Pod中的初始化容器：Init Containers

initContainers实现理论前提:同一个Pod内的容器共享 网络、volume等资源

Init Containers

在Kubernetes中，init容器是在同一个Pod中的其他容器之前启动和执行的容器。它的目的是为Pod上托管的主应用程序执行初始化逻辑。例如，创建必要的用户帐户、执行数据库迁移、创建数据库模式等等。

Init Containers设计注意事项

• 它们总是比Pod里的其他容器先执行。因此，它们不应该包含需要很长时间才能完成的复杂逻辑。启动脚本通常很小而且简洁。如果我们发现在init容器中添加了太多的逻辑，那就应该考虑将它的一部分移到应用程序容器本身。

• Init容器按顺序启动和执行。除非成功完成其前置容器，否则不会调用init容器。因此，如果启动任务很长，可以考虑将其分成若干步骤，每个步骤都由init容器处理，以便知道哪些步骤失败。

• 如果任何init容器失败，整个Pod将重新启动（除非将restartPolicy设置为Never）。重新启动Pod意味着重新执行所有容器，包括任何init容器。因此，我们可能需要确保启动逻辑能够容忍多次执行而不会导致重复。例如，如果数据库迁移已经完成，那么应该忽略再次执行迁移命令。

• 在一个或多个依赖项可用之前，init容器是延迟应用程序初始化的一个很好的候选者。例如，如果我们的应用程序依赖于一个施加了API请求速率限制的API，可能需要等待一段时间才能从该API接收响应。在应用程序容器中实现此逻辑可能很复杂；因为它需要与运行状况和准备状态探测相结合。一种更简单的方法是创建一个init容器，该容器等待API准备好后才能成功退出。只有在init容器成功完成其工作之后，应用程序容器才会启动。

• Init容器不能像应用程序容器那样使用liveness和readiness探针。原因是它们注定要成功启动后退出，就像Jobs和CronJobs的行为一样。

• 同一个Pod内的所有容器共享相同的卷和网络。我们可以使用此特性在应用程序及其init容器之间共享数据。

Init Containers的“请求”和“限制”行为

正如我们刚刚讨论的，init容器总是在同一个Pod上的其他应用程序容器之前启动。因此，调度程序为init容器的资源和限制提供了更高的优先级。这种行为必须被彻底考虑，因为它可能会导致不期望的结果。例如，如果我们有一个init容器和一个应用程序容器，并且将init容器的资源和限制设置为高于应用程序容器的资源和限制，那么只有在存在满足init容器要求的可用节点时，才会调度整个Pod。换句话说，即使有一个未使用的节点可以运行应用程序容器，如果init容器具有该节点可以处理的更高的资源先决条件，那么Pod也不会部署到该节点。因此，在定义init容器的请求和限制时，应该尽可能严格。作为最佳实践，除非绝对需要，否则不要将这些参数设置为高于应用程序容器的值。

应用场景1: 代码升级发布

以java项目war包 + tomcat为例， 如果我们总是将 代码+tomcat打包为镜像一起发布，那么这个镜像相对就会比较到，而我们项目更新往往时只是代码部分，如果这样频繁更新发布那么每次大镜像传输非常消耗资源和时间。因此可以考虑将 war 单独作为一个镜像 实现为 initContainers,tomcat运行平台单独为一个 container。

使用deployment加InitContainer实现代码的升级发布以及版本回退

k8s的集群我的上个博文有介绍了详细的安装步骤，这里就不提及安装过程了

首先将Tomcat的代码准备好，这里我准备了两个代码，一个是Tomcat的初始页面代码，一个是zrlog项目的代码

然后在代码目录下编辑Dockerfile文件，将两个代码都打包成镜像

这个是初始页面的代码

[root@server151 test]# ls
Dockerfile  ROOT.war
[root@server151 test]# cat Dockerfile 
FROM alpine
WORKDIR /code
COPY  ./ROOT.war   /tmp
[root@server151 test]# docker build -t tomcat:v0 .

这个是zrlog项目的代码

[root@server151 web]# ls
Dockerfile  ROOT.war
[root@server151 web]# cat Dockerfile 
FROM alpine
WORKDIR /code
COPY  ./ROOT.war   /tmp
[root@server151 web]# docker build -t zrlog:v1 .

然后将两个镜像都推送到我们的私有镜像仓库

推送镜像的过程我就不赘述了，我的上一篇博文详细的写了私有镜像仓库的创建和使用，忘记了的可以去看看

代码准备好以后，就可以去我们的k8s构建deployment了

先准备一个空目录，然后进入这个空目录

用kubectl创建一个tomcat的deployment模板，这样就不用我们完全手写了，只需要修改部分代码

[root@server153 test]# kubectl create deployment tomcat-deploy --image tomcat --dry-run=server -o yaml > tomcat-deploy.yaml
[root@server153 test]# ls 
tomcat-deploy.yaml

然后将模板文件修改成我们需要的

[root@server153 test]# cat tomcat-deploy.yaml 
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: tomcat-deploy
  name: tomcat-deploy
  namespace: default
spec:
  progressDeadlineSeconds: 600
  replicas: 1
  revisionHistoryLimit: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: tomcat-deploy
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 25%
      maxUnavailable: 25%
    type: RollingUpdate
  template:
    metadata:
      creationTimestamp: null
      labels:
        app: tomcat-deploy
    spec:
      #创建init容器
      initContainers:
        #代码镜像
      - image: www.test.com/mytest/tomcat:v0
        #init容器名字
        name: init
        #将代码复制到匿名数据卷
        command: ["cp","-R","/tmp/ROOT.war","/www"]
        #将匿名数据卷挂载到容器中的/www目录下
        volumeMounts:
        - mountPath: /www
          name: tomcat-volume
      #创建tomcat容器
      containers:
      - image: oxnme/tomcat
        #重启策略
        imagePullPolicy: Always
        name: tomcat
        terminationMessagePath: /dev/termination-log
        terminationMessagePolicy: File
        #将数据卷挂载到tomcat的代码目录下
        volumeMounts:
        - mountPath: /usr/local/tomcat/webapps/
          name: tomcat-volume
      dnsPolicy: ClusterFirst
      restartPolicy: Always
      schedulerName: default-scheduler
      terminationGracePeriodSeconds: 10

      #创建匿名数据卷
      volumes:
      - name: tomcat-volume
        emptyDir: {}

然后开始构建我们的deployment资源

[root@server153 test]# kubectl apply -f tomcat-deploy.yaml 
deployment.apps/tomcat-deploy created

注意看运行结果后面的结尾的是created

因为我们的还没有配置service，只能在本机访问，外网是不能访问的

所以下个nginx做代理转发查看结果

先看看刚才创建pod的ip

[root@server153 test]# kubectl get pods -o wide
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP          NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
tomcat-deploy-8457d967b5-ltwd6   1/1     Running   0          5m45s   10.2.1.36   server154   <none>           <none>

然后下载nginx

[root@server153 test]# yum install nginx -y
[root@server153 test]# vim /etc/nginx/nginx.conf

启动nginx后去浏览器查看情况

[root@server153 test]# systemctl start nginx.service 

可以看到是可以正常访问到的

现在我们去模拟代码升级，用另一个代码镜像替换

继续修改我们的模板文件

修改好以后更新我们的deployment资源

[root@server153 test]# kubectl apply -f tomcat-deploy.yaml 
deployment.apps/tomcat-deploy configured

注意看运行结果的结尾，configured，说明我们是更新了配置文件而已，不像刚才一样是创建

[root@server153 test]# kubectl get pods -o wide 
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP          NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
tomcat-deploy-555479bdf4-hw29f   1/1     Running   0          14s   10.2.1.37   server154   <none>           <none>

这里看我们pod的名称和ip已经换了，说明已经完成了更新，原来的pod删除了，起了新的pod

ip变了我们也得去nginx修改代理的地址

[root@server153 test]# vim /etc/nginx/nginx.conf

重启nginx后去浏览器访问

[root@server153 test]# systemctl restart nginx.service

可以看到我们的代码已经更新成另一个项目的了

说明我们的代码升级完成了

deployment的强大可不仅仅在代码升级，还能回滚

在新版本代码上线的时候，如何出现问题可以快速回滚到上一个版本

刚才我们不是更新了一次代码，我们看看现在deployment的历史版本情况

[root@server153 test]# kubectl rollout history deployment tomcat-deploy 
deployment.apps/tomcat-deploy 
REVISION  CHANGE-CAUSE
1         <none>
2         <none>

可以看到有两个版本，我们查看第一个版本的详细情况

我只截取部分，可以看到第一个版本用的镜像

[root@server153 test]# kubectl rollout history deployment/tomcat-deploy --revision=1
deployment.apps/tomcat-deploy with revision #1
Pod Template:
  Labels:	app=tomcat-deploy
	pod-template-hash=8457d967b5
  Init Containers:
   init:
    Image:	www.test.com/mytest/tomcat:v0

我们再看看第二个版本

[root@server153 test]# kubectl rollout history deployment/tomcat-deploy --revision=2
deployment.apps/tomcat-deploy with revision #2
Pod Template:
  Labels:	app=tomcat-deploy
	pod-template-hash=555479bdf4
  Init Containers:
   init:
    Image:	www.test.com/mytest/zrlog:v1
    

可以看到都是对应得上的

比如现在我们刚更新的版本出了问题，我么要回滚到上一个版本

[root@server153 test]# kubectl rollout undo deployment/tomcat-deploy --to-revision=1
deployment.apps/tomcat-deploy rolled back

然后看看pod的情况，可以看到我们的旧版本的pod正在起来

在旧版本pod没起来之前新版本的pod不会直接停止，这样保证了业务能正常运行

[root@server153 test]# kubectl get pods -o wide 
NAME                             READY   STATUS            RESTARTS   AGE   IP          NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
tomcat-deploy-555479bdf4-hw29f   1/1     Running           0          21m   10.2.1.37   server154   <none>           <none>
tomcat-deploy-8457d967b5-5gdwt   0/1     PodInitializing   0          21s   10.2.1.38   server154   <none>           <none>
[root@server153 test]# kubectl get pods -o wide 
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP          NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
tomcat-deploy-8457d967b5-5gdwt   1/1     Running   0          116s   10.2.1.38   server154   <none>           <none>

过一会再看可以看到已经回到我们的旧版本pod了，pod的ip变是正常的

然后我们再修改nginx的代理配置

[root@server153 test]# vim /etc/nginx/nginx.conf

重启nginx，然后去浏览器访问

[root@server153 test]# systemctl restart nginx.service 

可以看到又回到原来版本的代码了

证明我们的代码版本升级或者回滚都没有问题

可以看出来deploym的确是非常强大的

希望对大家有帮助