在前邊的文章中，我們學(xué)習(xí)了如何使用初始化容器來(lái)初始化主進(jìn)程運(yùn)行環(huán)境氛赐，比如加載配置文件魂爪，load數(shù)據(jù)以及通知外部提供等，隨著我們要支持的業(yè)務(wù)場(chǎng)景越來(lái)越復(fù)雜艰管，我們可能要在容器啟動(dòng)或者退出的時(shí)候甫窟，運(yùn)行額外的處理進(jìn)程。Kubernetes給容器提供了lifecycle hook機(jī)制蛙婴，讓我們?cè)谌萜鲉?dòng)和終止退出之前粗井，有機(jī)會(huì)做定制化的初始化和清理工作。具體來(lái)說(shuō)街图，Kubernetes提供了兩種類(lèi)型的鉤子函數(shù)（hooks）：
- Post-start鉤子進(jìn)程浇衬，容器啟動(dòng)后執(zhí)行。
- Pre-stop鉤子進(jìn)程餐济，容器退出之前執(zhí)行耘擂。
同初始化容器不同的是，鉤子進(jìn)程配置粒度更細(xì)絮姆，可以針對(duì)每個(gè)容器來(lái)配置醉冤，下圖向大家展示了鉤子進(jìn)程和容器的生命周期的關(guān)系：
如上圖所示，請(qǐng)大家務(wù)必注意lifecycle hook進(jìn)程在容器啟動(dòng)和關(guān)閉推出執(zhí)行的時(shí)間點(diǎn)篙悯。鉤子進(jìn)程和liveness probe類(lèi)似蚁阳，可以用來(lái)在容器中執(zhí)行特定的命令，或者從光榮器中給外部的應(yīng)用程序發(fā)送HTTP請(qǐng)求鸽照。
注：lifecycle hook鉤子進(jìn)程只支持普通容器螺捐，Kubernetes不支持給初始化容器配置lifecycle hook鉤子進(jìn)程，并且lifecycle hook不支持tcoSocket類(lèi)型矮燎，只支持HTTP和exec定血。
接下來(lái)我們來(lái)通過(guò)實(shí)際的例子來(lái)看看如何使用者兩種類(lèi)型的鉤子進(jìn)程。post-start lifecycle hook進(jìn)程在容器被創(chuàng)建后馬上觸發(fā)诞外，因此我們可以使用exec類(lèi)型的hook來(lái)在主進(jìn)程啟動(dòng)的時(shí)候澜沟，執(zhí)行輔助進(jìn)程；或者通過(guò)httpGet來(lái)調(diào)用應(yīng)用程序的初始化和預(yù)熱模塊峡谊。
對(duì)于我們自己負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序茫虽，post-start hook提供的功能很容易通過(guò)修改源代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)铝条，但是如果我們面對(duì)的是一個(gè)遺留應(yīng)用，沒(méi)有源代碼在手上席噩，這種情況下，post-start hook就給我們提供一種輕量級(jí)的贤壁，不需要修改應(yīng)用程序源代碼和容器鏡像的擴(kuò)展方式悼枢。
接下來(lái)我們部署一個(gè)配置了post-start hook的應(yīng)用，這個(gè)應(yīng)用啟動(dòng)的時(shí)候會(huì)執(zhí)行指定命令脾拆。為了讓接下來(lái)的討論更加有意思馒索，我們的post-start進(jìn)程要執(zhí)行的命令必須有點(diǎn)意思，因此決定使用Unix和類(lèi)Unix系統(tǒng)上一個(gè)很古老的工具fortune名船，這個(gè)叫fortune的命令每次執(zhí)行都會(huì)打印一句至理名言绰上，或者諺語(yǔ)。讀者使用的是macOS系統(tǒng)的話(huà)渠驼，可以通過(guò)brew install fortune來(lái)安裝這個(gè)工具蜈块。筆者的生產(chǎn)工具上運(yùn)行fortune輸出如下：
?? fortune
`When you say "I wrote a program that crashed Windows", people just stare at
you blankly and say "Hey, I got those with the system, *for free*".'
(By Linus Torvalds) - 圈內(nèi)微軟的朋友不要拉黑啊，我可能只是運(yùn)氣不好碰到這句迷扇。
接下來(lái)我們的工作就是將這個(gè)fortune命令和Nginx web服務(wù)器組合百揭，來(lái)構(gòu)造一個(gè)在啟動(dòng)的時(shí)候，通過(guò)fortune輸出一句名言蜓席，然后通過(guò)Nginx提供給客戶(hù)端訪(fǎng)問(wèn)的簡(jiǎn)單網(wǎng)站器一。這個(gè)網(wǎng)站的工作原理是，fortune命令將輸出的名言警句寫(xiě)到容器的文件系統(tǒng)厨内，然后Nginx從這個(gè)文件讀取名言并返回給客戶(hù)端祈秕。
Nginx web服務(wù)器有現(xiàn)成的容器鏡像可以使用，但是不幸的是fortune并沒(méi)有現(xiàn)成的容器可以使用雏胃。因此為了實(shí)現(xiàn)我們的名言警句網(wǎng)站请毛，我們就只能自己基于Nginx鏡像來(lái)構(gòu)建應(yīng)用程序了。具體來(lái)說(shuō)瞭亮，我們基于Nginx鏡像構(gòu)建我們的應(yīng)用程序鏡像的時(shí)候获印，只需要在基礎(chǔ)鏡像上安裝fortune軟件包即可。
筆者使用的例子主要為了說(shuō)明post-start的工作原理街州，因此我們也就不直接構(gòu)建新的容器了兼丰，取而代之的是在基礎(chǔ)容器Nginx啟動(dòng)的時(shí)候會(huì)同時(shí)安裝和運(yùn)行fortune工具，但是在實(shí)際的項(xiàng)目中唆缴，千萬(wàn)不要這樣干鳍征。具體來(lái)說(shuō)，我們計(jì)劃在應(yīng)用啟動(dòng)的時(shí)候面徽，通過(guò)post-start鉤子進(jìn)程來(lái)安裝fortune工具艳丛，并運(yùn)行這個(gè)工具來(lái)產(chǎn)生網(wǎng)站對(duì)外輸出的名言警句匣掸。如下圖YAML文件所示：
如上圖所示，我們使用nginx:alpine容器進(jìn)項(xiàng)來(lái)作為POD中運(yùn)行的主進(jìn)程氮双，并且為這個(gè)主容器進(jìn)程定義了post-start lifecycle hook進(jìn)程碰酝，當(dāng)nginx容器啟動(dòng)的時(shí)候，執(zhí)行對(duì)應(yīng)的命名戴差。從配置文件可以看到送爸，Nginx服務(wù)器運(yùn)行在端口號(hào)8085上。這里需要大家注意的是暖释，post-start的exec指定的命令和主進(jìn)程并行運(yùn)行袭厂，從這點(diǎn)可以看出，postStart這個(gè)名字非常容易讓人產(chǎn)生誤解球匕，因?yàn)閔ook指定的命令并不是在容器的主進(jìn)程啟動(dòng)后才開(kāi)始執(zhí)行纹磺，而是在容器創(chuàng)建之后，成功啟動(dòng)之前這段時(shí)間內(nèi)執(zhí)行亮曹。
從源代碼的角度看橄杨，post-start指定的命名和主容器進(jìn)程幾乎是從相同的時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始執(zhí)行，當(dāng)post-start指定的命令fortune執(zhí)行完成照卦，命令生成并保存到文件系統(tǒng)的名言警句就可以從Nginx服務(wù)器訪(fǎng)問(wèn)了讥珍。
好了，廢話(huà)不多說(shuō)了窄瘟，讓我們請(qǐng)出kubectl apply命令來(lái)直接部署名言警句網(wǎng)站應(yīng)用吧衷佃。在自己的Kubernetes環(huán)境上執(zhí)行kubectl apply -f yunpan-fortune-poststart.yaml，命令執(zhí)行成功后蹄葱，驗(yàn)證一下POD已經(jīng)運(yùn)行起來(lái)氏义。首先通過(guò)port-forward來(lái)創(chuàng)建客戶(hù)端的訪(fǎng)問(wèn)代理，接著我們就可以使用curl http://localhost:8085/quote 來(lái)訪(fǎng)問(wèn)Nginx提供的名言警句服務(wù)图云，在筆者的macOS上輸出如下：
? curl http://localhost:1080/quote
Nuclear war can ruin your whole compile.
-- Karl Lehenbauer
雖然我們指定的post-start hook和主容器進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行惯悠，但是你必須了解的是，這個(gè)hook進(jìn)程會(huì)從兩個(gè)角度影響主容器進(jìn)程的運(yùn)行竣况。首先克婶，即便是容器已經(jīng)成功啟動(dòng)，如果post-start hook尚未執(zhí)行成功丹泉，那么容器的狀態(tài)就會(huì)是Waiting情萤，并且容器對(duì)象的reason字段顯示”ContainerCreating“信息，直到post-start hook執(zhí)行成功摹恨。在這之前筋岛，如果我們運(yùn)行kubectl log命令，Kubernetes會(huì)拒絕輸出任何日志信息晒哄，另外kubectl port-forward命令也會(huì)拒絕創(chuàng)建本地代理來(lái)forward訪(fǎng)問(wèn)流量睁宰。讀者可以通過(guò)如下展示的一個(gè)特制的PDO對(duì)象來(lái)驗(yàn)證post-start由于啟動(dòng)緩慢對(duì)主容器進(jìn)程造成的影響肪获。
感興趣的同學(xué)可以在本地將這個(gè)POD部署并運(yùn)行起來(lái)，我們?cè)趐ost-start鉤子進(jìn)程啟動(dòng)后柒傻，故意sleep了60秒孝赫，同時(shí)我們?cè)谌萜鲉?dòng)后，立即運(yùn)行kubectl logs yunpan-poststart-slow命令红符，你就會(huì)收到Kubernetes返回的錯(cuò)誤信息青柄，告訴我們?nèi)萜鲗?shí)例尚未啟動(dòng)，這其實(shí)和事實(shí)不符违孝，你可以通過(guò)遠(yuǎn)程在容器中運(yùn)行ps命令來(lái)驗(yàn)證這一點(diǎn)：kubectl exec yunpan-poststart-slow -- ps x。
其次泳赋，post-start hook對(duì)主容器進(jìn)程第二個(gè)影響是：如果hook中指定的命令運(yùn)行后返回了非0的exit code雌桑，那么容器實(shí)例會(huì)被重啟。為了驗(yàn)證這一點(diǎn)祖今，我們?cè)O(shè)計(jì)了post-start hook運(yùn)行失敗的例子校坑，請(qǐng)看如下POD的YAML定義：
如上圖所示，我們?cè)趐ost-start hook的命令中千诬，故意返回1(非0值)耍目，部署這個(gè)POD后，如果你通過(guò)kubectl get pods -w徐绑，你會(huì)觀(guān)察到對(duì)應(yīng)容器啟動(dòng)錯(cuò)誤:
yunpan-poststart-fail 0/1 PostStartHookError: command 'sh -c echo 'Emulating a
post-start hook failure'; exit 1' exited with 1:
從上邊的錯(cuò)誤信息可以看出執(zhí)行出錯(cuò)的命令和返回碼邪驮，接著如果我們查看pod的事件列表，我們會(huì)看到相同的信息傲茄，F(xiàn)ailedPostStartHook 警告信息包含了exit code和造成這個(gè)exit code命令毅访，如下面的輸出所示：
Warning FailedPostStartHook Exec lifecycle hook ([sh -c ...]) for
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Container "nginx" in Pod "yunpan-poststart-fail_default(...)" failed - error: command
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? '...' exited with 1: , message: "Emulating a post-start hook failure\n"
另外上邊展示的錯(cuò)誤信息也會(huì)出現(xiàn)在POD的status字段中，但是容器的狀態(tài)時(shí)刻都在發(fā)生變化盘榨，這個(gè)信息只會(huì)保存很短的時(shí)間喻粹，很多時(shí)候看POD的status信息并沒(méi)有辦法回答我們對(duì)容器狀態(tài)的疑問(wèn)。因此筆者強(qiáng)烈建議大家盡量通過(guò)查看pod的事件倆表來(lái)分許POD的問(wèn)題草巡。
本篇文章到這里為止介紹的都是執(zhí)行指定命令類(lèi)型的post-start hook應(yīng)用案例守呜，如我們?cè)谖恼麻_(kāi)頭介紹，Kubernets也支持httpGet類(lèi)型的post-start hook山憨，接下來(lái)我們就通過(guò)幾個(gè)例子來(lái)看看具體的使用方法查乒。
注：Kubernetes不支持同時(shí)配置exec和httGET兩種模式的POD定義。
對(duì)于電商類(lèi)的應(yīng)用來(lái)說(shuō)郁竟，會(huì)大量使用緩存機(jī)制來(lái)縮短應(yīng)用的訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間侣颂，提升吞吐量。而緩存需要預(yù)熱枪孩，要不然大量的真實(shí)流量進(jìn)來(lái)會(huì)造成緩存穿透到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)憔晒，可能引起系統(tǒng)雪崩藻肄。因此我們一般情況下需要對(duì)緩存做預(yù)熱，而post-start hook提供的httpGET模式就很適合在應(yīng)用啟動(dòng)的時(shí)候拒担，通過(guò)調(diào)用緩存預(yù)熱接口嘹屯，來(lái)初始化緩存數(shù)據(jù)。這樣當(dāng)應(yīng)用啟動(dòng)起來(lái)从撼，我們就不用擔(dān)心巨量接入的流量造成緩存穿透州弟，影響應(yīng)用程序的整體穩(wěn)定性。下圖是我們特制的一個(gè)POD定義低零，其中指定了httpGET類(lèi)型的post-start hook：
如上圖所示婆翔，我們?yōu)閔ttpGET類(lèi)型的post-start hook設(shè)置了port和path，除了這兩個(gè)參數(shù)之外掏婶，我們還可以指定發(fā)送請(qǐng)求的http模式（http或者h(yuǎn)ttps）啃奴，host字段，以及httpHeaders等雄妥。需要大家特別注意的是最蕾，host字段默認(rèn)值為PDO的ip地址，千萬(wàn)不要把host指定為localhost老厌，因?yàn)閘ocalhost指向宿主機(jī)瘟则，而不是POD，這也是很多不熟悉原理的同學(xué)很容易犯的錯(cuò)誤枝秤。
同命令類(lèi)型的post-start hook類(lèi)似醋拧，httpGET模式下，post-start hook會(huì)在容器被創(chuàng)建后淀弹，立即就開(kāi)始執(zhí)行趁仙。不過(guò)在httpGET模式下，發(fā)送請(qǐng)求的服務(wù)可能還沒(méi)有啟動(dòng)垦页，因此post-start hook很容易失敗雀费，容器進(jìn)入到無(wú)限重啟的惡性循環(huán)中。
有意思的是痊焊，Kubernetes當(dāng)前并不把httpGET請(qǐng)求返回404當(dāng)做post-start hook運(yùn)行失敗盏袄，因此當(dāng)我們配置httpGET類(lèi)型的post-start hook的時(shí)候彩匕，區(qū)別仔細(xì)核對(duì)群发，確保URL正確，因?yàn)槿绻阍O(shè)置錯(cuò)了吨些，可能post-start hook啥都沒(méi)有干垄惧，并且我們還很難發(fā)現(xiàn)刁愿。
接下來(lái)，我們來(lái)看看如何在應(yīng)用結(jié)束退出之前運(yùn)行處理進(jìn)程到逊。具體來(lái)說(shuō)铣口，Kubernets也允許我們定義pre-stop hook來(lái)在容器進(jìn)程退出之前滤钱，執(zhí)行某個(gè)操作，比如進(jìn)行資源清理等脑题。pre-stop hook在容器結(jié)束之前執(zhí)行件缸。結(jié)束一個(gè)運(yùn)行中的進(jìn)程，通常通過(guò)發(fā)送TERM信號(hào)給進(jìn)程叔遂，以此來(lái)通知應(yīng)用程序他炊，請(qǐng)立即結(jié)束運(yùn)行并退出。由于容器本質(zhì)上就是一個(gè)進(jìn)程已艰，因此進(jìn)程終止的方式也適用痊末。
當(dāng)容器進(jìn)程被停止揮著重啟，Kubernetes會(huì)發(fā)送TERM信號(hào)給主容器進(jìn)程哩掺，但是在發(fā)送這個(gè)TERM信號(hào)之前凿叠，Kubernetes會(huì)執(zhí)行pre-stop hook，當(dāng)然如果我們給容器配置了pre-stop鉤子進(jìn)程疮丛。當(dāng)pre-stop hook配置的進(jìn)程執(zhí)行完成幔嫂，Kubernetes才會(huì)繼續(xù)發(fā)送TERM信號(hào)給要被停止或者結(jié)束的進(jìn)程辆它。注意誊薄，當(dāng)容器開(kāi)始退出的時(shí)候，liveness probe就不會(huì)繼續(xù)執(zhí)行了锰茉。
pre-stop hook通常被用來(lái)實(shí)現(xiàn)容器進(jìn)程的優(yōu)雅關(guān)閉呢蔫，以及在關(guān)閉之前執(zhí)行一些資源清理工作等。pre-stop hook同post-start hook一樣飒筑，也提供了命令模式和httpGET模式片吊。我們繼續(xù)基于前邊Nginx的例子來(lái)介紹pre-stop hook。我們部署的名言警句網(wǎng)站基于Nginx服務(wù)器對(duì)外提供http服務(wù)协屡，當(dāng)Nginx進(jìn)程收到TERM信號(hào)后俏脊，會(huì)立即關(guān)閉所有的連接，并開(kāi)始退出過(guò)程肤晓。但是這屬于有損關(guān)閉爷贫，因?yàn)槭盏絋ERM信號(hào)的時(shí)候，有很多請(qǐng)求處于處理中的狀態(tài)补憾。
幸運(yùn)的是漫萄，我們可以通過(guò)執(zhí)行nginx -s quit來(lái)優(yōu)雅退出，執(zhí)行這個(gè)命令會(huì)導(dǎo)致Nginx服務(wù)器停止接受新的http請(qǐng)求盈匾，并且等待所有處理中的請(qǐng)求技術(shù)后腾务，才開(kāi)始退出過(guò)程。對(duì)于運(yùn)行在Kubernetes上的應(yīng)用來(lái)說(shuō)削饵，我們可以使用pre-stop hook來(lái)執(zhí)行前邊Nginx優(yōu)雅退出的命令岩瘦，這樣就不會(huì)有請(qǐng)求未被處理完未巫，確保數(shù)據(jù)完整。下圖是我們驗(yàn)證pre-stop hook配置的YAML文件：
如上圖所示担钮，當(dāng)容器要退出的時(shí)候橱赠，會(huì)執(zhí)行nginx -s quit來(lái)確保nginx進(jìn)程優(yōu)雅關(guān)閉，并且這個(gè)命令是在nginx進(jìn)程收到TERM信號(hào)之前箫津，確保應(yīng)用不會(huì)有數(shù)據(jù)的丟失狭姨。pre-stop和post-start的區(qū)別是，pre-stop hook的執(zhí)行結(jié)果苏遥，不會(huì)影響容器進(jìn)程的退出饼拍，即便是執(zhí)行hook后返回碼是非0。如果hook執(zhí)行失敗田炭，我們會(huì)從pod的事件清單中看到FailedPreStopHook信息师抄，但是我們不會(huì)從POD的狀態(tài)信息中看到任何錯(cuò)誤。
注：如果pre-stop hook的成功運(yùn)行對(duì)我們的應(yīng)用程序正常退出非常重要教硫，那么就確保pre-stop hook成功運(yùn)行叨吮，筆者經(jīng)歷過(guò)幾個(gè)項(xiàng)目，雖然配置了pre-stop hook瞬矩，但是根本沒(méi)有人關(guān)心運(yùn)行結(jié)果茶鉴。
好了，這篇文章的內(nèi)容就真沒(méi)多了景用，下篇文章我們總結(jié)一下POD的聲明周期涵叮，從POD的整個(gè)lifecyle的角度，來(lái)把前邊幾篇文章的內(nèi)容做個(gè)歸納和總結(jié)伞插，敬請(qǐng)期待割粮！
