Kubernetes 探针

在 Kubernetes 中 Pod 是最小的计算单元，而一个 Pod 又由多个容器组成，相当于每个容器就是一个应用，应用在运行期间，可能因为某也意外情况致使程序挂掉。那么如何监控这些容器状态稳定性，保证服务在运行期间不会发生问题，发生问题后进行重启等机制，就成为了重中之重的事情，考虑到这点 kubernetes 推出了活性探针机制。有了存活性探针能保证程序在运行中如果挂掉能够自动重启，但是还有个经常遇到的问题，比如说，在 Kubernetes 中启动 Pod，显示明明 Pod 已经启动成功，且能访问里面的端口，但是却返回错误信息。还有就是在执行滚动更新时候，总会出现一段时间，Pod对外提供网络访问，但是访问却发生 404，这两个原因，都是因为 Pod 已经成功启动，但是 Pod 的的容器中应用程序还在启动中导致，考虑到这点 Kubernetes 推出了就绪性探针机制。

Kubernetes 探针类型

探针类型	检查时机	失败后果	典型应用场景
Startup：启动探针	容器启动阶段	阻塞后续探针执行	慢启动应用初始化
Liveness：存活探针	运行期间定期检查	重启容器（kubelet）	检测死锁/内存泄漏
Readiness：就绪探针	服务就绪检查	从Service端点移除	流量切换/依赖检查

启动探针 Startup Probe ：用于判断容器内应用程序是否启动，如果配置了startupProbe，就会先禁止其他的探针，直到它成功为止，成功后将不再进行探测。（1.16版本后加入，针对容器内应用服务是否已经启动监控）
就绪探针 Readiness Probe ：判断容器是否已经就绪，若未就绪，容器将会处于未就绪，未就绪的容器，不会进行流量的调度。 Kubernetes 会把 Pod 从 service endpoints 中剔除。
存活探针 Liveness Probe ：判断容器内的应用程序是否正常，若不正常，根据 Pod 的restartPolicy 重启策略操作，如果没有配置该探针，默认就是success

探针的检查方法

exec：通过在容器内执行指定命令，来判断命令退出时返回的状态码，返回状态码是0表示正常。
httpGet：通过对容器的 IP 地址、端口和 URL 路径来发送 GET 请求；如果响应的状态码在 200 ~399 间，表示正常。
tcpSocket：通过对容器的 IP 地址和指定端口，进行 TCP 检查，如果端口打开，发起 TCPSocket 建立成功，表示正常。

配置说明表

参数	推荐值	作用说明
`initialDelaySeconds`	慢启动应用：30+	延迟多少秒开始探测。避免应用未完成启动时被误判
`periodSeconds`	生产环境≥5	检查间隔，高频检查会增加应用负载，默认是10s最少是1秒
`timeoutSeconds`	1-3	超时时间，超过即视为失败
`failureThreshold`	3-5	连续失败次数，过大延长故障恢复时间，过小易误判，默认3次最少1次
`successThreshold`	1（Readiness可设2）	要求连续成功次数，防止偶发成功，只能1

经典案例

Startup Probe 启动探针

Nginx 挂载示例

场景：Nginx前端挂载宿主机目录检测

yaml

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: demo-probe
  labels:
    app: demo
    app: probe
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-start-probe
  namespace: demo-probe
  labels:
    app: demo
    app: probe
spec:
  volumes:
    - name: html
      hostPath:
        path: /data/html
  containers:
    - name: nginx-start-probe
      image: nginx
      imagePullPolicy: IfNotPresent
      volumeMounts:
        - name: html
          mountPath: /html
      startupProbe:
        exec:
          command: ["/bin/sh","-c","cat /html/index.html"]
        initialDelaySeconds: 3
        periodSeconds: 5
        timeoutSeconds: 3
        failureThreshold: 3

Tomcat 示例

场景：Tomcat 应用需要长时间初始化（加载大型配置文件）

yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: tomcat-app
spec:
  containers:
  - name: tomcat
    image: tomcat:9.0
    ports:
    - containerPort: 8080
    # Startup Probe 配置
    startupProbe:
      httpGet:
        path: /manager/html
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 10  # 容器启动后等待10秒开始检查
      periodSeconds: 5         # 每5秒检查一次
      failureThreshold: 20     # 允许最多20次失败（总等待100秒）
      timeoutSeconds: 2        # 每次检查超时时间
    # 其他探针（仅在startup成功后生效）
    livenessProbe:
      httpGet:
        path: /manager/status
        port: 8080
      periodSeconds: 10
    readinessProbe:
      httpGet:
        path: /manager/health
        port: 8080
      periodSeconds: 5

Liveness Probe 存活探针

Nginx 检测

yaml

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: demo-probe
  labels:
    app: demo
    app: probe
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-liveness-probe
  namespace: demo-probe
  labels:
    app: demo
    app: probe
spec:
  volumes:
    - name: conf
      hostPath:
        path: /data/nginx/conf
  containers:
    - name: nginx-liveness-probe
      image: nginx
      imagePullPolicy: IfNotPresent
      volumeMounts:
        - name: conf
          mountPath: /etc/nginx/conf.d
      ports:
        - name: nginx-port
          containerPort: 8080
      livenessProbe:
        httpGet:
          port: 8080
          path: /health
          scheme: HTTP
        initialDelaySeconds: 15		# 等待应用完成启动
        periodSeconds: 10			# 每10秒检查一次
        timeoutSeconds: 3			# 超时时间
        failureThreshold: 3			# 连续失败3次即重启

Node.js 检测

场景：检测 Node.js 应用内存泄漏（进程存在但无响应）

yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nodejs-api
spec:
  containers:
  - name: nodejs
    image: node:18
    ports:
    - containerPort: 3000
    env:
    - name: NODE_ENV
      value: production
    # Liveness Probe 配置
    livenessProbe:
      httpGet:
        path: /health/live
        port: 3000
        httpHeaders:
        - name: X-Liveness-Token
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: app-secrets
              key: liveness-token
      initialDelaySeconds: 30  # 等待应用完成启动
      periodSeconds: 15        # 每15秒检查一次
      failureThreshold: 2      # 连续失败2次即重启
      timeoutSeconds: 3        # 超时时间
    resources:
      limits:
        memory: "512Mi"
      requests:
        memory: "256Mi"

Readiness Probe 服务就绪探针

场景：MySQL 服务依赖检查（确保可接受新连接）

yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mysql-primary
spec:
  containers:
  - name: mysql
    image: mysql:8.0
    env:
    - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
      value: '123456'
    ports:
    - containerPort: 3306
    # Readiness Probe 配置
    readinessProbe:
      exec:
        command:
        - sh
        - -c
        - "mysql -uroot -p${MYSQL_ROOT_PASSWORD} -e 'SELECT 1' && test -f /var/lib/mysql/ready"
      initialDelaySeconds: 10
      periodSeconds: 5
      successThreshold: 1
      failureThreshold: 3
    volumeMounts:
    - name: mysql-data
      mountPath: /var/lib/mysql
  volumes:
  - name: mysql-data
    persistentVolumeClaim:
      claimName: mysql-pvc

三探针组合

场景：Spring Boot 微服务（包含数据库初始化）

yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: order-service
spec:
  initContainers:
  - name: db-migration
    image: flyway/flyway
    command: ["flyway", "migrate"]
    envFrom:
    - configMapRef:
        name: db-config
  containers:
  - name: java-app
    image: springboot-order:2.7
    ports:
    - containerPort: 8080
    # 三探针组合配置
    startupProbe:
      httpGet:
        path: /actuator/health/startup
        port: 8080
      failureThreshold: 30  # 最长等待30 * 5=150秒
      periodSeconds: 5
    livenessProbe:
      httpGet:
        path: /actuator/health/liveness
        port: 8080
      periodSeconds: 10
      failureThreshold: 3
    readinessProbe:
      httpGet:
        path: /actuator/health/readiness
        port: 8080
      periodSeconds: 5
      failureThreshold: 3
    env:
    - name: JAVA_OPTS
      value: "-Xms512m -Xmx512m"
    volumeMounts:
    - name: config
      mountPath: "/app/config"
  volumes:
  - name: config
    configMap:
      name: app-config

Kubernetes 探针 ​