Kubernetes中配置livenessProbe、readinessProbe和startupProbe

livenessProbe、readinessProbe和startupProbe作用

kubelet使用livenessProbe（存活探针）来判断何时重启容器。例如，当程序中产生死锁的时候，程序还在运行，通过livenessProbe可以检测到程序已不能正常提供服务。这种情况下重启容器可以让程序恢复可用的状态（虽然程序中存在会导致死锁的bug）。如果没有配置livenessProbe，则默认状态为Success。

kubelet使用readinessProbe（就绪探针）来判断容器何时准备好了接受流量。当Pod中的所有容器都准备好时，Pod就被认为准备好了。最重要的用途是用来控制哪些pod被用作服务的后端。当一个Pod未准备好时，在负载均衡中会被移除。如果没有配置readinessProbe，则默认状态为Success。

Kubernetes从1.17版本开始新增了startupProbe（启动探针），kubelet使用startupProbe来判断容器应用程序何时启动。如果配置了startupProbe，等启动成功后才会进行livenessProbe和readinessProbe。这样可以避免应用程序在启动过程被livenessProbe和readinessProbe影响。如果没有配置startupProbe，则默认状态为Success。

k8s中的四种健康检查方式

livenessProbe、readinessProbe和startupProbe都可以称为健康检查，这几种健康检查类型都支持四种检查方式：exec命令、httpGet、tcpSocket和grpc。其中exec命令行方式通用性最强，适用于大部分场景，tcpSocket方式适用于TCP类型的服务，httpGet方式适用于http类型的服务，grpc方式适用于grpc类型的服务。

• exec：可以将自定义的健康检查方法封装成命令行（CLI）工具使用exec来执行，如果检测结果是正常，命令行返回0值，否则返回非0值。
• httpGet：通过容器的IP地址、端口及服务提供的http接口路径，发起一个HTTP Get请求，如果响应的状态码大于等于200且小于400，则认为服务是健康的。
• tcpSocket：通过容器的IP地址和端口，发起一个tcp请求，能建立连接则认为服务是健康的。
• grpc：通过容器的IP地址和端口，发起一个grpc请求（前提是服务实现了grpc健康检查协议），返回服务健康的结果正常则认为服务是健康的。

配置探针的常用可选参数如下：

参数名称	默认值	最小值	描述
initialDelaySeconds	0秒	0秒	容器启动后多久开始进行第一次探测。
periodSeconds	10秒	1秒	探测频度，频率过高会对pod带来较大的额外开销，频率过低则无法及时反映容器真实情况。
timeoutSeconds	1秒	1秒	探测超时时间。
failureThreshold	3	1	处于成功状态时，探测连续失败几次可被认为失败。
successThreshold	1	1	处于失败状态时，探测连续成功几次，被认为成功。

配置示例

livenessProbe、readinessProbe和startupProbe的配置方法基本类似，下面就以配置livenessProbe为例。

exec方式

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    test: liveness
  name: liveness-exec
spec:
  containers:
  - name: liveness
    image: registry.k8s.io/busybox
    args:
    - /bin/sh
    - -c
    - touch /tmp/healthy; sleep 30; rm -f /tmp/healthy; sleep 600
    livenessProbe:
      exec:
        command:
        - cat
        - /tmp/healthy
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 5           

httpGet方式

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    test: liveness
  name: liveness-http
spec:
  containers:
  - name: liveness
    image: registry.k8s.io/liveness
    args:
    - /server
    livenessProbe:
      httpGet:
        path: /healthz
        port: 8080
        httpHeaders:
        - name: Custom-Header
          value: Awesome
      initialDelaySeconds: 3
      periodSeconds: 3           

tcpSocket方式

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: goproxy
  labels:
    app: goproxy
spec:
  containers:
  - name: goproxy
    image: registry.k8s.io/goproxy:0.1
    ports:
    - containerPort: 8080
    readinessProbe:
      tcpSocket:
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 10
    livenessProbe:
      tcpSocket:
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 15
      periodSeconds: 20           

grpc方式

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: etcd-with-grpc
spec:
  containers:
  - name: etcd
    image: registry.k8s.io/etcd:3.5.1-0
    command: [ "/usr/local/bin/etcd", "--data-dir",  "/var/lib/etcd", "--listen-client-urls", "http://0.0.0.0:2379", "--advertise-client-urls", "http://127.0.0.1:2379", "--log-level", "debug"]
    ports:
    - containerPort: 2379
    livenessProbe:
      grpc:
        port: 2379
      initialDelaySeconds: 10           

更多关于健康检查配置的说明可以参考kubernetes官方文档 https://kubernetes.io/docs/tasks/configure-pod-container/configure-liveness-readiness-startup-probes/。