Kubernetes 垃圾收集

Kubernetes, 容器云 / 作者：

Kubernetes 垃圾收集器的角色是删除指定的对象，这些对象曾经有但以后不再拥有 Owner 了。

注意：垃圾收集是 beta 特性，在 Kubernetes 1.4 及以上版本默认启用。

Owner 和 Dependent

一些 Kubernetes 对象是其它一些的 Owner。例如，一个 ReplicaSet 是一组 Pod 的 Owner。具有 Owner 的对象被称为是 Owner 的 Dependent。每个 Dependent 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 会自动为一些对象设置 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 Owner 和 Dependent 之间的关系。

这有一个配置文件，表示一个具有 3 个 Pod 的 ReplicaSet：

apiVersion: extensions/v1beta1
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 create -f https://k8s.io/docs/concepts/abstractions/controllers/my-repset.yaml
kubectl get pods --output=yaml

输出显示了 Pod 的 Owner 是名为 my-repset 的 ReplicaSet：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  ...
  ownerReferences:
  - apiVersion: extensions/v1beta1
    controller: true
    blockOwnerDeletion: true
    kind: ReplicaSet
    name: my-repset
    uid: d9607e19-f88f-11e6-a518-42010a800195
  ...

控制垃圾收集器删除 Dependent

当删除对象时，可以指定是否该对象的 Dependent 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 Dependent，这些 Dependent 被称作是原对象的 孤儿。

Background 级联删除

在 background 级联删除 模式下，Kubernetes 会立即删除 Owner 对象，然后垃圾收集器会在后台删除这些 Dependent。

Foreground 级联删除

在 foreground 级联删除 模式下，根对象首先进入 “删除中” 状态。在 “删除中” 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”

一旦被设置为 “删除中” 状态，垃圾收集器会删除对象的所有 Dependent。垃圾收集器删除了所有 “Blocking” 的 Dependent（对象的 ownerReference.blockOwnerDeletion=true）之后，它会删除 Owner 对象。

注意，在 “foreground 删除” 模式下，Dependent 只有通过 ownerReference.blockOwnerDeletion 才能阻止删除 Owner 对象。在 Kubernetes 1.7 版本中将增加 admission controller，基于 Owner 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 Dependent 不能够延迟 Owner 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，没必要手动修改这个字段。

设置级联删除策略

通过为 Owner 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：“orphan”、“Foreground” 或 “Background”。

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 Dependent 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/extensions/v1beta1/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 Dependent 对象的例子：

kubectl proxy --port=8080
curl -X DELETE localhost:8080/apis/extensions/v1beta1/namespaces/default/replicasets/my-repset \
-d '{"kind":"DeleteOptions","apiVersion":"v1","propagationPolicy":"Foreground"}' \
-H "Content-Type: application/json"

下面是一个孤儿 Dependent 的例子：

kubectl proxy --port=8080
curl -X DELETE localhost:8080/apis/extensions/v1beta1/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 –cascade 为 true，可以使用 kubectl 自动删除 Dependent 对象。设置 –cascade 为 false，会使 Dependent 对象成为孤儿 Dependent 对象。–cascade 的默认值是 true。

下面是一个例子，使一个 ReplicaSet 的 Dependent 对象成为孤儿 Dependent：

kubectl delete replicaset my-repset --cascade=false

已知的问题

  • 1.7 版本，垃圾收集不支持 自定义资源，比如那些通过 CustomResourceDefinition 新增，或者通过 API server 聚集而成的资源对象。

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