Kubernetes最核心的功能就是编排，而编排操作都是依靠控制器对象来完成的，高级的控制器对象控制基础的控制器对象，基础的控制器对象再去控制Pod，Pod里面再包容器。Kubernetes项目里API对象的层级结构大概就是这样。前面的文章已经介绍了Pod概念和使用方法，今天我们来介绍管理Pod的最基础的一个控制器ReplicaSet。
ReplicaSet是什么
光从ReplicaSet这个控制器的名字（副本集）也能想到它是用来控制副本数量的，这里的每一个副本就是一个Pod。ReplicaSet它是用来确保我们有指定数量的Pod副本正在运行的Kubernetes控制器，意在保证系统当前正在运行的Pod数等于期望状态里指定的Pod数目。
一般来说，Kubernetes建议使用Deployment控制器而不是直接使用ReplicaSet，Deployment是一个管理ReplicaSet并提供Pod声明式更新、应用的版本管理以及许多其他功能的更高级的控制器。所以Deployment控制器不直接管理Pod对象，而是由 Deployment 管理ReplicaSet，再由ReplicaSet负责管理Pod对象。
明白了这个逻辑后就明白为什么要在学习Deployment前先来了解ReplicaSet这个控制器对象了。
ReplicaSet 怎么管理Pod
ReplicaSet会通过标签选择器（Label-Selector）管理所有带有与选择器匹配的标签的容器。创建Pod时，它会认为所有Pod 是一样的，是无状态的，所以在创建顺序上不会有先后之分。如果使用相同的标签选择器创建另一个ReplicaSet，则之前的ReplicaSet会认为是它创建了这些Pod，会触发控制循环里的逻辑删掉多余的Pod ，新的ReplicSet又会再次创建Pod。双方的当前状态始终不等于期望状态，这就会引发问题，因此确保ReplicaSet标签选择器的唯一性这一点很重要。
ReplicaSet 的YAML文件
下面这个配置文件的模板里罗列了定义ReplicaSet对象的YAML文件内容的主要组成部分：
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
name: some-name
labels:
app: some-App
tier: some-Tier
spec:
replicas: 3 # 告诉k8s需要多少副本
Selector: # 用于匹配Pod的标签选择器
matchLabels:
tier: someTier
template:
metadata:
labels:
app: some-App
tier: someTier
spec: # 与Pod对象的spec定义类似
Containers:
Kubernetes里所有的API对象都由四部分组成：
- apiVersion -- 当前使用的
Kubernetes的API版本。 - kind -- 你想创建的对象的种类。
- metadata -- 元数据，用于唯一表示当前的对象，比如name、namespace等。
- spec -- 当前对象的指定配置。
但是ReplicaSet的spec部分的定义看起来与其他对象的spec定义略有不同。上面的示例中有两个spec字段。第一个spec声明的是ReplicaSet的属性--定义有多少个Pod副本（默认将仅部署1个Pod）、匹配Pod标签的选择器等。第二个spec用于Pod里的容器属性等配置。
实际上" .spec.template"里的内容就是声明Pod对象时要定义的各种属性，所以这部分也叫做PodTemplate（Pod模板）。还有一个值得注意的地方是：在.spec.selector中定义的标签选择器必须能够匹配到spec.template.metadata.labels里定义的Pod标签，否则Kubernetes将不允许创建ReplicaSet。
ReplicaSet使用案例
了解了什么是副本集，以及如何编写副本集的声明文件后，接下来我们动手创建一个副本集。在此示例中，我们将通过replica.yaml文件创建一个具有3个Pod副本的nginx应用。
# replica.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
name: myapp-replicas
labels:
app: myapp
tier: frontend
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
tier: frontend
matchExpressions:
- {key: tier, operator: In, values: [frontend]}
template:
metadata:
labels:
app: myapp
tier: frontend
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
ports:
- containerPort: 80
首先我们运行kubectl create命令使用上面定义的声明文件创建对象。
$ kubectl create -f replica.yaml
replicaset.apps "myapp-replicas" created
接下来通过命令确保副本集创建成功
$ kubectl get replicaset
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
myapp-replicas 3 3 3 15s
上面的命令返回显示了myapp-replicas副本集部署了三个副本，三个都是就绪状态。接下来我们再看一下每个Pod副本的运行状态：
$ kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
myapp-replicas-67rkp 1/1 Running 0 33s
myapp-replicas-6kfd8 1/1 Running 0 33s
myapp-replicas-s96sg 1/1 Running 0 33s
所有3个都处于运行状态，重启次数都是0，这意味着目前为止我们的应用程序没有崩溃过。我们还可以使用kubectl describe命令查询副本集对象的详细信息，信息里的Events部分详细显示了ReplicaSet控制器进行过哪些编排动作。
$ kubectl describe replicaset myapp-replicas
Name: myapp-replicas
Namespace: default
Selector: tier=frontend,tier in (frontend)
Labels: app=myapp
tier=frontend
Annotations:
Replicas: 3 current / 3 desired
Pods Status: 3 Running / 0 Waiting / 0 Succeeded / 0 Failed
Pod Template:
Labels: app=myapp
tier=frontend
Containers:
nginx:
Image: nginx
Port: 80/TCP
Host Port: 0/TCP
Environment:
Mounts:
Volumes:
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
Normal SuccessfulCreate 12m replicaset-controller Created pod: myapp-replicas-6kfd8
Normal SuccessfulCreate 12m replicaset-controller Created pod: myapp-replicas-67rkp
Normal SuccessfulCreate 12m replicaset-controller Created pod: myapp-replicas-s96sg
总结
总体来说ReplicaSet需要掌握的基本概念就这么多，从上面的YAML文件中我们可以看到，一个 ReplicaSet对象的定义，其实就是由副本数目的定义和一个 Pod 模板组成的。等下篇文章讲到Deployment对象时你就会发现，ReplicaSet对象定义文件里的内容其实是Deployment对象的子集。
实际应用中我们不直接创建使用ReplicaSet对象，而是直接使用更高级的控制器对象Deployment，由 Deployment 管理ReplicaSet。
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