1. 引言

上一篇文章中，我们详细介绍了 Kubernetes 中的 Pod 的原理和配置：

我们看到，Pod 仅仅是对若干容器进行的封装和加强，在实际的场景下，光是有 Pod 是不够的，我们还需要考虑 Pod 之间的相互关系，这个时候，我们就需要更高一层的抽象，这就是 Kubernetes 中的控制器思想，本文，我们就来详细介绍一下 Kubernetes 中最基本的控制器 -- Deployment。

2. 控制器

在 Kubernetes 中，有着许多的控制器组件，他们都是由 kube-controller-manager 组件管理的，包括：

1. deployment

2. job

3. cronjob

4. podautoscaller

5. cloud

6. volume

7. replication

8. ...

控制器在配置时，我们会通过 spec 字段定义我们希望的期望状态。

控制器通过“控制编排模式”让集群最终达到期望状态。所谓的“控制编排模式”主要就是定时执行以下步骤：

1. 统计当前实际状态；

2. 对比实际状态与期望状态；

3. 如果实际状态与期望状态不符，则对实际状态进行调整，以达期望状态。

3. 控制器的配置

下面就是一个典型的 Deployment 的配置：

• 需要注意的是，Deployment 中的容器必须配置 restartPolicy=Always

4. 作业副本与水平扩展

从 PaaS 时代开始，水平扩展/收缩都是容器编排平台必须具备的功能。在 Kubernetes 中也自然是如此，但 Kubernetes 中，容器的水平扩展与收缩是通过 ReplicaSet 对象实现的。

ReplicaSet 具有两个基本属性：副本数与 Pod 模板，这是一个典型的 ReplicaSet 示例：

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
 name: nginx-set
 labels:
   app: nginx
spec:
 replicas: 3
 selector:
   matchLabels:
     app: nginx
 template:
   metadata:
     labels:
       app: nginx
   spec:
     containers:
     - name: nginx
       image: nginx:1.7.9

而 Deployment 对集群的控制正是通过 ReplicaSet 实现的：

当用户修改副本数后，Deployment 就会与其控制的 ReplicaSet 交互，ReplicaSet 得到新的副本数后，通过对它所控制的 Pod 进行增减从而实现水平扩展或收缩。

5. 滚动更新

当用户修改 Pod 模板，就会自动触发 Deployment 的滚动更新。

Deployment 的滚动更新是通过创建一个新的 ReplicaSet，并且周期性的在旧的 ReplicaSet 中删除 Pod 节点，在新的 ReplicaSet 中创建新的 Pod 节点实现的。

通过配置 Deployment 的 spec.strategy 中的 RollingUpdateStrategy 可以设置滚动更新的策略：

spec:
 minReadySeconds: 5
 strategy:
   type: RollingUpdate
   rollingUpdate:
     maxUnavailable: 1
     maxSurge: 1
 replicas: 2
 revisionHistoryLimit: 10
 template:
  ...

maxSurge 指定了除了用户期望创建的 Pod 外，在一次滚动更新中，Deployment 控制器最多可以创建的新 Pod 节点数；maxUnavailable 指的是一次滚动更新中 Deployment 最多可以删除的旧 Pod 节点数。我们可以配置百分比，例如 maxUnvailable: 50%，表示一次最多可以删除期望数量的 50%。

通过滚动更新，新版本的 ReplicaSet 中所有 Running 状态的节点数最终达到用户期望，而旧版本的 ReplicaSet 中的 Pod 节点则全部被删除后，滚动更新就这样完成了。

而最终，我们看到，一个应用的版本与 ReplicaSet 的版本是一一对应的。

6. 滚动更新的回滚

通过 kubectl rollout undo 命令就可以实现滚动更新的反向操作 -- 回滚：

$ kubectl rollout undo deployment/nginx-deployment --to-version=2

可想而知，Deployment 必须保存相应的历史版本的 ReplicaSet 才能够实现对应版本的回滚，但保存所有历史版本往往是不现实的，Deployment 支持通过 spec.revisionHistoryLimit 字段指定保留的历史版本数，特殊的，如果它设置为 0，就相当于关闭了回滚功能。