【K8S专栏】Kubernetes工作负载管理

原创乔克运维开发故事

在Kubernetes中，Pod是最小的管理单元，是一组紧密关联的容器组合。

但是，单独的Pod并不能保障总是可用，比如我们创建一个nginx的Pod，因为某些原因，该Pod被意外删除，我们希望其能够自动新建一个同属性的Pod。很遗憾，单纯的Pod并不能满足需求。

为此，Kubernetes实现了一系列控制器来管理Pod，使Pod的期望状态和实际状态保持一致。目前常用的控制器有：

Deployment
StatefulSet
DaemonSet
Job/CronJob

这里只介绍Deployment、DaemonSet、Job/CronJob。StatefulSet留到后面Kubernetes有状态应用管理章节再来介绍，因为它涉及到很多其他的知识点，比如Service、PV/PVC，等这些知识点介绍完成过后再来说StatefulSet要好一点。

Deployment

在说Deployment之前，先来了解一下ReplicaSet（RS）。

在Kubernetes初期，是使用RC（Replication Controller）来控制Pod，保证其能够按照用户的期望运行，但是后面因为各种原因淘汰了RC，转而使用RS来替代它。从功能上看RC和RS没多大的变化，唯一的区别RS支持集合的Selector，可以方便定义更复杂的条件。

我们可以定义一个简单的ReplicaSet来感受一下：

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: nginx-set
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      name: nginx
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx

创建结果如下：

$ kubectl get po
NAME              READY   STATUS              RESTARTS   AGE
nginx-set-hmtq4   0/1     ContainerCreating   0          2s
nginx-set-j2jpr   0/1     ContainerCreating   0          2s
$ kubectl get rs
NAME        DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-set   2         2         0       5s

可以看到我们期望replicas: 2创建2个Pod，所以通过kubectl get pod的时候可以看到有2两个Pod正在创建，这时候如果我们删除一个Pod，RS会立马给我们重新拉一个Pod，以满足我们的期望。

不过，在实际中很少去直接使用RS，而是使用Deployment。Deployment是比RS更高层的资源对象，它会去控制管理RS，如下：

从上图可以看到Deployment、ReplicaSet、Pod它们以层层控制关系，Deployment可以拥有多个ReplicaSet，一个ReplicaSet可以拥有多个Pod。一个Deployment拥有多个ReplicaSet主要是为了支持回滚操作，每当操作Deployment的时候，就会生成一个新的ReplicaSet，然后逐步更新新的Pod，而老的ReplicaSet会逐步减少Pod直到新的ReplicaSet全部接管。这时候并不会删除老的ReplicaSet，系统会将其保存下来，以备回滚使用。

ReplicaSet还负责通过"控制器模式"，保证系统的Pod数永远等于期望数，这也是Deployment只允许restartPolicy=Always的原因：只有在容器能保证自己始终处于running状态，通过ReplicaSet调整Pod的数量才有意义。

而在此基础上，Deployment同样通过"控制器模式"，来操作ReplicaSet的个数和属性，进而实现水平扩展/收缩和滚动更新这两个动作。其中水平扩展和收缩非常容易实现，Deployment Controller只需要修改它的ReplicaSet的Pod副本数就可以了。

创建一个Deployment的清单如下：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx

启动过后可以看到如下信息：

$ kubectl get deployments.apps 
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deployment   3/3     3            3           19s
$ kubectl get rs
NAME                         DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-deployment-8f458dc5b   3         3         3       21s
$ kubectl get po
NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deployment-8f458dc5b-8nn5c   1/1     Running   0          24s
nginx-deployment-8f458dc5b-hxc57   1/1     Running   0          24s
nginx-deployment-8f458dc5b-znrff   1/1     Running   0          24s

从上面信息可知，如果创建一个Deployment对象，会自动创建一个RS对象，然后通过RS对象创建对应的Pod数。

水平扩展/收缩

上面我们创建一个3副本的Pod，如果现在需要对其进行扩展/收缩，则可以通过以下三种方式：

kubectl scale命令
kubectl edit运行中的Deployment
通过修改YAML清单，然后使用kubectl apply进行更新

具体采用哪种方式根据情况而定。

1、通过kubectl scale命令进行扩缩

扩展和收缩的命令是一样，扩展就是增加副本数，收缩就是减少副本数。
（1）扩展我们现在有3个副本，如果想要4个副本，则使用以下命令：

$ kubectl scale deployment nginx-deployment --replicas 4
deployment.apps/nginx-deployment scaled

可以看到Pod数变成了4个。

$ kubectl get po
NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deployment-8f458dc5b-8nn5c   1/1     Running   0          8m3s
nginx-deployment-8f458dc5b-cv6mw   1/1     Running   0          29s
nginx-deployment-8f458dc5b-hxc57   1/1     Running   0          8m3s
nginx-deployment-8f458dc5b-znrff   1/1     Running   0          8m3s

（2）收缩现在集群里有4个副本，如果只想要2个副本，则使用如下命令

$ kubectl scale deployment nginx-deployment --replicas 2
deployment.apps/nginx-deployment scaled

现在集群里就只有两个Pod了。

$ kubectl get po
NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deployment-8f458dc5b-8nn5c   1/1     Running   0          9m36s
nginx-deployment-8f458dc5b-hxc57   1/1     Running   0          9m36s

2、通过kubectl edit直接编辑Deployment

我们也可以直接通过kubectl edit直接编辑运行中的Deployment，修改其副本数，如下：

$ kubectl edit deployments.apps nginx-deployment -oyaml

编辑界面如下：

修改过后使用:wq保存退出，可以看到副本数又变成4个了。

$ kubectl get po
NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deployment-8f458dc5b-8nn5c   1/1     Running   0          14m
nginx-deployment-8f458dc5b-hxc57   1/1     Running   0          14m
nginx-deployment-8f458dc5b-mq69h   1/1     Running   0          92s
nginx-deployment-8f458dc5b-xktq2   1/1     Running   0          92s

3、通过修改本地YAML文件，使用kubectl apply更新

我们还可以通过直接修改本地YAML的方式扩缩，比如直接在YAML文件中将副本数改成2：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx

然后直接使用kubectl apply -f nginx.yaml部署即可。

滚动更新/回滚

业务应用基本都是通过Deployment的方式部署在Kubernetes中的，应用的更新和回滚是常态的工作，特别是在互联网企业，快速迭代抓住用户的一个重要途径。

但是，并不是每一次的迭代都是100%正常的，如果异常，如何快速恢复也是要考虑的事情。

为适应这种场景，Deployment提供滚动更新和快速回滚的能力。

滚动更新

Deployment默认的更新方式就是滚动更新，可以通过strategy.type来指定更新方式。

Recreate：先删除所有的Pod，再创建
RollingUpdate：先启动新的Pod，再替换老的Pod

如果要更改更新方式，配置如下：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
...
  strategy:
    type: RollingUpdate
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1
      maxUnavailable: 1

说明：
（1）、maxSurge：定义除了DESIRED数量之外，在一次滚动更新过程中，Deployment还可以创建多少Pod；
（2）、maxUnavailable：定义在一次滚动更新过程中，Deployment最多可以删除多少Pod；另外，这两个配置还可以通过设置百分值来表示。

一般情况下，我们就保持默认的更新方式即可，这也是在生产中用的比较多的。

现在，来看看滚动更新的效果。首先创建一个nginx应用，如下：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.8

然后使用kubectl apply -f deploy.yaml，然后使用kubectl get po -w观察升级效果。

另外开启一个shell窗口，使用以下命令更新应用：

$ kubectl patch deployment nginx-deployment --patch '{"spec": {"template": {"spec": {"containers": [{"name": "nginx","image":"nginx:1.9"}]}}}}'

然后可以从另一个窗口查看升级的过程，如下：

$ kubectl get po -w
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deployment-6c74f576b9-h565l   1/1     Running   0          22s
nginx-deployment-6c74f576b9-k65q6   1/1     Running   0          22s
nginx-deployment-6c74f576b9-qr2xc   1/1     Running   0          22s
nginx-deployment-778d9f5866-n69qd   0/1     Pending   0          0s
nginx-deployment-778d9f5866-n69qd   0/1     Pending   0          0s
nginx-deployment-778d9f5866-n69qd   0/1     ContainerCreating   0          0s
nginx-deployment-778d9f5866-n69qd   0/1     ContainerCreating   0          0s
nginx-deployment-778d9f5866-n69qd   1/1     Running             0          41s
nginx-deployment-6c74f576b9-qr2xc   1/1     Terminating         0          3m23s
nginx-deployment-778d9f5866-42vhv   0/1     Pending             0          0s
nginx-deployment-778d9f5866-42vhv   0/1     Pending             0          0s
nginx-deployment-778d9f5866-42vhv   0/1     ContainerCreating   0          0s
nginx-deployment-778d9f5866-42vhv   0/1     ContainerCreating   0          1s
nginx-deployment-6c74f576b9-qr2xc   1/1     Terminating         0          3m24s
nginx-deployment-6c74f576b9-qr2xc   0/1     Terminating         0          3m24s
nginx-deployment-778d9f5866-42vhv   1/1     Running             0          1s
nginx-deployment-6c74f576b9-k65q6   1/1     Terminating         0          3m24s
nginx-deployment-778d9f5866-tndn8   0/1     Pending             0          0s
nginx-deployment-778d9f5866-tndn8   0/1     Pending             0          0s
nginx-deployment-778d9f5866-tndn8   0/1     ContainerCreating   0          0s
nginx-deployment-6c74f576b9-k65q6   1/1     Terminating         0          3m24s
nginx-deployment-6c74f576b9-qr2xc   0/1     Terminating         0          3m24s
nginx-deployment-6c74f576b9-qr2xc   0/1     Terminating         0          3m24s
nginx-deployment-778d9f5866-tndn8   0/1     ContainerCreating   0          0s
nginx-deployment-6c74f576b9-k65q6   0/1     Terminating         0          3m25s
nginx-deployment-6c74f576b9-k65q6   0/1     Terminating         0          3m25s
nginx-deployment-6c74f576b9-k65q6   0/1     Terminating         0          3m25s
nginx-deployment-778d9f5866-tndn8   1/1     Running             0          1s
nginx-deployment-6c74f576b9-h565l   1/1     Terminating         0          3m25s
nginx-deployment-6c74f576b9-h565l   1/1     Terminating         0          3m25s
nginx-deployment-6c74f576b9-h565l   0/1     Terminating         0          3m26s
nginx-deployment-6c74f576b9-h565l   0/1     Terminating         0          3m26s
nginx-deployment-6c74f576b9-h565l   0/1     Terminating         0          3m26s

老的版本是nginx-deployment-6c74f576b9-*，新的版本是nginx-deployment-778d9f5866-*，会先创建一个新版本Pod，再删除老版本Pod，依次下去直到所有老的版本都被替换掉。

背后的实际逻辑是通过Deployment创建一个新的ReplicaSet，然后通过新的RS来创建新的Pod，可以通过kubectl get rs来查看：

$ kubectl get rs
NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-deployment-6c74f576b9   0         0         0       9m49s
nginx-deployment-778d9f5866   3         3         3       7m7s

这种滚动更新的好处是：如果在更新过程中，新版本Pod有问题，那么滚动更新就会停止，这时候运维和开发就可以介入查看其原因，由于应用本身还有两个旧版本的Pod在线，所以并不会对服务造成太大的影响；当然，这时候应在Pod中加上health check检查应用的健康状态，而不是简单的依赖容器的running状态。为了进一步保证服务的延续性，Deployment Controller还会确保在任何时间窗口内，只有指定比例的Pod处于离线状态，同时它也会确保在任何时间窗口内，只有指定比例的Pod被创建，这个比例默认是DESIRED的25%。

当然可以通过修改Deployment对象的一个字段RollingUpdateStrategy来自定义，比如：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
...
  strategy:
    type: RollingUpdate
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1
      maxUnavailable: 1

如此，我们可以得到如下关系图：

Deployment实际控制的是ReplicaSet的数目以及每个ReplicaSet的属性。而一个应用版本，对应的就是一个ReplicaSet，而这个版本应有的Pod数量，是通过ReplicaSet自己的控制器来管理。

回滚

有更新，就有回滚，它们是苦命鸳鸯。

在Kubernetes中，回滚使用kubectl rollout命令。在滚动更新的章节，我们更新了Nginx应用，现在新版本如果有问题，需要进行回滚操作。

（1）查看可以回滚的历史版本

$ kubectl rollout history deployment nginx-deployment 
deployment.apps/nginx-deployment 
REVISION  CHANGE-CAUSE
1         <none>
2         <none>

发现有两个版本，现在使用的就是2版本，我们需要回滚到1版本。

（2）执行以下命令回滚到老版本

$ kubectl rollout undo deployment nginx-deployment --to-revision 1
deployment.apps/nginx-deployment rolled back

（3）通过查看RS，查看是否回滚到老版本

$ kubectl get rs
NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-deployment-6c74f576b9   3         3         3       27m
nginx-deployment-778d9f5866   0         0         0       25m

如果可以明确直接回滚到上一个版本，可以直接使用kubectl rollout undo deployment nginx-deployment。

回滚的操作比较简单，但是如果发布比较频繁，历史数据超过一定版本（默认10个版本）后，就无法回滚到更老的版本了。

当然，我们可以通过定义spec.revisionHistoryLimit来定义保留多少版本号，默认是10个，如下：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name: nginx-deployment
spec:
  progressDeadlineSeconds: 600
  replicas: 3
  revisionHistoryLimit: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 25%
      maxUnavailable: 25%
    type: RollingUpdate
  template:
    metadata:
      creationTimestamp: null
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.8
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: nginx
        resources: {}
        terminationMessagePath: /dev/termination-log
        terminationMessagePolicy: File
      dnsPolicy: ClusterFirst
      restartPolicy: Always
      schedulerName: default-scheduler
      securityContext: {}
      terminationGracePeriodSeconds: 30

以上就是Deployment的回滚操作，操作命令比较简单，主要是了解到Kubernetes为我们提供了这个功能，以备不时之需。

总结

从全文可知，Deployment实际是一个两层控制器：（1）、它通过ReplicaSet的个数来描述应用版本个数；（2）、它通过ReplicaSet的属性来保证Pod的副本数；而且Deployment的灵活控制，很方便水平扩展/收缩还有滚动更新以及回滚操作。

DaemonSet

DaemonSet保证在每个Node上都运行一个Pod，如果新增一个Node，这个Pod也会运行在新增的Node上，如果删除这个DadmonSet，就会清除它所创建的Pod。常用来部署一些集群日志收集，监控等全局应用。

常见的场景如下：
1、运行存储集群daemon，比如ceph，glusterd等；
2、运行一个日志收集daemon，比如logstash，fluentd等；
3、运行监控daemon，比如Prometheus Node Exporter，collectd，New Relic agent，Ganglia gmond等；

比如运行一个filebeat的DaemonSet，定义如下：

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: filebeat-ds
  namespace: default
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: filebeat
      role: logstorage
  template:
    metadata:
      labels:
        app: filebeat
        role: logstorage
    spec:
      containers:
      - name: filebeat
        image: ikubernetes/filebeat:5.6.5-alpine
        env:
        - name: REDIS_HOST
          value: redis.default.svc.cluster.local

执行过后，就可以看到在kk-node01节点上运行了filebeat，如下：

$ kubectl get po -o wide
NAME                READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP              NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
filebeat-ds-kgqcq   1/1     Running   0          28s   172.16.51.212   kk-node01   <none>           <none>

可能有人好奇，集群本身有两个节点，为何只部署了一个Pod？

那是因为我master（控制节点）有污点，而我上面的DaemonSet没有容忍这个污点，所以就没有调度上去，具体的调度策略，我们留到kubernetes调度管理章节进行讲解。

DaemonSet也是支持更新和回滚的，具体操作和Deployment类似，这里就不再赘述。

不过，这里要介绍一下DaemonSet的更新策略，目前支持两种更新策略：

OnDelete：先删后起，也就是先删除老的Pod，再启动新的Pod，这种策略会导致节点在更新的过程中出现断连的情况。
RollingUpdate：滚动更新，和Deployment滚动方式一样，默认的策略。

值得一提的是rollingUpdate的更新策略，在老的Kubernetes版本中只有maxUnavailable而没有maxSurge，因为DaemonSet只允许在Node上运行一个。但是在新版本中有了maxSurge这个参数，由它来控制多少个节点可用，比如总共有100个节点，maxSurge配置30%，则表示至少保证30个节点可用。

Job/CronJob

Kubernetes的主要任务是保证Pod中的应用长久稳定的运行，但是我们有时候也需要一些只需要运行一次，执行完就退出了的"短时"任务，这时候使用Deployment等这类控制器就无法满足我们的需求，Kubernetes就诞生了Job Controller，专门用来处理这类需求。

Job

Job负责处理仅执行一次的任务，它保证批处理的任务的一个或多个成功结束，我们可以通过kubectl explain job来查看具体语法。

基本操作

Job的定义语法和Deployment、Pod差不多，定义一个简单的Job，如下：

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: job-demo
  namespace: default
spec:
  template:
    metadata:
      name: job-demo
    spec:
      containers:
      - name: test-job
        image: busybox
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        command:
        - "/bin/sh"
        - "-c"
        args:
        - "for i in $(seq 10); do echo $i; done"
      restartPolicy: Never
  backoffLimit: 4

这个Job简单执行一个脚本，循环10次并输出，通过kubectl apply -f job-demo.yaml创建Job，如下：

$ kubectl apply -f job-demo.yaml 
job.batch/job-demo created

然后可以通过kubectl logs来查看日志输出，如下：

$ kubectl logs job-demo-wd67s 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

一切都符合我们的预期，现在再来看看Job和Pod的状态，如下：

$ kubectl get jobs.batch 
NAME       COMPLETIONS   DURATION   AGE
job-demo   1/1           23s        112s
$ kubectl get po
NAME             READY   STATUS      RESTARTS   AGE
job-demo-wd67s   0/1     Completed   0          114s

Job的状态没有类似Deployment的Ready关键字，而是COMPLETIONS（完成），1/1表示完成了这个Job。而Job所控制的Pod的状态也是Completed，如果是这种状态，就表示这个Job是成功的。

如果成功，Job的Pod运行一次就结束了，如果失败呢？

现在将刚才的Job的YAML改成如下：

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: job-demo
  namespace: default
spec:
  template:
    metadata:
      name: job-demo
    spec:
      containers:
      - name: test-job
        image: busybox
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        command:
        - "/bin/sh"
        - "-c"
        args:
        - "xxxxx"
      restartPolicy: Never
  backoffLimit: 4

执行过后可以看到Pod在不断的重建，如下：

$ kubectl get po
NAME             READY   STATUS              RESTARTS   AGE
job-demo-kwsl8   0/1     Error               0          3s
job-demo-ltsvq   0/1     ContainerCreating   0          0s
job-demo-w54s4   0/1     Error               0          6s

为什么是重建而不是重启呢？

因为我们在上面的YAML里配置了restartPolicy: Never，如果Job失败就只会重建，如果要使用重启，可以配置restartPolicy: OnFaliure，表示只有在状态为Failure的时候才会重启，Job没有Always参数。

把上面YAML中restartPolicy改成OnFaliure，效果如下：

$ kubectl get po
NAME             READY   STATUS             RESTARTS      AGE
job-demo-p9dkp   0/1     CrashLoopBackOff   3 (24s ago)   68s

可以看到该Job在不断的重启。

还有一种情况，如果这个Job一直不肯结束怎么办呢？比如我们将上面的YAML文件做如下修改：

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: job-demo
  namespace: default
spec:
  template:
    metadata:
      name: job-demo
    spec:
      containers:
      - name: test-job
        image: busybox
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        command:
        - "/bin/sh"
        - "-c"
        args:
        - "sleep 3600"
      restartPolicy: OnFailure
  backoffLimit: 4

为了避免这种情况，可以在YAML里加入activeDeadlineSeconds参数来指定Pod的存活时间，如下：

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: job-demo
  namespace: default
spec:
  template:
    metadata:
      name: job-demo
    spec:
      containers:
      - name: test-job
        image: busybox
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        command:
        - "/bin/sh"
        - "-c"
        args:
        - "sleep 3600"
      restartPolicy: OnFailure
  backoffLimit: 4
  activeDeadlineSeconds: 10

该值适用于 Job 的整个生命期，无论 Job 创建了多少个 Pod。一旦 Job 运行时间达到 activeDeadlineSeconds 秒，其所有运行中的 Pod 都会被终止，并且 Job 的状态更新为 type: Failed 及 reason: DeadlineExceeded。

Job 的 .spec.activeDeadlineSeconds 优先级高于其 .spec.backoffLimit 设置。因此，如果一个 Job 正在重试一个或多个失效的 Pod，该 Job 一旦到达 activeDeadlineSeconds 所设的时限即不再部署额外的 Pod，即使其重试次数还未达到 backoffLimit 所设的限制。

并行控制

在Job对象中，负责控制并行的参数为：

completions：定义Job至少要完成的Pod数目，既Job的最小完成数；
parallelism：定义一个Job在任意时间最多可以启动多少个Pod;

我们定义下面一个Job的YAML文件：

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: job-demo
  namespace: default
spec:
  parallelism: 2
  completions: 4
  template:
    metadata:
      name: job-demo
    spec:
      containers:
      - name: test-job
        image: busybox
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        command:
        - "/bin/sh"
        - "-c"
        args:
        - "for i in $(seq 10); do echo $i; done"
      restartPolicy: OnFailure
  backoffLimit: 4
  activeDeadlineSeconds: 100

parallelism: 2 和 completions: 4表示要完成4个pod，每次可以同时运行两个Pod，我们创建这个Job，观察结果如下：

$ kubectl get po
NAME             READY   STATUS      RESTARTS   AGE
job-demo-5wlp8   0/1     Completed   0          2s
job-demo-6wfkw   0/1     Completed   0          2s
job-demo-d54vz   0/1     Completed   0          5s
job-demo-x5mpz   0/1     Completed   0          5s

从上面可以知道，Job Controller实际控制的就是Pod，它在创建的时候会在Job和Pod里自动生成随机字符串的label，然后将它们进行绑定。

Job Controller在实际的调谐操作是根据实际在running状态的Pod数，还有已经退出的Pod数以及parallelism和completions的参数值共同计算出在Job周期内应该创建或者删除多少Pod，然后调用kube-api来执行这类操作。

所以Job Controller实际上是控制的Pod的并行度以及总共要完成的任务数这两个重要的参数。

CronJob

CronJob其实就在Job的基础上加了时间调度，类似于用Deployment管理Pod一样。它和我们Linux上的Crontab差不多。

比如定义简单的CronJob：


apiVersion: batch/v1
kind: CronJob
metadata:
  name: hello
spec:
  schedule: "*/1 * * * *"
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: hello
            image: busybox
            command:
            - "/bin/sh"
            - "-c"
            args:
            - "for i in $(seq 10); do echo $i; done"
          restartPolicy: OnFailure

我们可以看到spec里其实就是一个Job Template。另外其schedule就是一个便准的Cron格式，如下：

分钟   小时    日    月    星期
*      *      *     *      *

运行过后，查看状态如下：

$ kubectl get cronjobs.batch 
NAME    SCHEDULE      SUSPEND   ACTIVE   LAST SCHEDULE   AGE
hello   */1 * * * *   False     0        45s             69s
$ kubectl get po
NAME                   READY   STATUS      RESTARTS   AGE
hello-27628291-h8skg   0/1     Completed   0          50s

需要注意的是，由于cron的特殊性，有时候会存在由于上一个定时任务还没有执行完成，新的定时任务又开始了的情况，我们可以通过定义spec.concurrencyPolicy字段来定义规则，比如：

concurrencyPolicy=Allow：表示这些Job可以同时存在
concurrencyPolicy=Firbid：表示不会创建新的Job，也就是这个定时任务被跳过
concurrencyPolicy=Replace：表示产生的新Job会替代旧的Job

如果某一个Job创建失败，那么这次创建就会被标记为miss，当在指定的时间窗口内，Miss的数达到100，那么CronJob就会停止再创建这个Job。这个时间窗口可以通过spec.startingDeadlineSeconds来指定。

总结

上面介绍的是日常工作中常用的控制器，其中Deployment和DaemonSet的使用频率最高，熟练掌握这些控制器，并且学会在什么时候选择什么样的控制器，合理使用使工作效率最高。

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