簡(jiǎn)介

容器探針（Container Probes）是一種機(jī)制，由 kubelet 對(duì)容器執(zhí)行定期的探查，從而獲取容器的狀態(tài)。探針的類型有三種：

啟動(dòng)探針（Startup Probe）

存活探針（Liveness Probe）

就緒探針（Readiness Probe）

探針功能

啟動(dòng)探針

啟動(dòng)探針（StartupProbe）主要用于檢測(cè)容器內(nèi)的應(yīng)用是否已經(jīng)成功啟動(dòng)并完成初始化任務(wù)。它的主要作用有以下幾點(diǎn)：

延緩其他探針生效：在容器啟動(dòng)初期，啟動(dòng)探針先于存活探針（LivenessProbe）和就緒探針（ReadinessProbe）生效。當(dāng)啟動(dòng)探針配置存在時(shí)，kubelet 不會(huì)執(zhí)行存活和就緒探針，直到啟動(dòng)探針成功為止。這對(duì)于某些啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)或者啟動(dòng)過(guò)程中有復(fù)雜初始化序列的應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)非常重要，可以避免在應(yīng)用還未完全啟動(dòng)時(shí)就被誤判為不健康或就緒，進(jìn)而被錯(cuò)誤地重啟或流量過(guò)早涌入。

防止頻繁重啟：若應(yīng)用啟動(dòng)期間，存活探針或就緒探針就開(kāi)始工作，而此時(shí)應(yīng)用可能還沒(méi)有完全啟動(dòng)成功，這兩個(gè)探針可能會(huì)因?yàn)閼?yīng)用未能及時(shí)響應(yīng)而觸發(fā)容器重啟，造成不必要的服務(wù)中斷和循環(huán)重啟。啟動(dòng)探針的存在可以有效地防止此類情況的發(fā)生。

存活探針

存活探針（Liveness Probe）主要作用是檢測(cè)容器內(nèi)主進(jìn)程或服務(wù)是否仍然運(yùn)行正常且響應(yīng)健康檢查。具體來(lái)說(shuō)：

自動(dòng)恢復(fù)：當(dāng)存活探針檢測(cè)失敗時(shí)，kubelet 將認(rèn)為該容器內(nèi)的主進(jìn)程已經(jīng)不再健康或者已停止提供預(yù)期的服務(wù)。此時(shí)，kubelet 會(huì)根據(jù) Pod 的重啟策略來(lái)決定是否應(yīng)該重新啟動(dòng)這個(gè)容器。通過(guò)這種方式，存活探針可以幫助實(shí)現(xiàn)故障自愈，及時(shí)恢復(fù)服務(wù)的可用性。

就緒探針

就緒探針（Readiness Probe）主要作用是檢測(cè)容器是否已經(jīng)準(zhǔn)備好對(duì)外提供服務(wù)。具體來(lái)說(shuō)：

流量路由控制：當(dāng)就緒探針成功時(shí)，表示該容器內(nèi)部的應(yīng)用程序已處于可接受請(qǐng)求的狀態(tài)，此時(shí) kubelet 會(huì)將該容器標(biāo)記為“就緒”狀態(tài)，Service 將會(huì)將其 IP 地址添加到后端服務(wù)列表中，允許 Service 開(kāi)始將網(wǎng)絡(luò)流量轉(zhuǎn)發(fā)至這個(gè) Pod。

避免無(wú)效請(qǐng)求：如果就緒探針失敗，則意味著容器可能還在啟動(dòng)過(guò)程中、正在重啟服務(wù)、或者由于某種原因暫時(shí)無(wú)法正常響應(yīng)請(qǐng)求。在這種情況下，kubelet 會(huì)將容器從 Service 的后端池中移除，確保不會(huì)向其發(fā)送任何用戶請(qǐng)求，從而避免了因應(yīng)用未準(zhǔn)備完畢而引起的錯(cuò)誤響應(yīng)和用戶體驗(yàn)下降。

平滑過(guò)渡：通過(guò)就緒探針，Kubernetes 可以實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)更新或部署過(guò)程中的平滑過(guò)渡，新版本的容器在通過(guò)就緒探針驗(yàn)證前，不會(huì)承擔(dān)任何實(shí)際流量，直到它們完全啟動(dòng)并做好處理請(qǐng)求的準(zhǔn)備。

探針?lè)绞?/p>

探針實(shí)現(xiàn)方式有三種：

HTTP GET請(qǐng)求：Kubernetes 通過(guò)向容器內(nèi)應(yīng)用發(fā)送一個(gè)HTTP GET請(qǐng)求來(lái)檢查應(yīng)用的狀態(tài)。如果收到的 HTTP 響應(yīng)碼在 200-399 范圍內(nèi)，則認(rèn)為該探測(cè)成功。

livenessProbe:   #可指定其他兩種探針類型
  httpGet:     #指定探針?lè)绞?    path: /healthz   #http請(qǐng)求路徑
    port: 8080      #請(qǐng)求端口
    httpHeaders: # 可選，用于設(shè)置自定義HTTP頭部
    - name: Custom-Header
      value: huawei

TCP Socket檢查：Kubernetes 嘗試與容器上指定的端口建立 TCP 連接。如果能夠成功建立連接，則說(shuō)明探測(cè)成功。

livenessProbe:
  tcpSocket:
    port: 8080

exec執(zhí)行命令：在容器內(nèi)部執(zhí)行一個(gè)命令，并根據(jù)命令退出時(shí)返回的狀態(tài)碼判斷容器是否正常運(yùn)行。通常情況下，如果命令返回 0，則表示成功。

livenessProbe:
  exec:
    command:
    - cat
    - /tmp/health

啟動(dòng)探針、存活探針和就緒探針同時(shí)支持這三種方式。每種探針可以選擇不同探測(cè)方式

探針配置參數(shù)

Kubernetes中的探針都支持一些通用的參數(shù)來(lái)定義它們的行為。以下是這些探針通常使用的配置參數(shù)：

initialDelaySeconds：容器啟動(dòng)后要等待多少秒后才啟動(dòng)啟動(dòng)、存活和就緒探針。如果定義了啟動(dòng)探針，則存活探針和就緒探針的延遲將在啟動(dòng)探針已成功之后才開(kāi)始計(jì)算。如果 periodSeconds 的值大于 initialDelaySeconds，則 initialDelaySeconds 將被忽略。默認(rèn)是 0 秒，最小值是 0。

periodSeconds：執(zhí)行探測(cè)的時(shí)間間隔（單位是秒）。默認(rèn)是 10 秒。最小值是 1。

timeoutSeconds：探測(cè)的超時(shí)后等待多少秒。默認(rèn)值是 1 秒。最小值是 1。

successThreshold：探針在失敗后，被視為成功的最小連續(xù)成功數(shù)。默認(rèn)值是 1。存活和啟動(dòng)探針的這個(gè)值必須是 1。

failureThreshold：探針連續(xù)失敗了 failureThreshold 次之后， Kubernetes 認(rèn)為總體上檢查已失敗：容器狀態(tài)未就緒、不健康、不活躍。對(duì)于啟動(dòng)探針或存活探針而言，如果至少有 failureThreshold 個(gè)探針已失敗， Kubernetes 會(huì)將容器視為不健康并為這個(gè)特定的容器觸發(fā)重啟操作。kubelet 遵循該容器的terminationGracePeriodSeconds 設(shè)置。

terminationGracePeriodSeconds：k8s1.25以上版本新增，為 kubelet 配置從為失敗的容器觸發(fā)終止操作到強(qiáng)制容器運(yùn)行時(shí)停止該容器之前等待的寬限時(shí)長(zhǎng)。默認(rèn)值是繼承 Pod 級(jí)別的 terminationGracePeriodSeconds 值（如果不設(shè)置則為 30 秒），最小值為 1。就緒探針不需要配置該參數(shù)

完整配置示例：

livenessProbe:
  #可以選擇 httpGet、tcpSocket 或 exec 中的一種
  httpGet:
    path: /health
    port: 8080
    httpHeaders:
    - name: Custom-Header
      value: huawei
  #通用參數(shù)：
  initialDelaySeconds: 30
  periodSeconds: 10
  timeoutSeconds: 1
  successThreshold: 1
  failureThreshold: 3
  terminationGracePeriodSeconds: 30


readinessProbe: # 就緒探針配置類似
startupProbe:   # 啟動(dòng)探針配置也相似

配置建議

如果應(yīng)用是慢啟動(dòng)類型，建議配置啟動(dòng)探針或者為存活探針配置initialDelaySeconds參數(shù)，避免存活探針過(guò)早介入導(dǎo)致容器頻繁重啟。如果應(yīng)用啟動(dòng)時(shí)間不固定建議使用啟動(dòng)探針。

可以將啟動(dòng)探針initialDelaySeconds、periodSeconds的值調(diào)低，讓啟動(dòng)探針更快感知容器健康狀態(tài)；由于啟動(dòng)探針探測(cè)成功后就會(huì)退出不會(huì)影響容器后續(xù)運(yùn)行，可以將failureThreshold的值調(diào)大，避免應(yīng)用還未啟動(dòng)完成過(guò)早觸發(fā)重啟

由于存活探針探測(cè)失敗會(huì)導(dǎo)致容器重啟，因此將存活探針的failureThreshold設(shè)置比就緒探針大，這樣如果應(yīng)用有問(wèn)題應(yīng)該先切斷流量

審核編輯：黃飛