# IT明星不是梦 #图解kubernetes容器探活机制核

k8s为实现容器探活worker的管理构建了一个Manager组件，该组件负责底层探活worker的管理,并且缓存当前的容器的状态，并对外同步容器的当前状态，今天我们就来分析下其部分核心组件

1. 核心原理实现

Manager缓存的状态主要是会被kubelet、状态组件消费，并且在Pod同步状态的时候，会通过当前Manager里面的探测状态来更新Pod的容器的就绪与启动状态的更新，让我们一起看看Manager自身的一些关键实现吧

2. 探活结果管理

即prober/results/results_manager组件，其主要作用是：存储探测结果和通知探测结果

2.1 核心数据结构

cache负责容器的探测结果的保存，updates则负责对外更新状态的订阅，其通过新的结果和cache中的状态进行对比，从而决定是否对外通知

// Manager implementation.type manager struct {    // 保护cache    sync.RWMutex    // 容器ID->探测结果    cache map[kubecontainer.ContainerID]Result    // 更新管道    updates chan Update}

2.2 更新缓存通知事件

更新缓存的时候回通过对比前后状态来进行是否发布变更事件，从而通知到外部订阅容器变更的kubelet核心流程

func (m *manager) Set(id kubecontainer.ContainerID, result Result, pod *v1.Pod) {    // 修改内部状态    if m.setInternal(id, result) {        // 同步更新事件        m.updates <- Update{id, result, pod.UID}    }}

内部状态修改与判断是否进行同步实现

// 如果之前的缓存不存在，或者前后状态不一致则会返回true触发更新func (m *manager) setInternal(id kubecontainer.ContainerID, result Result) bool {    m.Lock()    defer m.Unlock()    prev, exists := m.cache[id]    if !exists || prev != result {        m.cache[id] = result        return true    }    return false}

2.3 对外更新管道

func (m *manager) Updates() <-chan Update {    return m.updates}

3.探测管理器

探测管理器是指的prober/prober)manager的Manager组件，其负责当前kubelet上面探活组件的管理，并且进行探测状态结果的缓存与同步，并且内部还通过statusManager来进行apiserver状态的同步

3.1 容器探测Key

每个探测Key包含要探测的目标信息：pod的ID、容器名、探测类型

type probeKey struct {    podUID        types.UID    containerName string    probeType     probeType}

3.2 核心数据结构

statusManager组件在后续章节里面会进行详细分析,说下livenessManager该组件即探活的结果，所以当一个容器探测失败，则会由kubelet本地先进行处理，而readlinessManager和startupManager则需要通过statusManager同步给apiserver进行同步

type manager struct {    //探测Key与worker映射    workers map[probeKey]*worker    // 读写锁    workerLock sync.RWMutex    //statusManager缓存为探测提供pod IP和容器id。    statusManager status.Manager    // 存储readiness探测结果    readinessManager results.Manager    // 存储liveness探测结果    livenessManager results.Manager    // 存储startup探测结果    startupManager results.Manager    // 执行探测操作    prober *prober}

3.3 同步startup探测结果

func (m *manager) updateStartup() {    // 从管道获取数据进行同步    update := <-m.startupManager.Updates()    started := update.Result == results.Success    m.statusManager.SetContainerStartup(update.PodUID, update.ContainerID, started)}

3.4 同步readiness探测结果

func (m *manager) updateReadiness() {    update := <-m.readinessManager.Updates()    ready := update.Result == results.Success    m.statusManager.SetContainerReadiness(update.PodUID, update.ContainerID, ready)}

3.5 启动同步探测结果后台任务

func (m *manager) Start() {    // Start syncing readiness.    go wait.Forever(m.updateReadiness, 0)    // Start syncing startup.    go wait.Forever(m.updateStartup, 0)}

3.6 添加Pod探测

添加 Pod的时候会遍历Pod的所有容器，并根据探测类型来进行对应探测worker的构建

func (m *manager) AddPod(pod *v1.Pod) {    m.workerLock.Lock()    defer m.workerLock.Unlock()    key := probeKey{podUID: pod.UID}    for _, c := range pod.Spec.Containers {        key.containerName = c.Name        // 针对startupProbe的探测任务的构建        if c.StartupProbe != nil && utilfeature.DefaultFeatureGate.Enabled(features.StartupProbe) {            key.probeType = startup            if _, ok := m.workers[key]; ok {                klog.Errorf("Startup probe already exists! %v - %v",                    format.Pod(pod), c.Name)                return            }            // 构建新的worker            w := newWorker(m, startup, pod, c)            m.workers[key] = w            go w.run()        }        // 针对ReadinessProbe的探测任务的构建        if c.ReadinessProbe != nil {            key.probeType = readiness            if _, ok := m.workers[key]; ok {                klog.Errorf("Readiness probe already exists! %v - %v",                    format.Pod(pod), c.Name)                return            }            w := newWorker(m, readiness, pod, c)            m.workers[key] = w            go w.run()        }        // 针对LivenessProbe的探测任务的构建        if c.LivenessProbe != nil {            key.probeType = liveness            if _, ok := m.workers[key]; ok {                klog.Errorf("Liveness probe already exists! %v - %v",                    format.Pod(pod), c.Name)                return            }            w := newWorker(m, liveness, pod, c)            m.workers[key] = w            go w.run()        }    }}

3.7 更新Pod状态

更新Pod状态主要是根据当前Manager里面缓存的之前的状态信息来更新Pod里面对应容器的状态，这些状态是Pod里面容器最新的探测状态，获取这些状态则是检测当前的容器是否已经就绪和启动，为后续更新流程做基础数据

3.7.1 容器状态更新

    for i, c := range podStatus.ContainerStatuses {        var ready bool        // 检测容器状态        if c.State.Running == nil {            ready = false        } else if result, ok := m.readinessManager.Get(kubecontainer.ParseContainerID(c.ContainerID)); ok {            // 检测readinessMnager里面的状态，如果是成功则就是已经就绪            ready = result == results.Success        } else {            // 检查是否有尚未运行的探测器。只要存在则认为就绪            _, exists := m.getWorker(podUID, c.Name, readiness)            ready = !exists        }        podStatus.ContainerStatuses[i].Ready = ready        var started bool        if c.State.Running == nil {            started = false        } else if !utilfeature.DefaultFeatureGate.Enabled(features.StartupProbe) {            // 容器正在运行，如果StartupProbe功能被禁用，则假定它已启动            started = true        } else if result, ok := m.startupManager.Get(kubecontainer.ParseContainerID(c.ContainerID)); ok {            // 如果startupManager里面的状态是成功的则认为是已经启动的            started = result == results.Success        } else {            // 检查是否有尚未运行的探测器。            _, exists := m.getWorker(podUID, c.Name, startup)            started = !exists        }        podStatus.ContainerStatuses[i].Started = &started    }

3.7.2 初始化容器状态更新

针对初始化容器主要容器已经终止并且退出的状态码为0,则认为初始化容器已经就绪

    for i, c := range podStatus.InitContainerStatuses {        var ready bool        if c.State.Terminated != nil && c.State.Terminated.ExitCode == 0 {            // 容器状态            ready = true        }        podStatus.InitContainerStatuses[i].Ready = ready    }

3.8 存活状态通知

存活状态通知主要是在kubelet的核心流程循环中进行的，如果检测到容器的状态失败，会立刻进行对应pod的容器状态的同步，从而决定下一步的操作是做什么

    case update := <-kl.livenessManager.Updates():        // 如果探测状态失败        if update.Result == proberesults.Failure {            // 省略代码            handler.HandlePodSyncs([]*v1.Pod{pod})        }

探活整体的设计大概就是这样，接下来会分期其statusManager组件，即将将探测的状态与apiserver的同步的实现, k8s源码阅读电子书地址: https://www.yuque.com/baxiaoshi/tyado3