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垃圾收集

Kubernetes 垃圾收集器的作用是删除某些曾经拥有所有者(owner)但现在不再拥有所有者的对象。

所有者和附属

某些 Kubernetes 对象是其它一些对象的所有者。例如,一个 ReplicaSet 是一组 Pod 的所有者。 具有所有者的对象被称为是所有者的*附属*。 每个附属对象具有一个指向其所属对象的 metadata.ownerReferences 字段。

有时,Kubernetes 会自动设置 ownerReference 的值。 例如,当创建一个 ReplicaSet 时,Kubernetes 自动设置 ReplicaSet 中每个 Pod 的 ownerReference 字段值。 在 1.6 版本,Kubernetes 会自动为某些对象设置 ownerReference 的值,这些对象是由 ReplicationController、ReplicaSet、StatefulSet、DaemonSet 和 Deployment 所创建或管理。 也可以通过手动设置 ownerReference 的值,来指定所有者和附属之间的关系。

这里有一个配置文件,表示一个具有 3 个 Pod 的 ReplicaSet:

controllers/replicaset.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: my-repset
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      pod-is-for: garbage-collection-example
  template:
    metadata:
      labels:
        pod-is-for: garbage-collection-example
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx

如果创建该 ReplicaSet,然后查看 Pod 的 metadata 字段,能够看到 OwnerReferences 字段:

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/controllers/replicaset.yaml
kubectl get pods --output=yaml

输出显示了 Pod 的所有者是名为 my-repset 的 ReplicaSet:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  ...
  ownerReferences:
  - apiVersion: apps/v1
    controller: true
    blockOwnerDeletion: true
    kind: ReplicaSet
    name: my-repset
    uid: d9607e19-f88f-11e6-a518-42010a800195
  ...
注意:

根据设计,kubernetes 不允许跨命名空间指定所有者。这意味着:

1)命名空间范围的附属只能在相同的命名空间中指定所有者,并且只能指定集群范围的所有者。

2)集群范围的附属只能指定集群范围的所有者,不能指定命名空间范围的。

控制垃圾收集器删除附属者

当删除对象时,可以指定是否该对象的附属者也自动删除掉。 自动删除 Dependent 也称为 级联删除 。 Kubernetes 中有两种 级联删除 的模式:background 模式和 foreground 模式。

如果删除对象时,不自动删除它的附属者,这些附属者被称作是原对象的孤儿

显式级联删除

在*显式级联删除*模式下,根对象首先进入 deletion in progress 状态。在 deletion in progress 状态会有如下的情况:

  • 对象仍然可以通过 REST API 可见。
  • 会设置对象的 deletionTimestamp 字段。
  • 对象的 metadata.finalizers 字段包含了值 foregroundDeletion

一旦对象被设置为 deletion in progress 状态,垃圾收集器会删除对象的所有附属。 垃圾收集器在删除了所有 Blocking 状态的附属(对象的 ownerReference.blockOwnerDeletion=true)之后,它会删除拥有者对象。

注意,在 foregroundDeletion 模式下,只有设置了 ownerReference.blockOwnerDeletion 值的附属者才能阻止删除拥有者对象。 在 Kubernetes 1.7 版本中将增加准入控制器(Admission Controller),基于拥有者对象上的删除权限来控制用户去设置 blockOwnerDeletion 的值为 true,所以未授权的附属者不能够延迟拥有者对象的删除。

如果一个对象的 ownerReferences 字段被一个 Controller(例如 Deployment 或 ReplicaSet)设置,blockOwnerDeletion 会被自动设置,不需要手动修改这个字段。

隐式级联删除

隐式级联删除除 模式下,Kubernetes 会立即删除拥有者对象,然后垃圾收集器会在后台删除这些附属。

设置级联删除策略

通过为拥有者对象设置 deleteOptions.propagationPolicy 字段,可以控制级联删除策略。 可能的取值包括:orphanForegroundBackground

对很多 Controller 资源,包括 ReplicationController、ReplicaSet、StatefulSet、DaemonSet 和 Deployment,默认的垃圾收集策略是 orphan。 因此,除非指定其它的垃圾收集策略,否则所有附属对象使用的都是 orphan 策略。

下面是一个在后台删除 Dependent 对象的例子:

kubectl proxy --port=8080
curl -X DELETE localhost:8080/apis/apps/v1/namespaces/default/replicasets/my-repset \
  -d '{"kind":"DeleteOptions","apiVersion":"v1","propagationPolicy":"Background"}' \
  -H "Content-Type: application/json"

下面是一个在前台删除附属对象的例子:

kubectl proxy --port=8080
curl -X DELETE localhost:8080/apis/apps/v1/namespaces/default/replicasets/my-repset \
  -d '{"kind":"DeleteOptions","apiVersion":"v1","propagationPolicy":"Foreground"}' \
  -H "Content-Type: application/json"

这里是一个孤儿附属的例子:

kubectl proxy --port=8080
curl -X DELETE localhost:8080/apis/apps/v1/namespaces/default/replicasets/my-repset \
  -d '{"kind":"DeleteOptions","apiVersion":"v1","propagationPolicy":"Orphan"}' \
  -H "Content-Type: application/json"

kubectl 也支持级联删除。 通过设置 --cascadetrue,可以使用 kubectl 自动删除附属对象。设置 --cascadefalse,会使附属对象成为孤儿附属对象。--cascade 的默认值是 true。

下面是一个例子,使一个 ReplicaSet 的附属对象成为孤儿附属:

kubectl delete replicaset my-repset --cascade=false

Deployment 的其他说明

在 1.7 之前的版本中,当在 Deployment 中使用级联删除时,您必须使用 propagationPolicy:Foreground。这样不仅删除所创建的 ReplicaSet,还删除其 Pod。如果不使用这种类型的 propagationPolicy,则将只删除 ReplicaSet,而 Pod 被孤立。

更多信息,请参考 kubeadm/#149

已知的问题

跟踪 #26120

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控制垃圾收集器删除附属者

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