Kubernetes Pod Hook

在生产环境中使用spring框架，由于服务更新过程中，容器服务被直接停止，部分请求仍被分发到终止的容器(没有配置钩子，熟悉默认环境)，导致服务出现500错误，这部分错误请求数据占用比较少，因为Pod滚动更新都是一对一。因为部分用户会产生服务器错误的情况，考虑使用优雅的终止方式，将错误请求降到最低，直至滚动更新不影响用户

首先我们先简单的分析一下"优雅的停止Pod"

优雅停止(Graceful shutdown)这个说法来自于操作系统，比如我们windows关机系统首先会退出软件然后一步步到达关机，而相对的就是硬终止(Hard shutdown)，简单的理解就是直接拔电源

到了微服务中，网关会把流量分配给每个Pod节点上，比如我们上线更新Pod的时候

• 如果我们直接将Pod杀死，那这部分流量就无法得到正确处理，会影响部分用户，通常来说网关或者注册中心会将我们的服务保持一个心跳，过了心跳超时之后会自动摘除我们的服务，但是有一个问题就是超时时间可能是30秒也可能是60秒，虽然不会影响我们的系统，但是会产生用户轻微抖动。
• 如果我们在停止前执行一条命令，通知网关或者注册中心这台主机进行下线，那么注册中心就会标记这台主机已经下线，不进行流量转发，用户就不会有任何影响，这就是优雅停止，将滚动更新影响最小化

Pod Hook

Pod Hook是由kubelet发起的，当容器中的进程启动前或者容器中的进程终止之前运行，这是包含在容器的生命周期之中。我们可以同时为Pod中的所有容器都配置hook

在k8s中，理想的状态是pod优雅释放，并产生新的Pod。但是并不是每一个Pod都会这么顺利

• Pod卡死，处理不了优雅退出的命令或者操作
• 优雅退出的逻辑有BUG，陷入死循环
• 代码问题，导致执行的命令没有效果

对于以上问题，k8s的Pod终止流程中还有一个"最多可以容忍的时间"，即grace period (在pod的.spec.terminationGracePeriodSeconds字段定义)，这个值默认是30秒，当我们执行kubectl delete的时候也可以通过--grace-period参数显示指定一个优雅退出时间来覆盖Pod中的配置，如果我们配置的grace period超过时间之后，k8s就只能选择强制kill Pod

Kubernetes等待指定的时间称为优雅终止宽限期。默认情况下，这是30秒。值得注意的是，这与preStop Hook和SIGTERM信号并行发生。Kubernetes不会等待preStop Hook完成。如果你的应用程序完成关闭并在terminationGracePeriod完成之前退出，Kubernetes会立即进入下一步。

如果您的Pod通常需要超过30秒才能关闭，请确保增加优雅终止宽限期(通过terminationGracePeriodSeconds来实现)

Kubernetes为我们提供了两种钩子函数:

• PostStart :这个钩子在容器创建后立即执行。但是，并不能保证钩子将在容器ENTRYPOINT之前运行，因为没有参数传递给处理程序。 主要用于资源部署、环境准备等。不过需要注意的是如果钩子花费时间过长以及于不能运行或者挂起，容器将不能达到Running状态。

• PreStop :钩子在容器终止前立即被调用。它是阻塞的，意味着它是同步的，所以它必须在删除容器的调用出发之前完成。主要用于优雅关闭应用程序、通知其他系统等。如果钩子在执行期间挂起，Pod阶段将停留在Running状态并且不会达到failed状态

如果PostStart或者PreStop钩子失败，它会杀死容器。所以我们应该让钩子函数尽可能的轻量。当然有些情况下，长时间运行命令是合理的，比如在停止容器之前预先保留状态。

这里稍微简单说一下Pod终止的过程

• 用户发送命令删除Pod，Pod进入Terminating状态
• service摘除Pod节点
• 当kubelet看到Pod已被标记终止，开始执行preStop钩子，假如preStop hook的运行时间超过了grace period，kubelet会发送SIGTERM并等2秒

官方文档介绍

在Pod Hook钩子函数中有Exec和HTTP两种方式

• Exec - 用于执行一段特定的命令，不过要注意的是该命令小号的资源会被计入容器

创建容器后，Kubernetes立即发送postStart事件。但是，不能保证在调用Container的入口点之前先调用postStart处理程序。postStart处理程序相对于Container的代码异步运行，但是Kubernetes对容器的管理会阻塞，直到postStart处理程序完成。在postStart处理程序完成之前，容器的状态不会设置为RUNNING。

• HTTP - 对容器上的特定端点执行HTTP请求

总结： Hook调用的日志没有暴露给Pod的Event，所以只能到通过describe命令来获取，如果是正常的操作是不会有event，如果有错误可以看到FailedPostStartHook和FailedPreStopHook这种event。并且如果Hook调用出现错误，则Pod状态不会是Running

简单的说Kubernetes终止生命周期的每一步

• Pod 设置为Terminating状态，并从所有服务的Endpoints列表中删除
• 此时，Pod停止停止，但是Pod中运行的容器不受影响
• PreStop Hook被执行
• preStop Hook发送容器特殊命令或者Http请求到Pod中，Pod应用程序在接收到SIGTERM(该SIGTERM信号是用于导致程序终止的通用信号。不同于SIGKILL，该信号可以被阻止，处理和忽略。这是礼貌地要求程序终止的正常方法)，如果使用第三方代码或者管理系统无法控制，则preStop Hook是在不修改应用程序的情况下触发
• SIGTERM信号发送给Pod
• 此时，Kubernetes将向Pod中的容器发送SIGTERM信号，这个信号即通知容器他们很快将进行关闭。
• Kubernetes等待优雅的终止
• 此时，Kubernetes等待指定的时间称为优雅终止宽限期。默认情况下，这是30秒(可以修改)，值得注意的是，PreStop Hook和SIGTREM信息是属于并行执行，Kubernetes不会等待PreStop Hook完成。

如果Pod在terminationGracePeriod完成之前推出，Kubernetes将进如释放阶段，如果容器在优雅终止宽限期(terminationGracePeriod限定时间)，则会发送SIGKILL信号并强制删除。与此同时，所有的Kubernetes对象也会被清除