10、Init Container（初始化容器）

在很多应用场景中，应用在启动之前都需要进行如下初始化操作。

• 等待其他关联组件正确运行（例如数据库或某个后台服务）​。
• 基于环境变量或配置模板生成配置文件。
• 从远程数据库获取本地所需配置，或者将自身注册到某个中央数据库中。
• 下载相关依赖包，或者对系统进行一些预配置操作。

Kubernetes 1.3引入了一个Alpha版本的新特性initcontainer（初始化容器，在Kubernetes 1.5时被更新为 Beta版本）​，用于在启动应用容器（app container）之前启动一个或多个初始化容器，完成应用容器所需的预置条件，如图所示。init container与应用容器在本质上是一样的，但它们是仅运行一次就结束的任务，并且必须在成功执行完成后，系统才能继续执行下一个容器。根据Pod的重启策略（RestartPolicy）​，当init container执行失败，而且设置了RestartPolicy=Never时，Pod将会启动失败；而设置RestartPolicy=Always时，Pod将会被系统自动重启。

下面以Nginx应用为例，在启动Nginx之前，通过初始化容器busybox为Nginx创建一个index.html主页文件。这里为init container和Nginx设置了一个共享的Volume，以供Nginx访问init container设置的index.html文件：

apiVersion:v1kind:Podmetadata:name:nginxannotations:{}spec:# 初始化容器（initContainers）：在主容器启动前运行，用来做准备工作initContainers:-name:installimage:busyboxcommand:-wget-"-O"-"/work-dir/index.html"-http://kubernetes.io# 使用 wget 下载网页并保存到共享目录的 index.html 中volumeMounts:-name:workdirmountPath:"/work-dir"# 将共享卷挂载到初始化容器的 /work-dir 目录# 主容器（containers）：提供核心服务containers:-name:nginximage:nginxports:-containerPort:80# 暴露容器的 80 端口volumeMounts:-name:workdirmountPath:/usr/share/nginx/html# 将同一个共享卷挂载到 Nginx 的网页根目录，这样 Nginx 就能直接访问初始化容器下载的页面dnsPolicy:Defaultvolumes:-name:workdiremptyDir:{}# 定义一个生命周期与 Pod 相同的临时共享存储卷（emptyDir），供初始化容器和主容器共享数据

创建这个Pod：

# kubectl create -f nginx-init-containers.yamlpod"nginx"created

在运行init container的过程中查看Pod的状态，可见init过程还未完成：

# kubectl get podsNAME READY STATUS RESTARTS AGE nginx0/1 Init:0/101m

在init container成功执行完成后，系统继续启动Nginx容器，再次查看Pod的状态：

# kubectl get podsNAME READY STATUS RESTARTS AGE nginx1/1 Running07s

查看Pod的事件，可以看到系统首先创建并运行initcontainer容器（名为install）​，成功后继续创建和运行Nginx容器：

# kubectl describe pod nginxName: nginx Namespace: default......（略） Events: FirstSeen LastSeen Count From SubobjectPath Type Reason Message --------- -------- ----- ---- ------------- -------- ------ ------- 3s 3s1default-scheduler Normal Scheduled Successfully assigned init-demo to k8s-node-1 3s 3s1kubelet, k8s-node-1 spec.initContainers{install}Normal Pulled Container image"busybox"already present on machine 3s 3s1kubelet, k8s-node-1 spec.initContainers{install}Normal Created Created container withid93d98cbc0251c60d43c2d8d0a6a9bb65f432344fe6f04561c4a940b79bcff74a 3s 3s1kubelet, k8s-node-1 spec.initContainers{install}Normal Started Started container withid93d98cbc0251c60d43c2d8d0a6a9bb65f432344fe6f04561c4a940b79bcff74a 2s 2s1kubelet, k8s-node-1 spec.containers{nginx}Normal Pulled Container image"nginx"already present on machine 2s 2s1kubelet, k8s-node-1 spec.containers{nginx}Normal Created Created container withida388bbb9f1fe247cf42e61449328ab20f7c54a7c271590548d3d8610a28a6048 1s 1s1kubelet, k8s-node-1 spec.containers{nginx}Normal Started Started container withida388bbb9f1fe247cf42e61449328ab20f7c54a7c271590548d3d8610a28a6048

启动成功后，登录进Nginx容器，可以看到/usr/share/nginx/html目录下的index.html文件为initcontainer所生成，其内容为：

<htmlid="home"lang="en"class=""><head>......<title>Kubernetes | Production-Grade Container Orchestration</title>...... "url": "http://kubernetes.io/"}</script></head><body>......

init container与应用容器的区别如下。

• （1）init container的运行方式与应用容器不同，它们必须先于应用容器执行完成，当设置了多个init container时，将按顺序逐个运行，并且只有前一个init container运行成功后才能运行后一个init container。当所有initcontainer都成功运行后，Kubernetes才会初始化Pod的各种信息，并开始创建和运行应用容器。
• （2）在init container的定义中也可以设置资源限制、Volume的使用和安全策略，等等。但资源限制的设置与应用容器略有不同。
  • 如果多个init container都定义了资源请求/资源限 制，则取最大的值作为所有init container的资源请求值/资源限制值。
  • Pod的有效（effective）资源请求值/资源限制值取以下二者中的较大值。a）所有应用容器的资源请求值/资源限制值之和。b）init container的有效资源请求值/资源限制值。
  • 调度算法将基于Pod的有效资源请求值/资源限制值进行计算，也就是说init container可以为初始化操作预留系统资源，即使后续应用容器无须使用这些资源。
  • Pod的有效QoS等级适用于init container和应用容器。
  • 资源配额和限制将根据Pod的有效资源请求值/资源限制值计算生效。
  • Pod级别的cgroup将基于Pod的有效资源请求/限制，与调度机制一致。
• （3）init container不能设置readinessProbe探针，因为必须在它们成功运行后才能继续运行在Pod中定义的普通容器。

在Pod重新启动时，init container将会重新运行，常见的Pod重启场景如下。

• init container的镜像被更新时，init container将会重新运行，导致Pod重启。仅更新应用容器的镜像只会使得应用容器被重启。
• Pod的infrastructure容器更新时，Pod将会重启。
• 若Pod中的所有应用容器都终止了，并且RestartPolicy=Always，则Pod会重启。