📘 Day 04：Pod 生命周期与多容器模式
🎯 今日目标
🧠 理论精讲（30 分钟）
Pod 是什么
Pod 是 K8s 最小的调度单元（不是容器！）。
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| ┌───────────────────────── Pod ─────────────────────────┐
│ │
│ 共享网络命名空间（同一个 IP） │
│ 共享 IPC 命名空间 │
│ 共享 Volume（通过 volumes 声明） │
│ │
│ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ │
│ │ Container│ │ Container│ │ Container│ ← Sidecar │
│ │ (主) │ │ (辅助) │ │ (辅助) │ │
│ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ │
│ │ │ │ │
│ └──────────────┼──────────────┘ │
│ │ │
│ ┌───────┴────────┐ │
│ │ shared volumes│ │
│ └────────────────┘ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
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Pod 生命周期
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| Pending ──→ Running ──→ Succeeded（正常退出）
│ │
│ ├──→ Failed（异常退出）
│ │
│ └──→ Unknown（节点失联）
│
└──→ ContainerCreating（拉镜像、挂载卷）
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三种多容器模式
| 模式 |
说明 |
典型场景 |
| Sidecar |
辅助容器增强主容器 |
日志采集、配置热更新、代理 |
| Ambassador |
代理容器屏蔽外部复杂性 |
数据库代理、服务发现代理 |
| Adapter |
适配容器统一接口 |
日志格式转换、监控指标标准化 |
三种探针
| 探针 |
作用 |
失败后果 |
| livenessProbe |
检查容器是否还活着 |
重启容器 |
| readinessProbe |
检查容器是否可接收流量 |
从 Service Endpoint 移除 |
| startupProbe |
检查容器是否启动完成 |
启动期间屏蔽 liveness 和 readiness |
🔧 动手实操（120 分钟）
练习 4.1：观察 Pod 完整生命周期
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kubectl run lifecycle-pod --image=nginx:alpine --restart=Never
kubectl get pod lifecycle-pod -w
kubectl describe pod lifecycle-pod
kubectl exec lifecycle-pod -- cat /etc/nginx/conf.d/default.conf
kubectl delete pod lifecycle-pod &
kubectl get pod lifecycle-pod -w
kubectl run graceful-pod --image=nginx:alpine --restart=Never \
--overrides='{"spec":{"terminationGracePeriodSeconds":60}}'
kubectl get pod graceful-pod -o jsonpath='{.spec.terminationGracePeriodSeconds}'
kubectl delete pod graceful-pod
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练习 4.2：Sidecar 模式
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cat <<'EOF' | kubectl apply -f -
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: sidecar-demo
spec:
containers:
- name: app
image: busybox:1.36
args:
- /bin/sh
- -c
- |
i=0
while true; do
echo "$(date): log entry $i" >> /var/log/app.log
i=$((i+1))
sleep 2
done
volumeMounts:
- name: logs
mountPath: /var/log
- name: log-reader
image: busybox:1.36
args:
- /bin/sh
- -c
- tail -f /var/log/app.log
volumeMounts:
- name: logs
mountPath: /var/log
volumes:
- name: logs
emptyDir: {}
EOF
kubectl logs sidecar-demo -c log-reader --tail=10
kubectl get pod sidecar-demo
kubectl delete pod sidecar-demo
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练习 4.3：InitContainer 等待依赖
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kubectl create deploy backend --image=nginx:alpine --replicas=1
kubectl expose deploy backend --port=80
cat <<'EOF' | kubectl apply -f -
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: init-demo
spec:
initContainers:
- name: wait-for-backend
image: busybox:1.36
command:
- sh
- -c
- |
echo "Waiting for backend service..."
until wget -q --spider http://backend-service.default.svc.cluster.local; do
echo "Backend not ready yet..."
sleep 2
done
echo "Backend is ready!"
containers:
- name: app
image: busybox:1.36
command:
- sh
- -c
- echo "Main app started!" && sleep 3600
EOF
kubectl get pod init-demo -w
kubectl logs init-demo -c wait-for-backend
kubectl delete pod init-demo
kubectl delete deploy backend
kubectl delete svc backend
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练习 4.4：livenessProbe 排错实战
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| cat <<'EOF' | kubectl apply -f -
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: liveness-demo
spec:
containers:
- name: unhealthy
image: busybox:1.36
command:
- sh
- -c
- |
touch /tmp/healthy
sleep 30
rm /tmp/healthy
sleep 3600
livenessProbe:
exec:
command:
- cat
- /tmp/healthy
initialDelaySeconds: 5
periodSeconds: 5
failureThreshold: 3
EOF
kubectl get pod liveness-demo -w
kubectl describe pod liveness-demo | grep -A5 "Events"
kubectl get pod liveness-demo
kubectl delete pod liveness-demo
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练习 4.5：readinessProbe 流量控制
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| cat <<'EOF' | kubectl apply -f -
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: readiness-demo
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: readiness-demo
template:
metadata:
labels:
app: readiness-demo
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:alpine
ports:
- containerPort: 80
readinessProbe:
httpGet:
path: /
port: 80
initialDelaySeconds: 3
periodSeconds: 3
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: readiness-svc
spec:
selector:
app: readiness-demo
ports:
- port: 80
targetPort: 80
EOF
kubectl get endpoints readiness-svc -w
kubectl delete deploy readiness-demo
kubectl delete svc readiness-svc
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🐛 排错练习（30 分钟）
场景 1：Pod CrashLoopBackOff
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kubectl run crash-demo --image=busybox:1.36 --restart=Always -- /bin/false
kubectl get pod crash-demo
kubectl logs crash-demo --previous
kubectl describe pod crash-demo | grep -A10 Events
kubectl run debug-pod --image=busybox:1.36 --restart=Never -it --rm -- sh
kubectl delete pod crash-demo
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场景 2：READY 0/1 但状态 Running
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cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: ready-fail
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:alpine
readinessProbe:
httpGet:
path: /
port: 8080 # 错误端口！nginx 在 80
initialDelaySeconds: 3
periodSeconds: 3
EOF
kubectl get pod ready-fail
kubectl describe pod ready-fail | grep -A5 Readiness
kubectl delete pod ready-fail
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🏆 赛题模拟（40 分钟）
⚠️ 严格限时 40 分钟
题目：多容器应用 Pod 设计
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| 【操作要求】
1. 创建一个 Pod，名称为 multi-container-app，包含：
- 1 个 InitContainer（名称为 init-setup）：
* 镜像 busybox:1.36
* 从 wget 获取一个测试 HTML 文件写入 /data/index.html
* 共享卷 data-volume
- 1 个主容器（名称为 web-server）：
* 镜像 nginx:alpine
* 将 /data/index.html 挂载到 /usr/share/nginx/html/index.html
* 配置 readinessProbe：HTTP GET /，端口 80
* 配置 livenessProbe：HTTP GET /，端口 80，
initialDelaySeconds: 10, periodSeconds: 5
- 1 个 Sidecar 容器（名称为 health-checker）：
* 镜像 busybox:1.36
* 每 10 秒执行 wget -q --spider http://localhost 并输出状态
* 共享网络命名空间（同 Pod 内自然共享）
2. 验证：
- 所有容器正常运行（kubectl get pod 显示 2/2 Ready）
- InitContainer 执行成功（查看日志）
- Sidecar 能访问 localhost 的 nginx
3. 排错：
- 修改主容器端口为 8080（通过环境变量 NGINX_PORT=8080 或其他方式）
观察 readiness 探针是否失败
【提交物】
- 完整的 Pod YAML
- 每步骤的验证命令截图或输出
- 遇到的问题和排查过程
【评分标准】
- YAML 结构正确（30 分）
- Pod 状态 2/2 Ready（30 分）
- InitContainer 执行成功（15 分）
- 探针配置正确（15 分）
- 排错分析（10 分）
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📋 命令速查
| 命令 |
功能 |
注解 |
kubectl run nginx --image=nginx:alpine |
快速创建 Pod |
直接创建单个 Pod（非 Deployment） |
kubectl run nginx --image=nginx:alpine --dry-run=client -o yaml > pod.yaml |
生成 Pod YAML |
最佳 YAML 生成方式，比手写快且不出错 |
kubectl get pods -o wide |
Pod + 节点 + IP |
定位 Pod 运行位置 |
kubectl get pods -w |
实时监控 Pod 状态变化 |
观察 Pod 从 Pending → Running 全过程 |
kubectl describe pod <pod> |
Pod 详细信息 |
Events 段包含调度决策、镜像拉取状态、容器启停原因 |
kubectl logs <pod> -c <container> --tail=20 |
指定容器最后 20 行日志 |
多容器模式必须用 -c 指定 |
kubectl logs <pod> --all-containers=true |
所有容器日志 |
一次性查看 Pod 内全部容器输出 |
kubectl exec <pod> -- <cmd> |
在容器内执行命令 |
用于健康检查、调试 |
kubectl exec -it <pod> -- /bin/sh |
交互式进入容器 |
查看文件系统、进程、网络连通性 |
kubectl port-forward pod/<pod> 8080:80 |
本地端口转发到 Pod |
无需 Service 直接访问 Pod 端口 |
kubectl delete pod <pod> |
删除 Pod |
优雅终止（默认 30s） |
kubectl delete pod <pod> --force --grace-period=0 |
强制立即删除 |
卡在 Terminating 时救急 |
kubectl delete pod <pod> --now |
立即删除 Pod |
--now = --grace-period=1 |
kubectl wait --for=condition=Ready pod/<pod> |
等待 Pod 就绪 |
脚本中阻塞直到 Pod Ready |
kubectl cp <pod>:<path> <local-path> |
从 Pod 复制文件 |
双向可操作 |
kubectl top pods |
Pod 实时资源用量 |
需安装 metrics-server |
kubectl get events --field-selector involvedObject.name=<pod> |
查看特定 Pod 的 Event |
比 describe 更轻量 |
kubectl debug -it <pod> --image=busybox --target=<container> |
调试容器（临时容器） |
1.25+ 支持，不影响原容器运行 |
📚 参考来源
