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Overview

controller-runtime 是 Kubernetes 社区提供可供快速搭建一套 实现了controller 功能的工具，无需自行实现Controller的功能了；在 Kubebuilder 与 Operator SDK 也是使用 controller-runtime 。本文将对 controller-runtime 的工作原理以及在不同场景下的使用方式进行简要的总结和介绍。

controller-runtime structure

controller-runtime 主要组成是需要用户创建的 Manager 和 Reconciler 以及 Controller Runtime 自己启动的 Cache 和 Controller 。

• Manager：是用户在初始化时创建的，用于启动 Controller Runtime 组件
• Reconciler：是用户需要提供来处理自己的业务逻辑的组件（即在通过 code-generator 生成的api-like而实现的controller中的业务处理部分）。
• Cache：一个缓存，用来建立 Informer 到 ApiServer 的连接来监听资源并将被监听的对象推送到queue中。
• Controller： 一方面向 Informer 注册 eventHandler，另一方面从队列中获取数据。controller 将从队列中获取数据并执行用户自定义的 Reconciler 功能。

图：controller-runtime structure

图：controller-runtime flowchart
由图可知，Controller会向 Informer 注册一些列eventHandler；然后Cache启动Informer（informer属于cache包中），与ApiServer建立监听；当Informer检测到资源变化时，将对象加入queue，Controller 将元素取出并在用户端执行 Reconciler。

Controller引入

我们从 controller-rumtime项目的 example 进行引入看下，整个架构都是如何实现的。

可以看到 example 下的实际上实现了一个 reconciler 的结构体，实现了 Reconciler 抽象和 Client 结构体

type reconciler struct {client.Clientscheme *runtime.Scheme
}

那么来看下 抽象的 Reconciler 是什么，可以看到就是抽象了 Reconcile 方法，这个是具体处理的逻辑过程

type Reconciler interface {Reconcile(context.Context, Request) (Result, error)
}

下面在看下谁来实现了这个 Reconciler 抽象

type Controller interface {reconcile.Reconciler // 协调的具体步骤，通过ns/name\// 通过predicates来评估来源数据，并加入queue中（放入队列的是reconcile.Requests）Watch(src source.Source, eventhandler handler.EventHandler, predicates ...predicate.Predicate) error// 启动controller，类似于自定义的Run()Start(ctx context.Context) errorGetLogger() logr.Logger
}

controller structure

在 controller-runtime\pkg\internal\controller\controller.go 中实现了这个 Controller

type Controller struct {Name string // controller的标识MaxConcurrentReconciles int // 并发运行Reconciler的数量，默认1// 实现了reconcile.Reconciler的调节器， 默认DefaultReconcileFuncDo reconcile.Reconciler// makeQueue会构建一个对应的队列，就是返回一个限速队列MakeQueue func() workqueue.RateLimitingInterface// MakeQueue创造出来的，在出入队列就是操作的这个Queue workqueue.RateLimitingInterface// 用于注入其他内容// 已弃用SetFields func(i interface{}) errormu sync.Mutex// 标识开始的状态Started bool// 在启动时传递的上下文，用于停止控制器ctx context.Context// 等待缓存同步的时间 默认2分钟CacheSyncTimeout time.Duration// 维护了eventHandler predicates，在控制器启动时启动startWatches []watchDescription// 日志构建器，输出入日志LogConstructor func(request *reconcile.Request) logr.Logger// RecoverPanic为是否对reconcile引起的panic恢复RecoverPanic bool
}

看完了controller的structure，接下来看看controller是如何使用的

injection

Controller.Watch 实现了注入的动作，可以看到 watch() 通过参数将 对应的事件函数传入到内部

func (c *Controller) Watch(src source.Source, evthdler handler.EventHandler, prct ...predicate.Predicate) error {c.mu.Lock()defer c.mu.Unlock()// 使用SetFields来完成注入操作if err := c.SetFields(src); err != nil {return err}if err := c.SetFields(evthdler); err != nil {return err}for _, pr := range prct {if err := c.SetFields(pr); err != nil {return err}}// 如果Controller还未启动，那么将这些动作缓存到本地if !c.Started {c.startWatches = append(c.startWatches, watchDescription{src: src, handler: evthdler, predicates: prct})return nil}c.LogConstructor(nil).Info("Starting EventSource", "source", src)return src.Start(c.ctx, evthdler, c.Queue, prct...)
}

启动操作实际上为informer注入事件函数

type Source interface {// start 是Controller 调用，用以向 Informer 注册 EventHandler， 将 reconcile.Requests（一个入队列的动作） 排入队列。Start(context.Context, handler.EventHandler, workqueue.RateLimitingInterface, ...predicate.Predicate) error
}func (is *Informer) Start(ctx context.Context, handler handler.EventHandler, queue workqueue.RateLimitingInterface,prct ...predicate.Predicate) error {// Informer should have been specified by the user.if is.Informer == nil {return fmt.Errorf("must specify Informer.Informer")}is.Informer.AddEventHandler(internal.EventHandler{Queue: queue, EventHandler: handler, Predicates: prct})return nil
}

我们知道对于 eventHandler，实际上应该是一个 onAdd，onUpdate 这种类型的函数，queue则是workqueue，那么 Predicates 是什么呢？

通过追踪可以看到定义了 Predicate 抽象，可以看出Predicate 是Watch到的事件时什么类型的，当对于每个类型的事件，对应的函数就为 true，在 eventHandler 中，这些被用作，事件的过滤。

// Predicate filters events before enqueuing the keys.
type Predicate interface {// Create returns true if the Create event should be processedCreate(event.CreateEvent) bool// Delete returns true if the Delete event should be processedDelete(event.DeleteEvent) bool// Update returns true if the Update event should be processedUpdate(event.UpdateEvent) bool// Generic returns true if the Generic event should be processedGeneric(event.GenericEvent) bool
}

在对应的动作中，可以看到这里作为过滤操作

func (e EventHandler) OnAdd(obj interface{}) {c := event.CreateEvent{}// Pull Object out of the objectif o, ok := obj.(client.Object); ok {c.Object = o} else {log.Error(nil, "OnAdd missing Object","object", obj, "type", fmt.Sprintf("%T", obj))return}for _, p := range e.Predicates {if !p.Create(c) {return}}// Invoke create handlere.EventHandler.Create(c, e.Queue)
}

上面就看到了，对应是 EventHandler.Create 进行添加的，那么这些动作具体是在做什么呢？

在代码 pkg/handler ,可以看到这些操作，类似于create，这里将ns/name放入到队列中。

func (e *EnqueueRequestForObject) Create(evt event.CreateEvent, q workqueue.RateLimitingInterface) {if evt.Object == nil {enqueueLog.Error(nil, "CreateEvent received with no metadata", "event", evt)return}q.Add(reconcile.Request{NamespacedName: types.NamespacedName{Name:      evt.Object.GetName(),Namespace: evt.Object.GetNamespace(),}})
}

unqueue

上面看到了，入队的动作实际上都是将 ns/name 加入到队列中，那么出队列时又做了些什么呢？

通过 controller.Start() 可以看到controller在启动后都做了些什么动作

func (c *Controller) Start(ctx context.Context) error {c.mu.Lock()if c.Started {return errors.New("controller was started more than once. This is likely to be caused by being added to a manager multiple times")}c.initMetrics()// Set the internal context.c.ctx = ctxc.Queue = c.MakeQueue() // 初始化queuego func() { // 退出时，让queue关闭<-ctx.Done()c.Queue.ShutDown()}()wg := &sync.WaitGroup{}err := func() error {defer c.mu.Unlock()defer utilruntime.HandleCrash()// 启动informer前，将之前准备好的 evnetHandle predictates source注册for _, watch := range c.startWatches {c.LogConstructor(nil).Info("Starting EventSource", "source", fmt.Sprintf("%s", watch.src))// 上面我们看过了，start就是真正的注册动作if err := watch.src.Start(ctx, watch.handler, c.Queue, watch.predicates...); err != nil {return err}}// Start the SharedIndexInformer factories to begin populating the SharedIndexInformer cachesc.LogConstructor(nil).Info("Starting Controller")// startWatches上面我们也看到了，是evnetHandle predictates source被缓存到里面，// 这里是拿出来将其启动for _, watch := range c.startWatches {syncingSource, ok := watch.src.(source.SyncingSource)if !ok {continue}if err := func() error {// use a context with timeout for launching sources and syncing caches.sourceStartCtx, cancel := context.WithTimeout(ctx, c.CacheSyncTimeout)defer cancel()// WaitForSync waits for a definitive timeout, and returns if there// is an error or a timeoutif err := syncingSource.WaitForSync(sourceStartCtx); err != nil {err := fmt.Errorf("failed to wait for %s caches to sync: %w", c.Name, err)c.LogConstructor(nil).Error(err, "Could not wait for Cache to sync")return err}return nil}(); err != nil {return err}}// which won't be garbage collected if we hold a reference to it.c.startWatches = nil// Launch workers to process resourcesc.LogConstructor(nil).Info("Starting workers", "worker count", c.MaxConcurrentReconciles)wg.Add(c.MaxConcurrentReconciles)// 启动controller消费端的线程for i := 0; i < c.MaxConcurrentReconciles; i++ {go func() {defer wg.Done()for c.processNextWorkItem(ctx) {}}()}c.Started = truereturn nil}()if err != nil {return err}<-ctx.Done() // 阻塞，直到上下文关闭c.LogConstructor(nil).Info("Shutdown signal received, waiting for all workers to finish")wg.Wait() // 等待所有线程都关闭c.LogConstructor(nil).Info("All workers finished")return nil
}

通过上面的分析，可以看到，每个消费的worker线程，实际上调用的是 processNextWorkItem 下面就来看看他究竟做了些什么？

func (c *Controller) processNextWorkItem(ctx context.Context) bool {obj, shutdown := c.Queue.Get() // 从队列中拿取数据if shutdown {return false}defer c.Queue.Done(obj)// 下面应该是prometheus指标的一些东西ctrlmetrics.ActiveWorkers.WithLabelValues(c.Name).Add(1)defer ctrlmetrics.ActiveWorkers.WithLabelValues(c.Name).Add(-1)// 获得的对象通过reconcileHandler处理c.reconcileHandler(ctx, obj)return true
}

那么下面看看 reconcileHandler 做了些什么

func (c *Controller) reconcileHandler(ctx context.Context, obj interface{}) {// Update metrics after processing each itemreconcileStartTS := time.Now()defer func() {c.updateMetrics(time.Since(reconcileStartTS))}()// 检查下取出的数据是否为reconcile.Request，在之前enqueue时了解到是插入的这个类型的值req, ok := obj.(reconcile.Request)if !ok {// 如果错了就忘记c.Queue.Forget(obj)c.LogConstructor(nil).Error(nil, "Queue item was not a Request", "type", fmt.Sprintf("%T", obj), "value", obj)return}log := c.LogConstructor(&req)log = log.WithValues("reconcileID", uuid.NewUUID())ctx = logf.IntoContext(ctx, log)// 这里调用了自己在实现controller实现的Reconcile的动作result, err := c.Reconcile(ctx, req)switch {case err != nil:c.Queue.AddRateLimited(req)ctrlmetrics.ReconcileErrors.WithLabelValues(c.Name).Inc()ctrlmetrics.ReconcileTotal.WithLabelValues(c.Name, labelError).Inc()log.Error(err, "Reconciler error")case result.RequeueAfter > 0:c.Queue.Forget(obj)c.Queue.AddAfter(req, result.RequeueAfter)ctrlmetrics.ReconcileTotal.WithLabelValues(c.Name, labelRequeueAfter).Inc()case result.Requeue:c.Queue.AddRateLimited(req)ctrlmetrics.ReconcileTotal.WithLabelValues(c.Name, labelRequeue).Inc()default:c.Queue.Forget(obj)ctrlmetrics.ReconcileTotal.WithLabelValues(c.Name, labelSuccess).Inc()}
}

通过对example中的 Reconcile 查找其使用，可以看到，调用他的就是上面我们说道的 reconcileHandler ，到这里我们就知道了，controller 的运行流为 Controller.Start() > Controller.processNextWorkItem > Controller.reconcileHandler > Controller.Reconcile 最终到达了我们自定义的业务逻辑处理 Reconcile

Manager

在上面学习 controller-runtime 时了解到，有一个 Manager 的组件，这个组件是做什么呢？我们来分析下。

Manager 是用来创建与启动 controller 的（允许多个 controller 与 一个 manager 关联），Manager会启动分配给他的所有controller，以及其他可启动的对象。

在 example 看到，会初始化一个 ctrl.NewManager

func main() {ctrl.SetLogger(zap.New())mgr, err := ctrl.NewManager(ctrl.GetConfigOrDie(), ctrl.Options{})if err != nil {setupLog.Error(err, "unable to start manager")os.Exit(1)}// in a real controller, we'd create a new scheme for thiserr = api.AddToScheme(mgr.GetScheme())if err != nil {setupLog.Error(err, "unable to add scheme")os.Exit(1)}err = ctrl.NewControllerManagedBy(mgr).For(&api.ChaosPod{}).Owns(&corev1.Pod{}).Complete(&reconciler{Client: mgr.GetClient(),scheme: mgr.GetScheme(),})if err != nil {setupLog.Error(err, "unable to create controller")os.Exit(1)}err = ctrl.NewWebhookManagedBy(mgr).For(&api.ChaosPod{}).Complete()if err != nil {setupLog.Error(err, "unable to create webhook")os.Exit(1)}setupLog.Info("starting manager")if err := mgr.Start(ctrl.SetupSignalHandler()); err != nil {setupLog.Error(err, "problem running manager")os.Exit(1)}
}

这个 manager 就是 controller-runtime\pkg\manager\manager.go 下的 Manager， Manager 通过初始化 Caches 和 Clients 等共享依赖，并将它们提供给 Runnables。

type Manager interface {// 提供了与APIServer交互的方式，如incluster，indexer，cache等cluster.Cluster// Runnable 是任意可允许的cm中的组件，如 webhook，controller，Caches，在new中调用时，// 可以看到是传入的是一个controller，这里可以启动的是带有Start()方法的，通过调用Start()// 来启动组件Add(Runnable) error// 实现选举方法。当elected关闭，则选举为leaderElected() <-chan struct{}// 这为一些列健康检查和指标的方法，和我们关注的没有太大关系AddMetricsExtraHandler(path string, handler http.Handler) errorAddHealthzCheck(name string, check healthz.Checker) errorAddReadyzCheck(name string, check healthz.Checker) error// Start将启动所有注册进来的控制器，直到ctx取消。如果有任意controller报错，则立即退出// 如果使用了 LeaderElection，则必须在此返回后立即退出二进制文件，Start(ctx context.Context) error// GetWebhookServer returns a webhook.ServerGetWebhookServer() *webhook.Server// GetLogger returns this manager's logger.GetLogger() logr.Logger// GetControllerOptions returns controller global configuration options.GetControllerOptions() v1alpha1.ControllerConfigurationSpec
}

controller-manager

controllerManager 则实现了这个manager的抽象

type controllerManager struct {sync.Mutexstarted boolstopProcedureEngaged *int64errChan              chan errorrunnables            *runnablescluster cluster.Cluster// recorderProvider 用于记录eventhandler source predictaterecorderProvider *intrec.Provider// resourceLock forms the basis for leader electionresourceLock resourcelock.Interface// 在退出时是否关闭选举租约leaderElectionReleaseOnCancel bool// 一些指标性的，暂时不需要关注metricsListener net.ListenermetricsExtraHandlers map[string]http.HandlerhealthProbeListener net.ListenerreadinessEndpointName stringlivenessEndpointName stringreadyzHandler *healthz.HandlerhealthzHandler *healthz.Handler// 有关controller全局参数controllerOptions v1alpha1.ControllerConfigurationSpeclogger logr.Logger// 用于关闭 LeaderElection.Run(...) 的信号leaderElectionStopped chan struct{}// 取消选举，在失去选举后，必须延迟到gracefulShutdown之后os.exit()leaderElectionCancel context.CancelFunc// leader取消选举elected chan struct{}port inthost stringcertDir stringwebhookServer *webhook.ServerwebhookServerOnce sync.Once// 非leader节点强制leader的等待时间leaseDuration time.Duration// renewDeadline is the duration that the acting controlplane will retry// refreshing leadership before giving up.renewDeadline time.Duration// LeaderElector重新操作的时间retryPeriod time.Duration// gracefulShutdownTimeout 是在manager停止之前让runnables停止的持续时间。gracefulShutdownTimeout time.Duration// onStoppedLeading is callled when the leader election lease is lost.// It can be overridden for tests.onStoppedLeading func()shutdownCtx context.ContextinternalCtx    context.ContextinternalCancel context.CancelFuncinternalProceduresStop chan struct{}
}

workflow

了解完ControllerManager之后，我们通过 example 来看看 ControllerManager 的workflow

func main() {ctrl.SetLogger(zap.New())// New一个managermgr, err := ctrl.NewManager(ctrl.GetConfigOrDie(), ctrl.Options{})if err != nil {setupLog.Error(err, "unable to start manager")os.Exit(1)}// in a real controller, we'd create a new scheme for thiserr = api.AddToScheme(mgr.GetScheme())if err != nil {setupLog.Error(err, "unable to add scheme")os.Exit(1)}err = ctrl.NewControllerManagedBy(mgr).For(&api.ChaosPod{}).Owns(&corev1.Pod{}).Complete(&reconciler{Client: mgr.GetClient(),scheme: mgr.GetScheme(),})if err != nil {setupLog.Error(err, "unable to create controller")os.Exit(1)}err = ctrl.NewWebhookManagedBy(mgr).For(&api.ChaosPod{}).Complete()if err != nil {setupLog.Error(err, "unable to create webhook")os.Exit(1)}setupLog.Info("starting manager")if err := mgr.Start(ctrl.SetupSignalHandler()); err != nil {setupLog.Error(err, "problem running manager")os.Exit(1)}
}

• 通过 manager.New() 初始化一个manager，这里面会初始化一些列的manager的参数
• 通过 ctrl.NewControllerManagedBy 注册 controller 到manager中
  • ctrl.NewControllerManagedBy 是 builder的一个别名，构建出一个builder类型的controller
  • builder 中的 ctrl 就是 controller
• 启动manager

builder

下面看来看下builder在构建时做了什么

// Builder builds a Controller.
type Builder struct {forInput         ForInputownsInput        []OwnsInputwatchesInput     []WatchesInputmgr              manager.ManagerglobalPredicates []predicate.Predicatectrl             controller.ControllerctrlOptions      controller.Optionsname             string
}

我们看到 example 中是调用了 For() 动作，那么这个 For() 是什么呢？

通过注释，我们可以看到 For() 提供了 调解对象类型，ControllerManagedBy 通过 reconciling object 来相应对应create/delete/update 事件。调用 For() 相当于调用了 Watches(&source.Kind{Type: apiType}, &handler.EnqueueRequestForObject{}) 。

func (blder *Builder) For(object client.Object, opts ...ForOption) *Builder {if blder.forInput.object != nil {blder.forInput.err = fmt.Errorf("For(...) should only be called once, could not assign multiple objects for reconciliation")return blder}input := ForInput{object: object}for _, opt := range opts {opt.ApplyToFor(&input) //最终把我们要监听的对象每个 opts注册进去}blder.forInput = inputreturn blder
}

接下来是调用的 Owns() ，Owns() 看起来和 For() 功能是类似的。只是说属于不同，是通过Owns方法设置的

func (blder *Builder) Owns(object client.Object, opts ...OwnsOption) *Builder {input := OwnsInput{object: object}for _, opt := range opts {opt.ApplyToOwns(&input)}blder.ownsInput = append(blder.ownsInput, input)return blder
}

最后到了 Complete()，Complete 是完成这个controller的构建

// Complete builds the Application Controller.
func (blder *Builder) Complete(r reconcile.Reconciler) error {_, err := blder.Build(r)return err
}// Build 创建控制器并返回
func (blder *Builder) Build(r reconcile.Reconciler) (controller.Controller, error) {if r == nil {return nil, fmt.Errorf("must provide a non-nil Reconciler")}if blder.mgr == nil {return nil, fmt.Errorf("must provide a non-nil Manager")}if blder.forInput.err != nil {return nil, blder.forInput.err}// Checking the reconcile type exist or notif blder.forInput.object == nil {return nil, fmt.Errorf("must provide an object for reconciliation")}// Set the ControllerManagedByif err := blder.doController(r); err != nil {return nil, err}// Set the Watchif err := blder.doWatch(); err != nil {return nil, err}return blder.ctrl, nil
}

这里面可以看到，会完成 doController 和 doWatch

doController会初始化好这个controller并返回

func (blder *Builder) doController(r reconcile.Reconciler) error {globalOpts := blder.mgr.GetControllerOptions()ctrlOptions := blder.ctrlOptionsif ctrlOptions.Reconciler == nil {ctrlOptions.Reconciler = r}// 通过检索GVK获得默认的名称gvk, err := getGvk(blder.forInput.object, blder.mgr.GetScheme())if err != nil {return err}// 设置并发，如果最大并发为0则找到一个// 追踪下去看似是对于没有设置时，例如会根据 app group中的 ReplicaSet设定// 就是在For()传递的一个类型的数量来确定并发的数量if ctrlOptions.MaxConcurrentReconciles == 0 {groupKind := gvk.GroupKind().String()if concurrency, ok := globalOpts.GroupKindConcurrency[groupKind]; ok && concurrency > 0 {ctrlOptions.MaxConcurrentReconciles = concurrency}}// Setup cache sync timeout.if ctrlOptions.CacheSyncTimeout == 0 && globalOpts.CacheSyncTimeout != nil {ctrlOptions.CacheSyncTimeout = *globalOpts.CacheSyncTimeout}// 给controller一个name，如果没有初始化传递，则使用Kind做名称controllerName := blder.getControllerName(gvk)// Setup the logger.if ctrlOptions.LogConstructor == nil {log := blder.mgr.GetLogger().WithValues("controller", controllerName,"controllerGroup", gvk.Group,"controllerKind", gvk.Kind,)lowerCamelCaseKind := strings.ToLower(gvk.Kind[:1]) + gvk.Kind[1:]ctrlOptions.LogConstructor = func(req *reconcile.Request) logr.Logger {log := logif req != nil {log = log.WithValues(lowerCamelCaseKind, klog.KRef(req.Namespace, req.Name),"namespace", req.Namespace, "name", req.Name,)}return log}}// 这里就是构建一个新的控制器了，也就是前面说到的 manager.New()blder.ctrl, err = newController(controllerName, blder.mgr, ctrlOptions)return err
}

manager.New()

start Manager

接下来是manager的启动，也就是对应的 start() 与 doWatch()

通过下述代码我们可以看出来，对于 doWatch() 就是把 compete() 前的一些资源的事件函数都注入到controller 中

func (blder *Builder) doWatch() error {// 调解类型，这也也就是对于For的obj来说，我们需要的是什么结构的，如非结构化数据或metadata-only// metadata-only就是配置成一个GVK schema.GroupVersionKindtypeForSrc, err := blder.project(blder.forInput.object, blder.forInput.objectProjection)if err != nil {return err}&source.Kind{}// 一些准备工作，将对象封装为&source.Kind{}// src := &source.Kind{Type: typeForSrc}hdler := &handler.EnqueueRequestForObject{} // 就是包含obj的一个事件队列allPredicates := append(blder.globalPredicates, blder.forInput.predicates...)// 这里又到之前说过的controller watch了// 将一系列的准备动作注入到cache 如 source eventHandler predicateif err := blder.ctrl.Watch(src, hdler, allPredicates...); err != nil {return err}// 再重复 ownsInput 动作for _, own := range blder.ownsInput {typeForSrc, err := blder.project(own.object, own.objectProjection)if err != nil {return err}src := &source.Kind{Type: typeForSrc}hdler := &handler.EnqueueRequestForOwner{OwnerType:    blder.forInput.object,IsController: true,}allPredicates := append([]predicate.Predicate(nil), blder.globalPredicates...)allPredicates = append(allPredicates, own.predicates...)if err := blder.ctrl.Watch(src, hdler, allPredicates...); err != nil {return err}}// 在对 ownsInput 进行重复的操作for _, w := range blder.watchesInput {allPredicates := append([]predicate.Predicate(nil), blder.globalPredicates...)allPredicates = append(allPredicates, w.predicates...)// If the source of this watch is of type *source.Kind, project it.if srckind, ok := w.src.(*source.Kind); ok {typeForSrc, err := blder.project(srckind.Type, w.objectProjection)if err != nil {return err}srckind.Type = typeForSrc}if err := blder.ctrl.Watch(w.src, w.eventhandler, allPredicates...); err != nil {return err}}return nil
}

由于前两部 builder 的操作将 mgr 指针传入到 builder中，并且操作了 complete() ，也就是操作了 build() ,这代表了对 controller 完成了初始化，和事件注入（watch）的操作，所以 Start()，就是将controller启动

func (cm *controllerManager) Start(ctx context.Context) (err error) {cm.Lock()if cm.started {cm.Unlock()return errors.New("manager already started")}var ready booldefer func() {if !ready {cm.Unlock()}}()// Initialize the internal context.cm.internalCtx, cm.internalCancel = context.WithCancel(ctx)// 这个channel代表了controller的停止stopComplete := make(chan struct{})defer close(stopComplete)// This must be deferred after closing stopComplete, otherwise we deadlock.defer func() {stopErr := cm.engageStopProcedure(stopComplete)if stopErr != nil {if err != nil {err = kerrors.NewAggregate([]error{err, stopErr})} else {err = stopErr}}}()// Add the cluster runnable.if err := cm.add(cm.cluster); err != nil {return fmt.Errorf("failed to add cluster to runnables: %w", err)}// 指标类if cm.metricsListener != nil {cm.serveMetrics()}if cm.healthProbeListener != nil {cm.serveHealthProbes()}if err := cm.runnables.Webhooks.Start(cm.internalCtx); err != nil {if !errors.Is(err, wait.ErrWaitTimeout) {return err}}// 等待informer同步完成if err := cm.runnables.Caches.Start(cm.internalCtx); err != nil {if !errors.Is(err, wait.ErrWaitTimeout) {return err}}// 非选举模式，runnable将在cache同步完成后启动if err := cm.runnables.Others.Start(cm.internalCtx); err != nil {if !errors.Is(err, wait.ErrWaitTimeout) {return err}}// Start the leader election and all required runnables.{ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())cm.leaderElectionCancel = cancelgo func() {if cm.resourceLock != nil {if err := cm.startLeaderElection(ctx); err != nil {cm.errChan <- err}} else {// Treat not having leader election enabled the same as being elected.if err := cm.startLeaderElectionRunnables(); err != nil {cm.errChan <- err}close(cm.elected)}}()}ready = truecm.Unlock()select {case <-ctx.Done():// We are donereturn nilcase err := <-cm.errChan:// Error starting or running a runnablereturn err}
}

可以看到上面启动了4种类型的runnable，实际上就是对这runnable进行启动，例如 controller，cache等。

回顾一下，我们之前在使用code-generator 生成，并自定义controller时，我们也是通过启动 informer.Start() ，否则会报错。

最后可以通过一张关系图来表示，client-go与controller-manager之间的关系

Reference

diving controller runtime