k8s之StatefulSet 更新策略详解

StatefulSet 更新策略详解

StatefulSet 是 Kubernetes 中用于管理有状态应用的控制器，它提供了两种更新策略：RollingUpdate 和 OnDelete。下面我将详细讲解这些策略，特别是 RollingUpdate 策略中的 partition 和 maxUnavailable 参数。

1. StatefulSet 更新策略概述

StatefulSet 支持两种更新策略：

spec:
  updateStrategy:
    type: RollingUpdate  # 或 OnDelete

1.1 OnDelete 策略

• 当更新策略设置为 OnDelete 时，StatefulSet 控制器不会自动更新 Pod
• 只有在手动删除 Pod 后，控制器才会用新模板创建新的 Pod
• 这种方式提供了最大程度的控制，但需要手动干预

1.2 RollingUpdate 策略

• 默认策略，StatefulSet 控制器会自动删除并重建 Pod
• 更新是有序进行的（从最高序号到最低序号）
• 支持精细控制更新的参数：partition 和 maxUnavailable

2. RollingUpdate 策略详解

2.1 基本滚动更新行为

当使用 RollingUpdate 策略时：

1. StatefulSet 从最高序号的 Pod 开始更新
2. 每次更新一个 Pod，等待它进入 Running 和 Ready 状态后再更新下一个
3. 如果更新过程中某个 Pod 失败，更新会暂停

2.2 partition 参数

partition 是 RollingUpdate 策略中最重要且独特的参数：

spec:
  updateStrategy:
    type: RollingUpdate
    rollingUpdate:
      partition: 3  # 分区值

作用：

• 指定一个序号，只有序号大于或等于此值的 Pod 才会被更新
• 序号小于此值的 Pod 将保持不变

使用场景：

1. 分阶段更新：先更新部分 Pod 进行测试，确认无误后再更新剩余 Pod

   • 初始设置 partition: 3（假设有 5 个副本）
   • 只有 Pod-4 和 Pod-5 会被更新
   • 测试通过后，将 partition 改为 0 更新所有 Pod

2. 金丝雀发布：先更新少量 Pod 作为金丝雀

   • 设置 partition 为副本数减一（如 4/5）
   • 只更新一个 Pod 进行验证

3. 回滚机制：如果更新后发现问题，可以增大 partition 值阻止进一步更新

示例流程：

# 初始 StatefulSet 有 5 个副本
kubectl apply -f statefulset.yaml

# 设置 partition=3，只有序号 >=3 的 Pod 会被更新
kubectl patch statefulset web -p '{"spec":{"updateStrategy":{"type":"RollingUpdate","rollingUpdate":{"partition":3}}}}'

# 更新镜像
kubectl set image statefulset/web nginx=nginx:1.9.1

# 此时只有 web-3, web-4 会被更新
# 确认无误后，设置 partition=0 更新所有 Pod
kubectl patch statefulset web -p '{"spec":{"updateStrategy":{"type":"RollingUpdate","rollingUpdate":{"partition":0}}}}'

2.3 maxUnavailable 参数 (Kubernetes 1.7+)

spec:
  updateStrategy:
    type: RollingUpdate
    rollingUpdate:
      maxUnavailable: 1  # 最大不可用数量

作用：

• 指定在更新过程中最多可以有多少个 Pod 不可用
• 可以设置为绝对值（如 1）或百分比（如 20%）
• 默认值为 1

行为特点：

1. 控制并行更新的 Pod 数量
2. 确保在更新过程中始终有足够数量的 Pod 提供服务
3. 与 Deployment 的 maxUnavailable 类似，但实现方式不同

注意事项：

• 对于 StatefulSet，maxUnavailable 的实际行为受有序性约束
• 即使设置 maxUnavailable 大于 1，StatefulSet 仍然会按序号逆序更新
• 它主要影响的是更新速度，而不是真正的并行更新

3. 更新策略对比

特性	RollingUpdate	OnDelete
自动更新	是	否（需手动删除 Pod）
更新顺序	逆序（从高序号到低序号）	无顺序
精细控制	支持（partition, maxUnavailable）	无
适用场景	需要自动滚动更新	需要完全手动控制

4. 实际应用建议

1. 生产环境推荐：使用 RollingUpdate 结合 partition 进行分阶段更新
2. 关键系统：可以先更新少量 Pod（设置高 partition 值）进行验证
3. 回滚策略：通过调整 partition 可以快速停止有问题的更新
4. 性能敏感型应用：合理设置 maxUnavailable 平衡更新速度和服务可用性

5. 示例完整配置

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: web
spec:
  serviceName: "nginx"
  replicas: 5
  updateStrategy:
    type: RollingUpdate
    rollingUpdate:
      partition: 3  # 只更新序号 >=3 的 Pod
      maxUnavailable: 1  # 最多1个Pod不可用
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.7.9
        ports:
        - containerPort: 80
          name: web

通过合理配置这些参数，可以实现对 StatefulSet 更新的精细控制，确保有状态应用的平稳更新。