginx
    ports:
    - containerPort: 80
    livenessProbe:
      initialDelaySeconds: 10
      periodSeconds: 10
      failureThreshold: 10
      timeoutSeconds: 3
      exec:
        command:
        - sh
        - -c
        - |
          curl -f http://localhost/ || exit 1
  restartPolicy: Always

使用 httpGet 的方式进行健康测试

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    run: test-nginx
  name: test-nginx
spec:
  containers:
  - image: nginx:latest
    name: test-nginx
    ports:
    - containerPort: 80
    livenessProbe:
      initialDelaySeconds: 10
      periodSeconds: 10
      failureThreshold: 10
      timeoutSeconds: 3
      httpGet:
        scheme: HTTP #也可以是HTTPS
        path: /healthz # 设定专门用于执行健康测试的路径
        port: 80
        host: 127.0.0.1
        httpHeaders: # 通过指定HTTP headers防止普通用户访问
          - name: X-Health-Check
            value: kube-probe
  restartPolicy: Always

使用 tcpSocket 的方式进行健康测试

tcpSocket 通常用于服务不提供 HTTP 访问但仍需要使用 TCP 连接的情景，比如服务器连接

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    run: db
  name: db
spec:
  containers:
  - image: mysql:8.0
    name: db
    ports:
    - containerPort: 80
    livenessProbe:
      initialDelaySeconds: 10
      periodSeconds: 10
      failureThreshold: 10
      timeoutSeconds: 3
      tcpSocket:
        host: 127.0.0.1
        port: 3306
  restartPolicy: Always

就绪性探针

就绪性探针是 kubernetes 中用于确定 Pod 是否准备好接受流量的机制，通过就绪性探针，kubernetes 可以在流量发送到 Pod 之前，检查容器中的 Pod 是否已经启动并做好了处理用户请求的准备。如果 Pod 未通过就绪性检测，kubelet 将从 Service 的地址池中将 Pod 移除，防止流量转发到未就绪的 Pod 上导致流量丢失。

就绪性探测通常通过 HTTP 或 TCP 的方式实现。

语法

字段	类型	说明
`readinessProbe`	object	存活性探测
`readinessProbe.exec`	object	在容器中执行特定的测试命令
`readinessProbe.httpGet`	object	发送 HTTP GET 请求测试容器是否就绪
`readinessProbe.tcpSocket`	object	对指定的 TCP 端口进行连接测试
`readinessProbe.failureThreshold`	integer	在连续检测失败 N 次后，认定该容器处于未就绪状态
`readinessProbe.initialDelaySeconds`	integer	在 Pod 启动 N 秒后开始执行检测
`readinessProbe.periodSeconds`	integer	两次检测的间隔时间（默认 10s）
`readinessProbe.successThreshold`	integer	连续 N 次测试成功后将容器视为已就绪，默认为 1，意味着需要连续成功通过 2 次测试
`readinessProbe.timeoutSeconds`	integer	超时时间，在指定的时间内未获得响应，视为测试失败

使用

与livenessProbe的使用方法基本相同

启动探针

启动探针（startupProbe）是 Kubernetes 中的一种探针类型，专门用于判断容器“是否启动完成”。它和 livenessProbe、readinessProbe 一样是容器探针的一种，但功能和用途不同。

启动探针适合启动时间较长的服务。只有在启动成功后，Kubernetes 才会开始执行 livenessProbe 和 readinessProbe。

为什么需要启动探针

一些服务（如 Java/SpringBoot、数据库等）启动时间长，在启动前就执行了 livenessProbe，容易被误判为“卡死”而重启，导致 “启动失败死循环”。

使用 startupProbe 可以防止这种情况

容器启动期间只执行 startupProbe
startupProbe 成功后，才开始执行 livenessProbe 和 readinessProbe

启动探针与就绪性探针和存活性探针一样，也有 exec, httpGet 和 tcpSocket 三种方法

示例

为 SpringBoot 应用配置启动探针

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    run: java-app
  name: java-app
spec:
  containers:
  - image: java-app:v1
    name: java-app
    ports:
    - containerPort: 80
    startupProbe:
      periodSeconds: 5
      failureThreshold: 12 # 最大启动容忍时间 5 * 12s = 60s
      timeoutSeconds: 3
      httpGet:
        path: /actuator/health
        port: 8000
  restartPolicy: Always

kubectl 命令查看 Pod 状态时的探测结果

使用 kubectl 命令查看 pod 状态时，有一个 READY 字段，该字段通常是 1/1 或 0/1，前者代表 Pod 存活且已就绪，后者代表 Pod 存活但未就绪。

NAME                                       READY   STATUS    RESTARTS      AGE
calico-kube-controllers-5947598c79-zbs52   1/1     Running   3 (84m ago)   9d
calico-node-7ts8z                          1/1     Running   3 (84m ago)   9d
coredns-79b94494c7-q5jgb                   1/1     Running   2 (84m ago)   7d2h
hostpath-provisioner-c778b7559-t8xrd       1/1     Running   3 (84m ago)   7d2h

Kubernetes学习笔记四：容器钩子与探针