Pod中容器的健康检查

健康检查

上篇文章中我们了解了Pod中容器的生命周期的两个钩子函数&＃xff0c;PostStart与PreStop&＃xff0c;其中PostStart是在容器创建后立即执行的&＃xff0c;而PreStop这个钩子函数则是在容器终止之前执行的。除了上面这两个钩子函数以外&＃xff0c;还有一项配置会影响到容器的生命周期的&＃xff0c;那就是健康检查的探针。

在Kubernetes集群当中&＃xff0c;我们可以通过配置liveness probe&＃xff08;存活探针&＃xff09;和readiness probe&＃xff08;可读性探针&＃xff09;来影响容器的生存周期。

* kubelet 通过使用 liveness probe 来确定你的应用程序是否正在运行&＃xff0c;通俗点将就是是否还活着。一般来说&＃xff0c;如果你的程序一旦崩溃了&＃xff0c; Kubernetes 就会立刻知道这个程序已经终止了&＃xff0c;然后就会重启这个程序。而我们的 liveness probe 的目的就是来捕获到当前应用程序还没有终止&＃xff0c;还没有崩溃&＃xff0c;如果出现了这些情况&＃xff0c;那么就重启处于该状态下的容器&＃xff0c;使应用程序在存在 bug 的情况下依然能够继续运行下去。
* kubelet 使用 readiness probe 来确定容器是否已经就绪可以接收流量过来了。这个探针通俗点讲就是说是否准备好了&＃xff0c;现在可以开始工作了。只有当 Pod 中的容器都处于就绪状态的时候 kubelet 才会认定该 Pod 处于就绪状态&＃xff0c;因为一个 Pod 下面可能会有多个容器。当然 Pod 如果处于非就绪状态&＃xff0c;那么我们就会将他从我们的工作队列(实际上就是我们后面需要重点学习的 Service)中移除出来&＃xff0c;这样我们的流量就不会被路由到这个 Pod 里面来了。


和前面的钩子函数一样的&＃xff0c;我们这两个探针的支持两种配置方式&＃xff1a;

* exec&＃xff1a;执行一段命令
* http&＃xff1a;检测某个 http 请求
* tcpSocket&＃xff1a;使用此配置&＃xff0c; kubelet 将尝试在指定端口上打开容器的套接字。如果可以建立连接&＃xff0c;容器被认为是健康的&＃xff0c;如果不能就认为是失败的。实际上就是检查端口


好&＃xff0c;我们先来给大家演示下存活探针的使用方法&＃xff0c;首先我们用exec执行命令的方式来检测容器的存活&＃xff0c;如下:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: liveness-execlabels:test: liveness
spec:containers:- name: livenessimage: busyboxargs:- /bin/sh- -c- touch /tmp/healthy; sleep 30; rm -rf /tmp/healthy; sleep 600livenessProbe:exec:command:- cat- /tmp/healthyinitialDelaySeconds: 5periodSeconds: 5


我们这里需要用到一个新的属性&＃xff1a;livenessProbe&＃xff0c;下面通过exec执行一段命令&＃xff0c;其中periodSeconds属性表示让kubelet每隔5秒执行一次存活探针&＃xff0c;也就是每5秒执行一次上面的cat /tmp/healthy命令&＃xff0c;如果命令执行成功了&＃xff0c;将返回0&＃xff0c;那么kubelet就会认为当前这个容器是存活的并且很监控&＃xff0c;如果返回的是非0值&＃xff0c;那么kubelet就会把该容器杀掉然后重启它。另外一个属性initialDelaySeconds表示在第一次执行探针的时候要等待5秒&＃xff0c;这样能够确保我们的容器能够有足够的时间启动起来。大家可以想象下&＃xff0c;如果你的第一次执行探针等候的时间太短&＃xff0c;是不是很有可能容器还没正常启动起来&＃xff0c;所以存活探针很可能始终都是失败的&＃xff0c;这样就会无休止的重启下去了&＃xff0c;对吧&＃xff1f;所以一个合理的initialDelaySeconds非常重要。

另外我们在容器启动的时候&＃xff0c;执行了如下命令&＃xff1a;

☁ ~ /bin/sh -c "touch /tmp/healthy; sleep 30; rm -rf /tmp/healthy; sleep 600"


意思是说在容器最开始的30秒内有一个/tmp/healthy文件&＃xff0c;在这30秒内执行cat /tmp/healthy命令都会返回一个成功的返回码。30秒后&＃xff0c;我们删除这个文件&＃xff0c;现在执行cat /tmp/healthy是不是就会失败了&＃xff0c;这个时候就会重启容器了。

我们来创建下该Pod&＃xff0c;在30秒内&＃xff0c;查看Pod的Event&＃xff1a;

☁ ~ kubectl describe pod liveness-exec


我们可以观察到容器是正常启动的&＃xff0c;在隔一会儿&＃xff0c;比如40s后&＃xff0c;再查看下Pod的Event&＃xff0c;在最下面有一条信息显示 liveness probe失败了&＃xff0c;容器被删掉并重新创建。

然后通过kubectl get pod liveness-exec可以看到RESTARTS值加1了。

同样的&＃xff0c;我们还可以使用HTTP GET请求来配置我们的存活探针&＃xff0c;我们这里使用一个liveness镜像来验证演示下&＃xff0c;

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:labels:test: livenessname: liveness-http
spec:containers:- name: livenessimage: cnych/livenessargs:- /serverlivenessProbe:httpGet:path: /healthzport: 8080httpHeaders:- name: X-Custom-Headervalue: AwesomeinitialDelaySeconds: 3periodSeconds: 3


同样的&＃xff0c;根据periodSeconds属性我们可以知道kubelet需要每隔3秒执行一次liveness probe&＃xff0c;该探针将向容器中的 server 的8080端口发送一个 HTTP GET 请求。如果 server 的 /healthz 路径的 handler 返回一个成功的返回码&＃xff0c;kubelet就会认定该容器是活着的并且很健康,如果返回失败的返回码&＃xff0c;kubelet将杀掉该容器并重启它。。initialDelaySeconds 指定kubelet在该执行第一次探测之前需要等待3秒钟。

通常来说&＃xff0c;任何大于200小于400的返回码都会认定是成功的返回码。其他返回码都会被认为是失败的返回码。

我们可以来查看下上面的healthz的实现&＃xff1a;

http.HandleFunc("/healthz", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {duration :&＃61; time.Now().Sub(started)if duration.Seconds() > 10 {w.WriteHeader(500)w.Write([]byte(fmt.Sprintf("error: %v", duration.Seconds())))} else {w.WriteHeader(200)w.Write([]byte("ok"))}
})


大概意思就是最开始前10s返回状态码200&＃xff0c;10s过后就返回500的status_code了。所以当容器启动3秒后&＃xff0c;kubelet 开始执行健康检查。第一次健康监测会成功&＃xff0c;因为是在10s之内&＃xff0c;但是10秒后&＃xff0c;健康检查将失败&＃xff0c;因为现在返回的是一个错误的状态码了&＃xff0c;所以kubelet将会杀掉和重启容器。

同样的&＃xff0c;我们来创建下该Pod测试下效果&＃xff0c;10秒后&＃xff0c;查看 Pod 的 event&＃xff0c;确认liveness probe失败并重启了容器。

☁ ~ kubectl describe pod liveness-http


然后我们来通过端口的方式来配置存活探针&＃xff0c;使用此配置&＃xff0c;kubelet将尝试在指定端口上打开容器的套接字。 如果可以建立连接&＃xff0c;容器被认为是健康的&＃xff0c;如果不能就认为是失败的。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: goproxylabels:app: goproxy
spec:containers:- name: goproxyimage: cnych/goproxyports:- containerPort: 8080readinessProbe:tcpSocket:port: 8080initialDelaySeconds: 5periodSeconds: 10livenessProbe:tcpSocket:port: 8080initialDelaySeconds: 15periodSeconds: 20


我们可以看到&＃xff0c;TCP 检查的配置与 HTTP 检查非常相似&＃xff0c;只是将httpGet替换成了tcpSocket。 而且我们同时使用了readiness probe和liveness probe两种探针。 容器启动后5秒后&＃xff0c;kubelet将发送第一个readiness probe&＃xff08;可读性探针&＃xff09;。 该探针会去连接容器的8080端&＃xff0c;如果连接成功&＃xff0c;则该 Pod 将被标记为就绪状态。然后Kubelet将每隔10秒钟执行一次该检查。

除了readiness probe之外&＃xff0c;该配置还包括liveness probe。 容器启动15秒后&＃xff0c;kubelet将运行第一个 liveness probe。 就像readiness probe一样&＃xff0c;这将尝试去连接到容器的8080端口。如果liveness probe失败&＃xff0c;容器将重新启动。

有的时候&＃xff0c;应用程序可能暂时无法对外提供服务&＃xff0c;例如&＃xff0c;应用程序可能需要在启动期间加载大量数据或配置文件。 在这种情况下&＃xff0c;您不想杀死应用程序&＃xff0c;也不想对外提供服务。 那么这个时候我们就可以使用readiness probe来检测和减轻这些情况。 Pod中的容器可以报告自己还没有准备&＃xff0c;不能处理Kubernetes服务发送过来的流量。

从上面的YAML文件我们可以看出readiness probe的配置跟liveness probe很像&＃xff0c;基本上一致的。唯一的不同是使用readinessProbe而不是livenessProbe。两者如果同时使用的话就可以确保流量不会到达还未准备好的容器&＃xff0c;准备好过后&＃xff0c;如果应用程序出现了错误&＃xff0c;则会重新启动容器。

另外除了上面的initialDelaySeconds和periodSeconds属性外&＃xff0c;探针还可以配置如下几个参数&＃xff1a;

* timeoutSeconds&＃xff1a;探测超时时间&＃xff0c;默认1秒&＃xff0c;最小1秒。
* successThreshold&＃xff1a;探测失败后&＃xff0c;最少连续探测成功多少次才被认定为成功。默认是 1&＃xff0c;但是如果是&＃96;liveness&＃96;则必须是 1。最小值是 1。
* failureThreshold&＃xff1a;探测成功后&＃xff0c;最少连续探测失败多少次才被认定为失败。默认是 3&＃xff0c;最小值是 1。


这就是liveness probe&＃xff08;存活探针&＃xff09;和readiness probe&＃xff08;可读性探针&＃xff09;的使用方法。