K8S学习指南(70)-K8S中的informa机制

引言

在 Kubernetes 集群中,Informer 是一种重要的机制,用于监控和处理集群中资源对象的变化。它是基于观察者模式设计的,允许开发者注册对某类资源对象的关注,并在对象发生变化时得到通知。本文将深入介绍 Kubernetes 中的 Informer 机制,包括其设计思想、工作原理、示例和最佳实践。

什么是 Informer?

Informer 是 Kubernetes 中用于监控和处理资源对象变化的框架。它建立在 Kubernetes 的客户端库 client-go 之上,提供了高级别的 API,简化了开发者对资源对象状态变化的监听和处理。

Informer 的核心思想是将对资源对象的监听和处理逻辑进行模块化,以便更容易地维护和扩展。通过 Informer,开发者可以注册关注的资源类型,并在资源状态发生变化时执行自定义的业务逻辑。

Informer 的工作原理

Informer 机制的核心工作原理主要包括以下几个步骤:

  1. List-Watch 机制: Informer 使用 Kubernetes API 的 List-Watch 机制来获取资源对象的初始列表,并通过 Watch 机制实时接收对象的变化事件。
  2. SharedInformerFactory: SharedInformerFactory 是 Informer 的工厂,负责创建和管理多个 SharedInformer。每个 SharedInformer 监听一种资源对象的变化。
  3. Event Handlers: 开发者可以注册事件处理器(Event Handlers),在资源对象发生变化时触发相应的处理逻辑。Event Handlers 是 Informer 的核心扩展点,用于实现自定义的业务逻辑。
  4. Delta FIFO Queue: 通过 Delta FIFO Queue,Informer 在收到资源对象的变化事件时,将事件推送到队列中。Event Handlers 从队列中取出事件进行处理。
  5. Resync: Informer 支持定期的全量同步(Resync)机制,以确保本地缓存与实际状态的一致性。定期地对资源对象进行全量同步,更新本地缓存。

如何使用 Informer

1. 创建 SharedInformerFactory

首先,创建一个 SharedInformerFactory 对象:

clientset, err := kubernetes.NewForConfig(config)
if err != nil {panic(err.Error())
}informerFactory := informers.NewSharedInformerFactory(clientset, time.Second*30)

2. 注册关注的资源类型

使用 SharedInformerFactory 注册对某一种资源类型的关注:

podInformer := informerFactory.Core().V1().Pods()

3. 注册 Event Handlers

注册事件处理器,定义在资源对象发生变化时的处理逻辑:

podInformer.Informer().AddEventHandler(cache.ResourceEventHandlerFuncs{AddFunc: func(obj interface{}) {// 处理资源对象新增事件pod := obj.(*corev1.Pod)fmt.Printf("Pod added: %s\n", pod.Name)},UpdateFunc: func(oldObj, newObj interface{}) {// 处理资源对象更新事件oldPod := oldObj.(*corev1.Pod)newPod := newObj.(*corev1.Pod)fmt.Printf("Pod updated: %s\n", newPod.Name)},DeleteFunc: func(obj interface{}) {// 处理资源对象删除事件pod := obj.(*corev1.Pod)fmt.Printf("Pod deleted: %s\n", pod.Name)},
})

4. 启动 Informer

启动 SharedInformerFactory,开始监听资源对象的变化:

informerFactory.Start(stopCh)

5. 处理资源对象变化事件

在 Event Handlers 中定义的逻辑将在资源对象发生变化时被触发:

<-stopCh

通过以上步骤,就可以使用 Informer 监听和处理 Kubernetes 集群中资源对象的变化。

示例:使用 Informer 监听 Pod 变化

下面是一个简单的示例,演示如何使用 Informer 监听 Pod 对象的变化:

package mainimport ("context""flag""fmt""os""os/signal""time""k8s.io/client-go/kubernetes""k8s.io/client-go/tools/cache""k8s.io/client-go/tools/clientcmd""k8s.io/client-go/util/homedir""k8s.io/client-go/util/wait"
)func main() {var kubeconfig *stringif home := homedir.HomeDir(); home != "" {kubeconfig = flag.String("kubeconfig", home+"/.kube/config", "kubeconfig file")} else {kubeconfig = flag.String("kubeconfig", "", "kubeconfig file")}config, err := clientcmd.BuildConfigFromFlags("", *kubeconfig)if err != nil {panic(err.Error())}clientset, err := kubernetes.NewForConfig(config)if err != nil {panic(err.Error())}stopCh := make(chan struct{})defer close(stopCh)informerFactory := cache.NewSharedInformerFactory(clientset, time.Second*30)podInformer := informerFactory.Core().V1().Pods()podInformer.Informer().AddEventHandler(cache.ResourceEventHandlerFuncs{AddFunc: func(obj interface{}) {pod := obj.(*corev1.Pod)fmt.Printf("Pod added: %s\n", pod.Name)},UpdateFunc: func(oldObj, newObj interface{}) {oldPod := oldObj.(*corev1.Pod)newPod := newObj.(*corev1.Pod)fmt.Printf("Pod updated: %s\n", newPod.Name)},DeleteFunc: func(obj interface{}) {pod := obj.(*corev1.Pod)fmt.Printf("Pod deleted: %s\n", pod.Name)},})go informerFactory.Start(stopCh)if !cache.WaitForCacheSync(stopCh, podInformer.Informer().HasSynced) {fmt.Println("Timed out waiting for caches to sync")return}fmt.Println("Informer started. Waiting for Pod events...")c := make(chan os.Signal, 1)signal.Notify(c, os.Interrupt)<-cfmt.Println("Received interrupt signal. Stopping Informer...")
}

结语

Informer 机制是 Kubernetes 中强大且灵活的一部分,为开发者提供了便捷的方式监听和处理集群中资源对象的变化。通过 SharedInformerFactory 的注册和 Event Handlers 的定义,可以轻松实现对特定资源类型的关注和处理逻辑。Informer 的应用范围广泛,涉及到许多领域,包括控制器开发、自动伸缩、日志收集等。希望本文的详细介绍和示例能够帮助你更好地理解和应用 Kubernetes 中的 Informer 机制。

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