K8S Informer机制原理解读 | 架构设计

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#kubernetes #容器 #云原生

在Kubernetes系统中，组件之间通过HTTP协议进行通信，在不依赖任何中间件的情况下需要保证消息的实时性、可靠性、顺序性等。那么Kubernetes是如何做到的呢？答案就是Informer机制。Kubernetes的其他组件都是通过client-go的Informer机制与Kubernetes API Server进行通信的。

Informer机制架构设计

在Informer架构设计中，有多个核心组件，分别介绍如下。

Reflector

Reflector用于监控（Watch）指定的Kubernetes资源，当监控的资源发生变化时，触发相应的变更事件，例如Added（资源添加）事件、Updated（资源更新）事件、Deleted（资源删除）事件，并将其资源对象存放到本地缓存DeltaFIFO中。

DeltaFIFO

DeltaFIFO可以分开理解，FIFO是一个先进先出的队列，它拥有队列操作的基本方法，例如Add、Update、Delete、List、Pop、Close等，而Delta是一个资源对象存储，它可以保存资源对象的操作类型，例如Added（添加）操作类型、Updated（更新）操作类型、Deleted（删除）操作类型、Sync（同步）操作类型等。

Indexer

Indexer是client-go用来存储资源对象并自带索引功能的本地存储，Reflector从DeltaFIFO中将消费出来的资源对象存储至Indexer。Indexer与Etcd集群中的数据完全保持一致。client-go可以很方便地从本地存储中读取相应的资源对象数据，而无须每次从远程Etcd集群中读取，以减轻Kubernetes API Server

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【云原生进阶之容器】第二章Controller Manager原理2.4节--Informer机制剖析
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client-go 包中一个非常核心的工具就是 informer，informer 可以让与 kube-apiserver 的交互更加优雅。Informer 另外一块内容在于提供了事件 handler 机制，并会触发回调，这样 Controller 就可以基于回调处理具体业务逻辑。
kubernetes shared Informer的机制
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Kubernetes 中的 Shared Informer 机制是控制器模式中一个关键的组件，用于高效地管理和同步集群中的资源状态。：Shared Informer 将获取到的资源对象存储在一个本地缓存中，这个缓存通常是一个线程安全的存储结构，用于快速查询资源状态。Shared Informer 是 Kubernetes 中一种高效的资源监听机制，通过本地缓存和事件通知，可以实现对资源的实时监听。：Shared Informer 基于事件驱动机制，当资源发生变化时，它会通知所有注册的监听器。
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k8s有一个非常核心的组件：”apiserver“ 所有对象的访问都由apiserver去操作，所谓的informer会提供一个list和watch机制(informer在启动以后会发起一个长链接请求apiserver，通常会第一时间list，接下来会watch，监听apiserver对象的任何变化) apiserver是一个json的序列化数据，程序要消费这个数据，则需要反序列化(字符串转换为go对象)，上图中Reflector，是通过反射机制实现的，会解析对象的key...
kubernetes之operator开发及informer机制源码分析
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在Kubernetes中我们经常使用 Deployment、DaemonSet、Service、ConfigMap 等资源，这些资源都是Kubernetes的内置资源，而对这些资源的创建、更新、删除的动作都会被称为事件(Event)，Kubernetes 的 Controller Manager 负责事件监听，并触发相应的动作来满足期望（Spec），这种声明式的方式简化了用户的操作，用户在使用时只需关心应用程序的最终状态即可。随着 Kubernetes 的发展， 在一些场景更为复杂的分布式应用系统，原生 K
K8S Informer机制分析
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K8S Informer机制分析 一、总体组件介绍 Reflector： 通过 Kubernetes API 监控 Kubernetes 的资源类型 采用 List/Watch 机制, 可以 Watch 任何资源包括 CRD 添加 object 对象到 DeltaFIFO 队列，然后 Informer 会从队列里面取数据进行处理。Reflector 会和 apiServer 建立长连接，并使用 ListAndWatch 方法获取并监听某一个资源的变化。List 方法将会获取某个资源的所有实例，Watch
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K8S Informer机制原理解读 | Reflector
程序员溪昂
01-19 806
Reflector用于监控指定资源的Kubernetes资源，当监控的资源发生变化时，触发相应的变更事件，例如Added（资源添加）事件、Updated（资源更新）事件、Deleted（资源删除）事件，并将其资源对象存放到本地缓存DeltaFIFO中。（2）listMetaInterface.GetResourceVersion用于获取资源版本号，ResourceVersion （资源版本号）非常重要，Kubernetes中所有的资源都拥有该字段，它标识当前资源对象的版本号。
Kubernetes Informer 机制全解析教程
进击的Blazor
12-10 1165
在 Kubernetes（k8s）中，Informer 是一种极为关键的机制，用于缓存和高效检索资源对象信息，它能够有效减少对 API Server 的查询压力，并实现事件驱动的编程模型，使得客户端应用可以及时响应集群中资源的变化。通过以上对 Informer 机制核心源码的解析，我们可以深入理解其在 Kubernetes 集群中如何高效地管理资源对象信息，以及如何实现与客户端应用的有效交互，为开发基于 Kubernetes 的应用提供坚实的基础。一、Informer 概述。（三）事件处理及回调相关。
详细讲解 Informer 机制
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u011091936的博客
08-26 799
Informer = 高效的 API Server 数据同步框架。它通过机制，将资源数据同步到本地内存缓存 (Indexer)。让我们可以在一个程序中共享同一个资源的 Informer，节省系统资源。Lister提供了对本地缓存的只读访问，是控制器查询数据的主要方式，绝对不要用 client 去轮询。是我们注入业务逻辑的入口，当本地缓存更新时，它会被触发。通常它的唯一作用是把变更对象的 key 放入 WorkQueue。
K8S Informer机制原理解读 | Indexer
程序员溪昂
01-19 774
Indexer有4个非常重要的数据结构，分别是Indices、Index、Indexers及IndexFunc。items字段中存储的是资源对象数据，其中items的key通过keyFunc函数计算得到，计算默认使用MetaNamespaceKeyFunc函数，该函数根据资源对象计算出/格式的key，如果资源对象的为空，则作为key，而items的value用于存储资源对象。ThreadSafeMap是一个内存中的存储，其中的数据并不会写入本地磁盘中，每次的增、删、改、查操作都会加锁，以保证数据的一致性。
k8s Informer机制
国产-达芬奇
03-28 697
核心模块 Informer只要由如下几个模块组成： Reflector Informer Indexer 其架构图如下： Reflector 通过上图，可以看到，Reflector内部实现了ListWatch机制，可以感知资源的变化，一个ListWatch只对应一种资源，包括k8s的内置资源，也可以是用户自定义的资源。当感知到资源的创建、更新、删除时，将资源放到Delta FIFO的队列里。 Informer Informer是我们要监听的资源的代码抽象，在Control...
【k8s源码篇之Informer篇1】理解 Informer 的缓存与索引数据结构的设计
叮当猫的喵i
08-08 2287
可以看出 Store 接口主要定义 对缓存（Local Store）的操作// k8s.io/client-go/tools/cache/store.go // Store 接口定义了 对缓存的操作 （如删除、更新、获取等） type Store interface {
k8s 源码分析 informer篇
qq_35679620的博客
04-24 2070
k8s 源码分析 informer篇 informer 是 client-go 中的核心工具包，informer 其实就是一个带有本地缓存和索引机制的，可以注册 EventHandler 的 client 本地缓存被称为 Store,索引被称为 Index。使用 informer 的目的是为了减轻 apiserver 数据交互的压力而抽象出来的一个 cache 层，客户端对 apiserver 数据的 读取和监听操作都通过本地 informer进行。
K8s 系列(四) - 浅谈 Informer
astraw99 的博客
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1. 概述 进入 K8s 的世界，会发现有很多的 Controller，它们都是为了完成某类资源(如 pod 是通过 DeploymentController, ReplicaSetController 进行管理)的调谐，目标是保持用户期望的状态。 K8s 中有几十种类型的资源，如何能让 K8s 内部以及外部用户方便、高效的获取某类资源的变化，就是本文 Informer 要实现的。本文将从 Reflector(反射器)、DeletaFIFO(增量队列)、Indexer(索引器)、Controller(控制器
6.4 k8s的informer机制
福大大架构师每日一题
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informer机制的作用:informer机制的主要对象Reflector： reflector 用来直接和 k8s api server 通信，内部实现了 listwatch 机制DeltaFIFO：更新队列informer：informer 是我们要监听的资源的一个代码抽象Indexer：Client-go 用来存储资源对象并自带索引功能的本地存储 informer.go 解读一下 先通过kubeconfig创建 restclient.Config 然后创建和apiserver交互的 cli
java基础小细节
weixin_48514539的博客
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Java基础面试题 首先，在这里说明一下，这篇文章是我结合自身目前所学到的知识点，从网上摘录总结的一些java面试基础题。 面向对象的三大特征 这个应该是大家都知道的：封装、继承、多态嘛。 封装：也叫信息隐藏或数据访问保护。 意义： 1.保护数据不被随意修改，提高代码可维护性 2.仅暴露有限的必要接口，提高类的易用性。 3.封装方法可以有效减少耦合 耦合：模块与模块之间，代码与代码之间的关联程度，对属性封装后，和调用相关的代码就会变得相对简单，可以降低耦合 继承： 是面向对象程序设计使代码可以复用的最重要的
[k8s源码]4.informer
weixin_45396500的博客
07-16 1050
这段代码定义了 PodInformer 接口及其实现，采用了工厂模式和延迟初始化策略来管理 Kubernetes Pod 资源的 Informer。核心是 Informer() 方法，它通过调用 factory.InformerFor() 来获取或创建 cache.SharedIndexInformer 实例。这个过程的本质是构造一个 cache.SharedIndexInformer 类型的 informer。
K8S学习指南(70)-K8S中的informa机制
俞兆鹏的博客
01-09 1751
Informer 是 Kubernetes 中用于监控和处理资源对象变化的框架。它建立在 Kubernetes 的客户端库 client-go 之上，提供了高级别的 API，简化了开发者对资源对象状态变化的监听和处理。Informer 的核心思想是将对资源对象的监听和处理逻辑进行模块化，以便更容易地维护和扩展。通过 Informer，开发者可以注册关注的资源类型，并在资源状态发生变化时执行自定义的业务逻辑。
k8s informer机制
04-02
### Kubernetes Informer机制的工作原理 Kubernetes 的 Informer 机制是一种用于监控和管理集群中资源对象状态变化的核心工具。它通过监听特定类型的资源（如 Pod、Service 或 Deployment），并将其更新存储在本地缓存中，从而减少对 API Server 的频繁调用。 #### 工作流程概述 Informer 的工作流程主要包括以下几个阶段： 1. **List-Watch 循环** List-Watch 是 Informer 的核心功能之一。`List` 接口会一次性拉取当前版本下所有目标资源的全量数据[^4]，而 `Watch` 则持续接收这些资源后续的变化通知（新增、修改或删除）。这种全量加增量的方式构建了一个完整的客户端视图。 2. **事件分发与处理** 当接收到新的事件时，Informer 将其传递给 Delta FIFO 队列，并最终触发控制器中的回调函数来响应这些事件。这使得开发者能够定义自定义逻辑以应对不同类型的资源变动[^2]。 3. **本地缓存维护** 所有的资源对象都会被保存在一个名为 Store 的内存结构里作为高速访问通道。这样当应用程序需要查询某个具体实例的信息时无需再次请求远程服务而是可以直接读取近实时副本即可满足需求。 4. **Resync 定时重同步** Resync 功能允许设置一个固定时间间隔，在此期间即使没有任何外部更改发生也会强制刷新整个集合至最新状态以防遗漏任何潜在改动[^3]。 #### 抽象层次设计 为了提高灵活性以及资源共享效率，官方还提供了更高层封装形式即SharedInformer 。相比单独创建多个独立运行体而言它可以允许多个消费者共享同一个底层连接及其产生的消息流进而降低总体负载压力同时简化代码复杂度。 以下是简单的伪代码展示如何初始化并注册处理器： ```go // 创建工厂实例 factory := informers.NewSharedInformerFactory(clientset, resyncPeriod) // 获取指定类型资源对应的 Infromer 对象 deploymentInformer := factory.Apps().V1().Deployments() // 添加事件处理器 deploymentInformer.Informer().AddEventHandler(cache.ResourceEventHandlerFuncs{ AddFunc: func(obj interface{}) { fmt.Println("Deployment added:", obj) }, UpdateFunc: func(oldObj, newObj interface{}) { fmt.Println("Deployment updated from", oldObj, "to", newObj) }, DeleteFunc: func(obj interface{}) { fmt.Println("Deployment deleted:", obj) }, }) // 启动所有已注册的 Informer 并等待它们完成初始填充过程后再继续执行其他操作 stopCh := make(chan struct{}) defer close(stopCh) factory.Start(stopCh) factory.WaitForCacheSync(stopCh) ``` ### 总结 综上所述,Kubernets 中的 Informer 不仅提供了一种高效便捷的方式来跟踪 K8S 内部实体生命周期内的各种动态改变情况;而且借助于内置缓冲区还能有效减轻网络延迟带来的影响提升整体性能表现.
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