kubernetes的pod的生命周期---init容器、探针、钩子

Kubernetes 中 Pod 的 initContainers、探针（Probes）和生命周期钩子（Lifecycle Hooks）是容器编排的核心机制，它们共同确保了应用的高可用性和可控性。

一、Init Containers（初始化容器）

概念

• 在 Pod 的主容器（Main Containers ）启动之前运行的独立容器，用于执行初始化任务。

多个 Init Container 按顺序执行，​全部成功后才会启动主容器，即有一个失败就会从头重新开始执行。

核心意义

• ​依赖准备

  • 等待外部服务就绪（如数据库启动完成）。
  • 动态生成配置文件（如从 ConfigMap 或 Secret 渲染模板）。
  • 下载敏感数据或密钥（避免直接暴露在主容器镜像中）。
  • 确保前置条件满足后再启动主应用

示例

spec:
  initContainers:
  - name: init-db
    image: init-tool
    command: ["sh", "-c", "until nc -z db 3306; do echo 'Waiting for DB'; sleep 2; done"]
  containers:
  - name: app
    image: my-app

sh -c "until nc -z db 3306; do echo 'Waiting for DB'; sleep 2; done"

• 持续检测 db 服务的 3306 端口。
• 假设数据库 30 秒后启动完成，检测成功，初始化容器退出（状态码 0）。

还可以增加一个超时机制

initContainers:
- name: init-db
  image: init-tool
  command:
  - sh
  - -c
  - |
    # 增加超时机制（最多尝试 60 次，每次 5 秒，总计 5 分钟）
    timeout=60
    count=0
    while ! nc -z db 3306; do
      echo "Waiting for DB (attempt $((++count))/$timeout)"
      if [ $count -ge $timeout ]; then
        echo "Timeout waiting for DB"
        exit 1
      fi
      sleep 5
    done

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二、探针（Probes）

Kubernetes 提供三种探针，持续监控容器状态：

1. ​Liveness Probe（存活探针）​

作用

• 检测容器是否处于运行状态。若失败，kubelet 会重启容器。
• 应用死锁或无响应时自动恢复。

2. ​Readiness Probe（就绪探针）​

作用

• 检测容器是否准备好接收流量。若失败，从 Service 的 Endpoints 中移除该 Pod。
• 应用启动后加载缓存或连接池，延迟就绪状态。

3. ​Startup Probe（启动探针）​

作用

• 在容器启动初期延迟其他探针的执行，直到应用完全启动。
• 避免存活/就绪探针过早介入导致频繁重启。

简单例子

containers:
- name: web  
  livenessProbe:    # 存活探针
    httpGet:        # 使用 HTTP GET 方式探测
      path: /healthz  # 探测路径
      port: 8080      # 探测端口
    initialDelaySeconds: 5  # 容器启动后等待5秒开始探测
    periodSeconds: 10       # 每10秒执行一次探测
  readinessProbe:   # 就绪探针
    tcpSocket:      # 使用 TCP Socket 方式探测
      port: 8080    # 探测端口
    initialDelaySeconds: 15  # 容器启动后等待15秒开始探测

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三、生命周期钩子（Lifecycle Hooks）

概念

• 在容器生命周期的特定阶段触发自定义操作。

1. ​PostStart

• 容器启动后立即执行。               //注意：可能与容器入口命令并发执行
• ​用途：发送通知、注册服务到注册中心。

2. ​PreStop

• 容器终止前执行，​阻塞终止流程直到完成。
• ​用途：优雅关闭应用                   //例：完成正在处理的请求、释放资源

示例

containers:
- name: app  
  lifecycle:  # 生命周期钩子定义
    postStart:  # 容器启动后立即触发的钩子
      exec:     # 命令执行方式
        command: ["/bin/sh", "-c", "echo 'Container started' > /tmp/start.log"]
    preStop:    # 容器终止前触发的钩子
      httpGet:  # GET 请求方式
        path: /graceful-shutdown  # 请求路径
        port: 8080                # 请求端口

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四、核心价值总结

机制	目标	关键场景
Init Containers	确保主容器的运行环境就绪	依赖服务等待、配置初始化
Liveness Probe	自动恢复故障	检测死锁、无响应
Readiness Probe	精准控制流量分发	避免向未就绪 Pod 发送请求
Startup Probe	兼容慢启动应用	Java 应用初始化耗时较长
PreStop Hook	优雅终止	释放连接、处理未完成任务