一、Pod容器的资源限制

1、资源限制

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。 最常见的可设定资源是 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，代表容器运行所需的最小资源量，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、Pod 和容器的资源请求与限制 

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

3、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。
Kubernetes 不允许设置精度小于 1m 的 CPU 资源。 

4、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，或者以10为底数的指数的单位（E、P、T、G、M、K）来表示， 或者以2为底数的指数的单位（Ei、Pi、Ti、Gi、Mi、Ki）来表示。
如：1KB=10^3=1000，1MB=10^6=1000000=1000KB，1GB=10^9=1000000000=1000MB
1KiB=2^10=1024，1MiB=2^20=1048576=1024KiB

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，1GiB=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一些。

示例1：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: frontend
spec:
  containers:
  - name: app
    image: images.my-company.example/app:v4
    env:
    - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
      value: "password"
    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"

此例中的 Pod 有两个容器。每个容器的 request 值为 0.25 cpu 和 64MiB 内存，每个容器的 limit 值为 0.5 cpu 和 128MiB 内存。那么可以认为该 Pod 的总的资源 request 为 0.5 cpu 和 128 MiB 内存，总的资源 limit 为 1 cpu 和 256MiB 内存。

示例2：

vim pod2.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: frontend
spec:
  containers:
  - name: web
    image: nginx
    env:
    - name: WEB_ROOT_PASSWORD
      value: "password"
    resources:
      requests:
        memory: "64Mi"
        cpu: "250m"
      limits:
        memory: "128Mi"
        cpu: "500m"
  - name: db
    image: mysql
    env:
    - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
      value: "abc123"
    resources:
      requests:
        memory: "512Mi"
        cpu: "0.5"
      limits:
        memory: "1Gi"
        cpu: "1"

重启策略（restartPolicy）：当 Pod 中的容器退出时通过节点上的 kubelet 重启容器。适用于 Pod 中的所有容器。
1、Always：当容器终止退出后，总是重启容器，默认策略
2、OnFailure：当容器异常退出（退出状态码非0）时，重启容器；正常退出则不重启容器
3、Never：当容器终止退出，从不重启容器。

注意：K8S 中不支持重启 Pod 资源，只有删除重建。
         在用 yaml 方式创建 Deployment 和 StatefulSet 类型时，restartPolicy 只能是 Always，kubectl run 创建 Pod 可以选择 Always,OnFailure,Never 三种策略

示例

vim pod3.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: foo
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox
    args:
    - /bin/sh
    - -c
    - sleep 30; exit 3

kubectl apply -f pod3.yaml

//查看Pod状态，等容器启动后30秒后执行exit退出进程进入error状态，就会重启次数加1
kubectl get pods
NAME                              READY   STATUS             RESTARTS   AGE
foo                               1/1     Running            1          50s

二、关于QOS服务质量（pod的调度和驱逐有限制）

1.QoS服务质量分类

确定Pod的调度和驱逐优先级

• Guaranteed：Pod中的每个容器（包括init容器），都设置了CPU、内存的 requests 和 limits，且 requests 和 limits 要相等
• Burstable：Pod中至少有一个容器设置了CPU或内存的 requests
• BestEffort：Pod中的所有容器都没有设置CPU或内存的 requests 和 limits 

2.驱逐顺序

优先级：Guaranteed > Burstable > BestEffort

Guaranteed的Pod，优先级最高，在其资源使用量不超过其 limits 的情况下，可以确保不被杀死
在node节点的内存资源紧张，且没有其它QOS为BestEffort的Pod时，一旦Burstable的Pod使用的资源量超过了其 requests，这些Pod就容易被杀死
BestEffort的Pod，优先级最低，当node节点的内存资源紧张时，这些Pod会被最先杀死

三、关于pod容器的三种探针

1、探针的三种规则

健康检查：又称为探针（Probe)，探针是由kubelet对容器执行的定期诊断。

存活探针（livenessProbe）

• 探测Pod容器是否在正常运行。
• 如果探测失败则kubelet杀掉容器，并根据容器的重启策略决定是否重启容器

exec检查方式

vim pod3.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    run: pod-test
  name: pod-test
spec:
  containers:
  - image: soscscs/myapp:v1
    name: myapp
    ports:
    - containerPort: 80
    resources: {}
    command:
    - sh
    - -c
    - "touch /tmp/scj.txt; sleep 20; rm -f /tmp/scj.txt; sleep 3600"
    livenessProbe:            #存活探针
      exec:
        command:
        - sh
        - -c
        - "test -f /tmp/scj.txt"
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 5
      failureThreshold: 3
  dnsPolicy: ClusterFirst
  restartPolicy: Always
status: {}
 
kubectl apply -f pod3.yaml
kubectl get pod -o wide -w
kubectl describe pod pod-test

httpget检查方式

vim pod4.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    run: pod-test
  name: pod-test
spec:
  containers:
  - image: soscscs/myapp:v1
    name: myapp
    ports:
    - containerPort: 80
      name: http
    resources: {}
    livenessProbe:               #存活探针  
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 5
      failureThreshold: 3
      httpGet:                   #httpget检查方式   
        port: http
        path: /index.html
  dnsPolicy: ClusterFirst
  restartPolicy: Always
status: {}
 
kubectl apply -f pod4.yaml
kubectl log pod-test

tcpSocket检查方式

vim pod3.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    run: pod-test
  name: pod-test
spec:
  containers:
  - image: soscscs/myapp:v1
    name: myapp
    ports:
    - containerPort: 80
    resources: {}
    livenessProbe:
      tcpSocket:
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 5
      failureThreshold: 3
  dnsPolicy: ClusterFirst
  restartPolicy: Always
status: {}
 
kubectl apply -f pod3.yaml
kubectl exec -it pod-test -- netstat -lntp

就绪探针（readinessProbe）

• 探测Pod是否能进入就绪状态（要求read状态栏是1/1 2/2），并做好接收service转发来的请求的准备                          
• 如果探测失败则Pod变成未就绪状态（read状态栏是0/1 1/2），service会删除未就绪的Pod端点，并不再转发请求给未就绪的Pod

vim pod4.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    run: pod-test
  name: pod-test
spec:
  containers:
  - image: soscscs/myapp:v1
    name: myapp
    ports:
    - containerPort: 80
      name: http
    resources: {}
    readinessProbe:            #就绪探针
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 5
      failureThreshold: 3
      httpGet:
        port: http
        path: /scj.html        #目标目录中不存在这个文件
    livenessProbe:
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 5
      failureThreshold: 3
      httpGet:
        port: http
        path: /index.html
  dnsPolicy: ClusterFirst
  restartPolicy: Always
status: {}

若想将状态变成就绪，如何操作？

kubectl exec -it pod-test -- sh
cd /usr/share/nginx/html/
echo 123 > scj.html    #创建这个文件后，就绪探针即可满足条件

启动探针（startupProbe）

• 探测Pod容器内的应用进程是否启动成功。在启动探针探测成功前，存活探针和就绪探针都会处于赞同状态，直到启动探针探测成功为止
• 如果探测失败则kubelet杀掉容器，并根据容器的重启策略决定是否重启容器

vim pod4.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    run: pod-test
  name: pod-test
spec:
  containers:
  - image: soscscs/myapp:v1
    name: myapp
    ports:
    - containerPort: 80
      name: http
    resources: {}
    readinessProbe:
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 5
      failureThreshold: 3
      httpGet:
        port: http
        path: /scj.html
    livenessProbe:
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 5
      failureThreshold: 3
      httpGet:
        port: http
        path: /index.html
    startupProbe:
      periodSeconds: 10
      failureThreshold: 12
      httpGet:
        port: http
        path: /tan.html
  dnsPolicy: ClusterFirst
  restartPolicy: Always
status: {}

2、Probe支持三种检查方法

• exec：在容器里执行指定的Linux命令，如果命令返回码为0则认为探测成功，如果命令返回码为非0值则认为探测失败
• httpGet：向Pod的指定端口及URL路径发送HTTP GET请求，如果HTTP响应状态码为2XX 3XX则认为探测成功，如果HTTP响应状态码为4XX 5XX则认为探测失败
• tcpSocket：向Pod的指定端口发送TCP连接请求（三次握手），如果端口正确且TCP连接成功则认为探测成功，如果TCP连接失败则认为探测失败

3、探测的三种结果

• 成功（Success）：表示容器通过了检测
• 失败（Failure）：表示容器未通过检测
• 未知（Unknown）：表示检测没有正常进行

4、常用参数

• initialDelaySeconds：指定容器启动后延迟探测的时间（单位为秒）
• periodSeconds：指定每次探测的间隔时间
• failureThreshold：指定判断探测失败的连续失败次数
• timeoutSeconds：指定探测超时等待的时间

四、pod容器的启动、退出动作

postStart：

当容器创建后且容器进程启动之前（即容器主进程开始运行但不一定完全准备好接收

请求时），Kubernetes会尝试执行postStart。通常用来执行一些初始化任务，比如资源部署、环境

配置等。如果postStart钩子执行失败，容器仍然会被启动，并且kubelet不会因此重启容器。

我们可以通过lifecycle配置项在 Pod 定义的 spec.containers[*].lifecycle.postStart 字段中指定一个命令或者 HTTP 请求。

preStop：

当容器即将被kubelet终止时，Kubernetes会尝试执行preStop。这个钩子可以优雅地关

闭连接、保存状态或释放资源。kubelet会确保preStop被触发并至少已经开始执行。如果容器突然

崩溃（CrashLoopBackOff等情况），preStop可能无法得到执行。

preStop的执行与SIGTERM信号是异步的，也就是说如果PreStop钩子脚本执行时间超过这个优雅

期，Kubernetes将强制终止Pod。

我们同样可以通过 spec.containers[*].lifecycle.preStop 字段来设置执行命令或HTTP请求。

示例

vim pod-test.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-test7
spec:
  volumes:
  - name: scj-vol
    hostPath:
      path: /data/scj/
      type: DirectoryOrCreate
  initContainers:
  - name: myapp
    image: soscscs/myapp:v1
    volumeMounts:
    - name: scj-vol
      mountPath: /mnt/                
    command:
    - sh
    - -c
    - "echo 'scj like 123 from initcontainer' >> /mnt/scj.txt"
  containers:
  - image: nginx:1.20
    name: nginx
    ports:
    - containerPort: 80
    resources: {}
    volumeMounts:
    - name: scj-vol
      mountPath: /usr/local/bin/       #将本地目录/data/scj/挂载到容器的/usr/local/bin/上
    lifecycle:
      postStart:                       #设置Pod容器启动时额外执行的操作
        exec:
          command:
          - sh
          - -c
          - "echo 'tangjun like from poststat' >> /usr/local/bin/scj.txt"
      preStop:                         #设置Pod容器被kubelet杀掉退出时执行的操作
        exec:
          command:
          - sh
          - -c
          - "echo 'jun like from prestop' >> /usr/local/bin/scj.txt"
  dnsPolicy: ClusterFirst
  restartPolicy: Always
 
kubectl apply -f pod-test.yaml

pod生命周期