到这篇文章为止，笔者通过前边6篇文章详细的介绍了容器以及组织容器，进行资源调度的POD对象，由于POD和容器是容器化，Kubernetes体系的基石(准确说是必要条件)，因此理解好POD和容器对进行后续的学习以及设计基于Kubernetes的部署方案至关重要。
注：必要条件是数学中的一种关系形式。如果没有A，则必然没有B；如果有A而未必有B，则A就是B的必要条件，记作B→A，读作“B含于A”。对于Kubernetes和容器的关系来说，如果没有容器技术的普及，肯定不会有容器编排的痛点，也就不会有Kubernetes的快速崛起和普及，从这个意义上来说，容器是Kubernetes的必要条件，而反过来说的话，Kubernetes平台就是容器的充分条件。
接下来，我们来总结一下前边六篇文章中的重要知识点，以期给读者一个完整的POD和容器生命周期视图。读者需要注意并不是看这篇文章就能达到”深入理解“，因为我在写这篇文章的时候，不会重复已经在前文中讲述过的内容，因此如果你发现读起来很吃力，赶紧去看看前边的几篇文章再回来，效果会更好。
当我们向Kubernetes集群提交了应用部署YAML文件后（YAML文件提交的背后原理，请参考笔者前边的文章），Kubernetes驱动调度器给POD分配一个可用的工作节点，接着工作节点上的Kubelet组件驱动容器运行时，把对应的POD运行起来。POD的生命周期被分成三个阶段，如下图所示：
如上图所示，POD的整个生命周期被分成三个阶段，其中在初始化阶段（春），执行初始化容器，完成环境初始化和数据准备工作；接着是运行阶段，这个阶段容器正常运行，对外提供服务能力，这是容器生命周期的夏天；如果POD实例被删除，容器实例收到关闭信号，容器和POD最终会退出（秋冬）。
注：从春夏秋冬的角度来理解容器的生命周期会更加有代入感，要不然这些知识都知识冰冷的理论概念。而我们的人生又何其相似啊，最珍贵的东西，就是你现在拥有的一切，家庭，孩子，时间和健康，并不是失去的东西。人生不过也就是四季，大自然的四季可以轮回，但是生命不会重来，认真过好每一天，不负韶华，只争朝夕就因人而异了。
在初始化阶段，初始化容器最先运行，并且严格按照POD对象的initContainers域定义的顺序依次执行。从时间顺序的角度看，初始化容器被启动后，做的第一件工作就是从镜像仓库pull容器镜像实例到工作节点上，而容器定义中的imagePullPolicy字段控制镜像的拉取策略，比如是每次都拉取最新的镜像实例，还是只在第一次拉取或者从来都不拉取镜像（最后一种看起来有点违反直觉，实际上在生产环境非常有用，因为我们必须控制生产环境镜像的版本。笔者在编写文章中案例的时候，大部分时间也是关闭自动拉取，来节省带宽）。Kubernetes提供的三种镜像拉取策略详细描述如下：
1，Not specified（未指定策略），如果我们使用了:latest标签那么默认就是Always；其他标签默认的策略是IfNotPresent。
2，Always策略，容器实例每次启动或者重启，都从仓库拉取最新的镜像数据，如果工作节点的本地缓存中已经有指定的版本，虽说不会下载，但是还是会和仓库通信。
3，Never策略，容器镜像已经在工作节点的缓存中，不从仓库下载。设置这种策略的时候，我们必须保证指定的镜像已经在工作节点上，比如另外一个容器已经运行过这个镜像，或者镜像就是在这台工作节点上通过docker build构建的，甚至是管理员手动docker pull过这个镜像。
4，IfNotPresent策略，如果指定的镜像不在工作节点的缓存中，那么就从仓库下载。这个策略确保镜像只有在工作节点上第一次执行的时候，才从仓库下载。
镜像拉取策略不光在容器启动的时候起作用，在容器重启的时候，也会基于配置的拉取策略来确定是否要重新下载镜像数据。为了让大家对这三种镜像拉取策略有直观的感受，看下图：
注：如果容器的imagePullPolicy被设置为Always，但是镜像仓库无法连接，即便是本地有制定版本的镜像数据，容器也无法顺利启动。因此设置为Always本质上给应用增加了外部依赖，如果仓库不可用，应用就无法启动，特别是在需要重启的时候，会造成系统的稳定性问题。
【深入理解运行阶段】
当镜像被成功pull到工作节点上之后，初始化容器就开始运行。初始化容器按照YAML文件中定义的顺序，一个接一个执行。具体来说，第一个初始化容器运行成功后，接着下载第二初始化容器的镜像，然后开始运行，这个过程会循环一致到最后一个初始化容器运行完成。这里需要特别注意的是，如果初始化容器运行的时候出现问题，比如退出后返回码为非0，那么初始化容器就会被重新启动，如下图所示：
如上图所示，初始化容器运行失败（退出码为非0），并且POD的重启策略是Always或者Onfailure，那么运行失败的初始化容器就会被重新启动。如果重启策略是Never，后续初始化容器就没有机会运行了，POD的status会被设置为Init:Error。对于运维和开发人员来说，就需要手动删除这个对象，然后重新创建以达到重新启动应用程序的目的。
初始化容器一般情况下只需要被执行一次，即便是POD中的应用容器实例有意异常被Kubernetes退出并重启，这种情况下，初始化容器也不会再次执行。但是在特殊去下，如果Kubernetes决定要重建POD，那么初始化容器就会被再次执行，这就意味着我们在初始化容器中做的工作，必须考虑幂等性。
【深入理解运行阶段】
当所有的初始化容器都成功运行，POD中定义的主容器进程（应用程序）才开始运行，大家需要注意的是，如果PDO中定义了多个容器(比如笔者前边文章中SpringCloud应用容器和Envoy容器的例子)，那么这些容器实例并行启动。理论上，容器实例之间没有相互依赖，但是情况并不总是如此，请继续阅读。
从源代码的角度来看，Kubelet并不是同时启动所有的容器实例，而是基于我们提交的YAML文件中容器的定义顺序来逐个启动容器实例。如果一个容器定义了post-start hook，并且我们知道这个hook进程和定义它的容器是并行运行的，因此如果hook进程执行的过程中出现问题，那么这个hook不光会影响定义它的容器进程，也会影响这个容器后边定义的容器实例的启动。
注：post-start hook以及Kubelet按顺序启动每个容器实例属于具体代码实现层面的原理，Kubernetes在后续的版本中可能优化实现逻辑，因此大家了解即可。作为对比，所有容器实例退出过程是并发执行，长时间运行的pre-stop hook的确会block定义它的容器实例退出过程，但是不会影响其他的容器实例。容器定义的多个pre-stop hook会被同时触发开始执行。
在运行阶段，每个容器都是按：1，拉取镜像；2，容器实例启动；3，当容器退出时，基于配置的重启策略，进行重启；4，一直运行到POD被删除后，容器收到TERM信号，这样的顺序运行，接下来我们详细聊聊这个执行的顺序。
基于配置的imagePullPolicy,应用程序容器启动后会首先会从镜像仓库拉取镜像数据，当镜像数据ready后，容器实例就被创建。如笔者前边的介绍，容器实例并不是被同时启动，并且由于每个容器实例不同，镜像的大小不同，因此pull镜像到本地需要的时间也不同，的确存在某个容器还在下载镜像文件，而POD中其他容器都应成功启动运行的场景。
当容器中的主进程启动成功后，整个容器实例就成功启动了，如果为容器我们定义了post-start hook，那么这些hook会和主容器进程并发执行，并且hook执行成功后，主容器进程才会继续运行，要不然会被block。我们还可以为容器定义startup probe，当startup probe成功后，才会触发liveness probe设定的健康检查。
当startup probe或者liveness probe连续多次探测到容器的健康状态是false，那么会被退出，POD定义的restartPolicy策略决定了容器是否需要重新启动。如果POD的restartPolicy被设置为Never，并且startup hook执行失败，POD的状态会被设置成Completed，即便是post-start hook运行失败，这个非常让人confuse。
容器被退出的时候，pre-stop hook会被触发，因此容器可以实现我们所说的优雅退出模式。当pre-stop hook执行完成，TERM信号会被发送给容器中的主进程，Kubernetes会给主进程一段时间来完成退出工作。这个时间可以通过terminationGracePeriodSeconds来设置，默认情况下是30秒。这个时间的计时从pre-stop hook被调用开始，如果在设置的时间内进程尚未完成退出，Kubernetes会通过KILL信号来强制退出。如下图所示：
容器成功退出后，Kubernetes会基于POD上配置的重启策略，来决定是否要重启容器。如果重启策略是不重启，那么容器就会一直在Terminated的状态，即便是其他的容器都在正常运行，知道POD退出或者运行失败为止。
【深入理解POD的退出阶段】
POD中的容器会一直运行下去，直到我们删除了POD对象。当我们删除了POD对象后，POD中所有的容器就开始执行退出流程，并且状态被设置为Terminating。
容器退出流程本质上和liveness probe连续几次失败退出的流程基本一致，除了POD的deletetion-grace-period这个参数设置了容器有多少时间来完成退出流程。
grace period通过POD的参数metadata.deletionGracePeriodSeconds来设定，当我们删除POD的时候，我们可以指定这个参数的值，来修改默认从spec.terminationGracePeriodSeconds读取到的值。
如下图所示，POD中多有容器实例基本同时触发退出流程，对于每个容器实例，如果定义了pre-stop hook，那么会先调用pre-stop hook，然后发送TERM信号给主容器进程，如果在优雅退出等待时间内进程尚未退出，那么Kubernetes会发送KILL信号来强制退出进程。当POD所有的容器进程都停止运行后，POD对象会被最终删除。
为了让大家对退出机制有直观的了解，我们可以通过yunpan-ssl这个POD来实际观察一下整个退出的过程。如果这个POD没有启动，请通过命令kubectl apply -f yunpan-ssl.yaml来首先启动应用程序。
接着我们在自己本地环境上执行kubectl delete pod yunpan-ssl，你如果计算了从按回车到命令返回之间的消耗的秒数，你会发现删除时间略长（大概在数十秒）。我们来分析一下为啥要这么长时间？由于我们并未给yunpan-ssl中的容器定义pre-stop hook，因此当执行delete命令的时候，这些容器会立即收到TERM信号，而由于我们并未修改terminationGracePeriodSeconds设置，因此这个值默认是30秒，也就是最长要等30秒，Kubernetes才会强制退出。为了让退出的时间更快一下，我们来修改terminationGracePeriodSeconds这个参数，如下图所示：
如上图所示，pod的terminationGracePeriodSeconds字段被设置为5秒，这样当我们创建这个POD并删除时，大概只需要5秒就可以完成POD的删除。
注：其实在实际项目中，修改terminationGracePeriodSeconds参数不太常见，但是笔者到建议如果应用进程退出过程非常重，需要更多时间的话，可以适当增大这个时间配置。另外除了在YAML文件中指定，我们还可以直接在delete命令中修改默认容忍时间：kubectl delete pod yunpan-ssl --grace-period 10，这样的话，terminationGracePeriodSeconds参数会被覆盖为10秒。一个特例是，如果--grace-period被置为0，那么pre-stop hook就不会执行。
好了，我们来总结一下POD生命周期介绍的所有相关内容，下图是笔者总结的关于POD生命周期中初始化阶段的所有内容：
当初始化阶段完成后，应用容器实例便开始运行，如下图所示：
基于上边两个图，我们来总结一下POD和容器的全生命周期内容：
1，POD对象的状态信息包含：pod的phase，conditions以及运行在其中的每个容器的状态status信息。我们可以通过kubectl describe命令来查看POD对象的全量信息，或者通过kubectl get pod xx -o yaml。
2，基于POD的重启策略，运行在POD中容器在失败退出后，可能会被”重启“。实际上，容器没有重启的概念，Kubernetes会销毁老的实例，然后创建一个新的额实例来取代老的实例。
3，如果容器实例频繁重启，Kubernetes后组的启动时间会指数级回退。具体来说，第一次重启不会有任何延迟，第二次延迟10秒，第三次20秒，依次类推。上限是5分钟。如果容器正常运行了10分钟，那么这个回退值会清零。
4，指数级回退策略也被用在容器从仓库pull镜像的场景下。
5，给应用容器配置liveness probe可以在出现异常的时候，重启容器实例，liveness提供httpGET，tcpSocket和exec三种模式。
6，如果应用程序需要比较长的启动时间，我们可以给容器定义startup probe，这样就可以给容器足够的时间来启动，不然会进入无限重启恶性循环中。
7，我们可以为每个容器定义lifecyle hook，Kubernetes提供了两种类型。其中post-start hook在容器启动的时候被触发，而pre-stop hook是在容器关闭推出的时候被触发，lifecycle hook提供httpGet和exec两种模式。
8，如果我们为容器定义了pre-stop hook，那么当容器退出的时候，pre-stop hook会先执行。然后Kubernetes会发送TERM信号给容器的主进程，如果进程在配置的terminationGracePeriodSeconds时间内没有退出，那么Kubernetes会强制KILL掉进程。
9，当我们删除POD对象的时候，所有运行其中的容器开始并行退出。POD对象的deletionGracePeriodSeconds字段提供了容器有多长时间来执行退出，默认情况下这个值读取自termination period字段，但是我们可以在执行delete命令的时候重写。
10，如果应用退出需要较长时间，可能原因是运行在POD中的某个容器没有很好的处理TERM信号，给应用增加处理TERM信号的逻辑，而不缩短termination或者deletion grace period参数。
以上就是笔者在过去的几篇文章中的知识要点，读者可以看看是否和自己理解的一致，如果有任何疑问，可以回到前边文章重新阅读。好了，今天的内容就这么多了。云原生的概念笔者反复强调过多次，特别是云原生和元计算的这两个概念的区别需要大家有清晰的认知，具体来说，云计算是解决我们的应用在哪里运行问题，而云原生是解决如何让我们的应用使用云计算带来的红利，比如说扩展性，灵活性等。而扩展性和灵活性需要应用无状态，但是对于业务系统，不可能无状态，要不然就没有啥用了，因为业务的核心其实就是数据的流转，而数据的变化一定会产生状态。云原生说的应用无状态其实是指将状态进行统一管理，比如配置，数据等。因此云原生引用有状态，只是我们通过将状态代理给数据库以及存储系统来处理而已。存储卷是我们状态持久化的一种方案，因此我们从下篇文章开始介绍数据存储，敬请期待！
