最近遇到一个问题：statefulset 部署能否只是升级部分的 pod？问题本身不难，但我发现没有说过有关 statefulset 的介绍，于是本文将介绍一些有关 statefulset 的点。
问题的答案则放在文章的最后，这也是 statefulset 一个很有用的特性。

statefulset 特点

首先让我们来简单说下 statefulset 的一些基本特点

特点

statefulset 顾名思义是有状态的，它与 deployment 最大的不同就是这个。

  • 稳定的、唯一的网络标识符。
  • 稳定的、持久的存储。
  • 有序的、优雅的部署和扩缩。
  • 有序的、自动的滚动更新。
    由于特点是为了满足很多有状态的服务或者中间件：如 Zookeeper、Kafka 等，他们一般有一些数据是不希望随着服务的重启而消失的，所以就需要 statefulset 了。

顺序&唯一

在 statefulset 中每个 pod 会有一个唯一标识符，故这些 pod 之间是不一样的，也就是唯一的，所以 pod 在重启或者是调度后是没有办法互相替换的。

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❯ kubectl get pods
NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
consul-0                                  1/1     Running   10         52d
consul-1                                  1/1     Running   3          52d
consul-2                                  1/1     Running   7          51d
consul-3                                  1/1     Running   4          52d
consul-4                                  1/1     Running   4          53d
consul-5                                  1/1     Running   7          51d

我们可以看到每个 pod 的名称后面还跟了一个递增的数字用于区分

  • 创建的时候顺序是 0，1，2…. 5
  • 终止的时候顺序是 5….2，1，0
  • 并且前一个没有 running&ready 后一个是不会被创建的

数据持久化

由于 statefulset 的特性，我们往往需要持久化数据，也就是需要对应的 PV 和 PVC，当然与之更好的配合是 StorageClass，因为我们往往需要动态为每个 pod 去申请对应的资源，这部分详细可以参考：k8s StorageClass使用攻略

由于 statefulset 中每个 pod 都是唯一的，所以他们对应的持久化的 PV 和 PVC 也是一一对应的，pod-1 不会也不能用到 pod-2 所对应的 PV。

滚动更新

什么是滚动更新

当我们重启一个 deployment 的时候，或者是修改了 deployment 的时候，pod 会几个几个进行更新，它默认确保 75% 的处于可用状态。

而 statefulset 不一样，它一定是一个一个更新的，按照顺序（从最大序号到最小序号）进行，每次更新一个 Pod。

如何实现

其实实现方式和 deployment 一样，都是通过控制器模式来实现的，并且 k8s 中都运用到了状态维护的设计思想，也就是：描述我需要的状态，如果当前状态不是我需要的，则进行改变，直到成为我描述的状态。

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for {
    实际状态 := 获取集群中对象 X 的实际状态(Actual State) 
    期望状态 := 获取集群中对象 X 的期望状态(Expectation State) 
    if 实际状态 == 期望状态{
        什么都不做
    } else {
        执行编排动作，将实际状态调整为期望状态
    }
}

步骤

  1. 获取所有 pod 副本
  2. 进行分组，不需要的 pod 进入 condemned
  3. 需要的 pod 进入 replicas
  4. 根据规则顺序的序列好检查副本状态
  5. 按照降序删除 condemned
  6. 按照降序更新 replicas

具体代码在 updateStatefulSet 方法中：
https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/9f82d81e55cafdedab619ea25cabf5d42736dacf/pkg/controller/statefulset/stateful_set_control.go

能否只是升级部分的 pod？

我们经常会遇到需要蓝绿发布的场景，也就是说，我们只想升级一个应用中部分的 pod，保持新老版本共存，来验证一些业务或者升级所带来的影响，如果遇到问题可以快速相应。那么在 statefulset 中，实现起来很简单。

在 statefulset 的配置中有个 partition

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spec:
  updateStrategy:
    type: RollingUpdate
    rollingUpdate:
      partition: 2

你可以通过配置这个参数来实现升级部分的 pod

  • 序号 >= partition 的 pod 会更新
  • 序号 < partition 的 pod 不会被更新

然后当你验证业务通过后，可以跳转这个参数为 0，就可以将剩余的 pod 也更新完成了