K8s Deployment 工作机制详解:副本、滚动升级、回滚、探针配置

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Deployment 是 Kubernetes 最核心的资源控制器之一,它是无状态应用的主力战将。
如果你想真正掌控 K8s 的服务部署,那就必须深入了解 Deployment 的机制。本文将从 Deployment 的创建、升级、回滚,到副本控制与探针配置,带你一站式掌握这一核心对象。


Deployment 是什么?

Deployment 是用于声明式管理应用部署状态的控制器,它能帮你:

  • 保证某个版本的应用副本数始终保持一致;
  • 支持零停机的滚动升级与回滚
  • 配合探针实现服务的健康检查与故障自愈。

Deployment 工作流程概览

我们用一张流程图表示 Deployment 从定义到运行的核心流程:


Deployment 核心字段解析

示例 YAML:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-app
spec:
  replicas: 3  # 副本数
  selector:
    matchLabels:
      app: my-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-app
    spec:
      containers:
      - name: web
        image: nginx:1.25
        ports:
        - containerPort: 80

核心字段解释:

字段说明
replicas期望 Pod 的副本数
selector匹配 Pod 的标签,绑定 ReplicaSet
templatePod 模板,定义容器、镜像等

Deployment 通过控制 ReplicaSet,进而管理 Pod 的生命周期。


副本控制机制

Deployment 会不断地与 ReplicaSet 状态对比,如果某些 Pod 挂了或多了,就会自动调节,保证副本数量与定义一致

例如定义了 replicas: 3,即使某台节点重启,K8s 也会自动将 Pod 重新调度至健康节点,始终保持 3 个可用副本。

你也可以通过命令行扩缩容:

kubectl scale deploy my-app --replicas=5

滚动升级机制详解

滚动升级是 Kubernetes 的核心能力之一,它允许你在不中断服务的前提下,逐个替换老 Pod 为新 Pod。

升级触发方式

kubectl set image deploy/my-app web=nginx:1.26

或者直接修改 YAML 文件中的镜像版本再 apply。

升级策略配置

strategy:
  type: RollingUpdate
  rollingUpdate:
    maxSurge: 1        # 可额外创建的 Pod 数
    maxUnavailable: 1  # 同时允许不可用的 Pod 数

默认值为 maxSurge=25%,maxUnavailable=25%,即滚动升级是“边上边下”。

升级流程图:


回滚机制:出问题怎么办?

Kubernetes 自动保留历史 ReplicaSet,你可以随时回滚至前一个版本。

一键回滚

kubectl rollout undo deploy my-app

查看版本历史

kubectl rollout history deploy my-app

❤️ 探针机制:让 Pod 更“智能”

探针是 Kubernetes 对容器健康管理的关键机制。

  • Liveness Probe:判断容器是否“活着”,否则重启容器;
  • Readiness Probe:判断容器是否“准备好接收请求”,否则从 Service 中摘除;
  • Startup Probe:用于启动缓慢的容器,防止误判崩溃。

示例配置:

livenessProbe:
  httpGet:
    path: /healthz
    port: 80
  initialDelaySeconds: 5
  periodSeconds: 10

readinessProbe:
  httpGet:
    path: /ready
    port: 80
  initialDelaySeconds: 3
  periodSeconds: 5

如果你是 Web 应用开发者,建议用 /healthz 或 /ready 返回 200 状态码作为检查入口。


✅ 实战建议总结

目标实用技巧
控制副本数使用 replicas 字段或 kubectl scale
高可用部署设置副本数 ≥ 2,配合探针
优雅升级配置 maxSurge 和 maxUnavailable
应对失败部署学会使用 kubectl rollout undo
提升稳定性配置 Liveness/Readiness 探针
日志追踪用 kubectl rollout status 观察升级进度

常见错误与排查建议

问题解决方案
升级时服务中断检查 readinessProbe 是否配置正确
回滚失败查看 kubectl rollout history 检查历史版本是否存在
升级未生效检查镜像 tag 是否唯一(避免使用 latest)
Pod 始终 CrashLoop检查 livenessProbe 失败次数或启动命令

延伸阅读推荐

  • Kubernetes 官方文档 - Deployment
  • Kubernetes Probes 探针介绍

✅ 小结

Deployment 是 Kubernetes 部署无状态服务的基石。掌握它的副本控制、滚动升级、回滚和探针配置,意味着你真正走进了 K8s 运维自动化的核心领域。


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