K8S controller介绍

k8s事件处理过程

简化后的k8s事件处理过程

k8s的事件处理过程如上图所示。大致可以分为Informer、EventHandler、Workqueue、Worker四块。
每种类型的资源都有各自的Informer(与GVK对应?),例如Pod有自己的Pod Informer。当我们创建Pod时,Pod Informer里的Reflector会List&Watch到Pod的创建,将其加入到DeltaFIFO queue中。然后调用Informer里注册的EventHandler中的对应的事件处理函数,将Pod的key(namespace/name)加入到Workqueue中,同时DeltaFIFO也会将Pod的信息保存到Indexer中。最后,Worker到Workqueue中Get到key,并根据key到Indexer中拿到Pod的相关信息,并处理Pod的创建。

详细的处理过程如下图所示。


image.png

上图中蓝色部分client-go已经帮我们实现,可以直接调用其中的方法;黄色部分是需要自己实现的内容。

Reflector

Reflector的作用是List&Watch我们资源的变化,每种类型资源都要实现一个List和一个Watch方法。
List: 拿到某类资源的所有列表。
Watch: 拿到资源的更新事件列表。
事件:

  • ADDED
  • MODIFIED
  • DELETED
  • BOOKMARKS: 更新客户端的ResourceVersion,以新的RV来Watch资源。

DeltaFIFO

DeltaFIFO是k8s中的一种存储类型,除此以外,k8s中还有以下几种存储类型(实现了Store Interface的ADD、DELETE、GET等接口。)。

  • cache:实现Store,利用threadSafeMap存放数据。
  • UndeltaStore:实现Store,利用cache存放数据,数据变更时通过PushFunc发送当前完整状态
  • FIFO:实现Queue(包含Store),利用自己内部的items数据结构存放数据
  • DeltaFIFO
  • Heap:实现Store,利用data数据结构存放数据,实现堆数据结构,用于优先级队列
  • ExpirationCache:实现Store,利用threadSafeMap存放数据

DeltaFIFO数据来源:

  • Reflector的List
  • Reflector的Watch: Reflector拿到不同的事件(ADDED、MODIFIED...),都会调用对应的方法(Added、Updated...)存储到DeltaFIFO中。
  • Reflector的Resync

数据处理去向:

  • 通过eventhandler将事件派发到workqueue
  • 刷新本地缓存Indexer/Cache

DeltaFIFO处理完数据后,就会删除数据。cache会保存对应的数据,可以理解为cache中的数据和api-server中的数据一致。

Indexer/Cache

为了避免每一次获取资源信息都调用API到api-server中查询相应的数据,k8s会将数据保存在cache中,我们处理时如果是读取数据(如读取status、spec信息)就可以直接到cache中读取;如果是写入数据,如更新数据(如写入status信息),则调用API将数据写入到api-server中。

我们可以根据key(namespace/name)到cache中查询相应的信息。cache是informer的一部分,每种资源都有自己的informer,所以查询的时候,只需要提供key而不用指定是什么资源。

Informer

包含reflector、sharedprocessor、deltaFIFO、index/cache的集合,一般通过informer来操作资源。
每种资源都有自己的informer,informer需要添加eventHandler,包含onAdd、onDelete、onUpdate,添加对应的handler表示发生该事件时,需要调用对应的方法进行处理。推荐handler里的实现为把对应的事件加入到Workqueue,后面再由workqueue来处理。

  • NewSharedIndexInformer 创建Informer的基本方法。
  • NewDeploymentInformer 创建内建资源对象对应的Informer的方法,调用NewSharedIndexInformer实现
  • NewSharedInformerFactory 工厂方法,内部有一个map存放我们创建过的Informer,达到共享informer的目的,避免重复创建informer对象,浪费内存

workerqueue

一般都是使用限速队列,因为限速队列包含了普通队列和延时队列的实现。

worker

worker只关心对象当前状态是否和预期的状态一致,若不一致则进行处理,所以即使是update,也只需要关心新的配置而不用关心旧的配置。

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