配置 Pod 的 liveness 和 readiness 探针

当你使用 Kubernetes 时，是否遇到过 Pod 在启动后不久就崩溃然后重新启动的恶性循环？你是否好奇 Kubernetes 如何检测 Pod 是否还存活？虽然容器已经启动，但 Kubernetes 如何知道容器的进程是否准备好对外提供服务？

本文将详细介绍如何配置容器的存活探针（liveness probe）和就绪探针（readiness probe），帮助你更好地管理 Kubernetes 中的应用程序健康状态。

探针概述

Liveness Probe（存活探针）

Kubelet 使用 liveness probe 来确定何时重启容器。当应用程序处于运行状态但无法进行进一步操作时（如发生死锁），liveness 探针将检测到这种状态并重启容器，使应用程序在存在 bug 的情况下依然能够继续运行。

Readiness Probe（就绪探针）

Kubelet 使用 readiness probe 来确定容器是否已经准备好接受流量。只有当 Pod 中的所有容器都处于就绪状态时，kubelet 才会认定该 Pod 处于就绪状态。这个信号控制着哪些 Pod 应该作为 Service 的后端。如果 Pod 处于非就绪状态，它们将从 Service 的负载均衡器中移除。

配置 Liveness 探针

基于命令的 Liveness 探针

许多长时间运行的应用程序最终会转换到损坏状态，除非重新启动，否则无法恢复。以下示例展示了如何配置基于命令执行的 liveness 探针：

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 -rf /tmp/healthy; sleep 600
    livenessProbe:
      exec:
        command:
        - cat
        - /tmp/healthy
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 5

配置说明：

periodSeconds：kubelet 每隔 5 秒执行一次 liveness probe
initialDelaySeconds：kubelet 在第一次执行 probe 前等待 5 秒
探针通过执行 cat /tmp/healthy 命令检测容器健康状态
如果命令返回 0，kubelet 认为容器健康；返回非 0 值则重启容器

测试流程：

创建 Pod：

kubectl apply -f exec-liveness.yaml

在 30 秒内查看 Pod 状态：

kubectl describe pod liveness-exec

35 秒后再次查看，会发现 liveness probe 失败的事件：

kubectl get pod liveness-exec

基于 HTTP 的 Liveness 探针

HTTP GET 请求是另一种常用的 liveness probe 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: X-Custom-Header
          value: Awesome
      initialDelaySeconds: 3
      periodSeconds: 3

工作原理：

kubelet 向容器的 8080 端口发送 HTTP GET 请求
访问路径为 /healthz
HTTP 状态码在 200-399 范围内被认为是成功
其他状态码被认为是失败

基于 TCP 的 Liveness 探针

TCP Socket 检查是第三种 liveness probe 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
    livenessProbe:
      tcpSocket:
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 15
      periodSeconds: 20
    readinessProbe:
      tcpSocket:
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 10

kubelet 尝试在指定端口上打开容器的套接字。如果可以建立连接，容器被认为是健康的；否则认为是失败的。

配置 Readiness 探针

Readiness 探针用于处理应用程序暂时无法对外提供服务的情况，例如应用程序在启动期间需要加载大量数据或配置文件。

readinessProbe:
  exec:
    command:
    - cat
    - /tmp/healthy
  initialDelaySeconds: 5
  periodSeconds: 5

Readiness probe 的 HTTP 和 TCP 配置方式与 liveness probe 相同，只需将 livenessProbe 替换为 readinessProbe。

使用命名端口

可以使用命名的 ContainerPort 作为 HTTP 或 TCP 探针的目标：

ports:
- name: liveness-port
  containerPort: 8080

livenessProbe:
  httpGet:
    path: /healthz
    port: liveness-port

探针配置参数

通用参数

initialDelaySeconds：容器启动后第一次执行探测前的等待时间（默认 0 秒）
periodSeconds：执行探测的频率（默认 10 秒，最小 1 秒）
timeoutSeconds：探测超时时间（默认 1 秒，最小 1 秒）
successThreshold：探测失败后，连续成功多少次才被认定为成功（默认 1，liveness 必须为 1）
failureThreshold：探测成功后，连续失败多少次才被认定为失败（默认 3，最小 1）

HTTP 探针特有参数

host：连接的主机名（默认为 Pod IP）
scheme：连接协议（默认 HTTP）
path：HTTP 服务器的访问路径
httpHeaders：自定义请求头
port：访问的容器端口

最佳实践

合理设置超时时间：避免因网络延迟导致的误报
区分使用场景：
- Liveness probe：检测应用程序是否需要重启
- Readiness probe：检测应用程序是否准备好接收流量
谨慎配置失败阈值：避免因临时故障导致不必要的重启
监控探针性能：确保探针本身不会对应用程序造成负担

参考资料

发布于: 2022/05/21 • 最后更新: 2025/07/09 • 编辑页面