【Kubernetes】Operator开发之kubebuilder实战（二）

1 解决（一）中的资源删除问题

在Operator开发之kubebuilder实战（一）的最后提到了Demo和Pod删除的问题：

由于DemoController只监听了Demo资源的变化，因此，删除Pod时，DemoController不会创建Pod，同时，在删除Demo时，也不会删除对应的Pod，因为此时已经没有Demo了，而且k8s也不知道该Demo管理了哪些Pod

首先，DemoController需要监听Pod资源的变化，kubebuilder提供了两种监听额外资源的变化的机制，一种是简单粗暴的Watchs：

func (r *DemoReconciler) SetupWithManager(mgr ctrl.Manager) error {
	return ctrl.NewControllerManagedBy(mgr).
		For(&batchv1.Demo{}).
		Watches(&corev1.Pod{}, &handler.EnqueueRequestForObject{}).
		Complete(r)
}

这种方式就可以直接ListAndWatch Pod资源，这种方式的问题是，可以接收到所有命名空间的Pod的变化，但是，在我们的场景中，希望只监听Demo负责创建的Pod。

另一种就是Owns：

func (r *DemoReconciler) SetupWithManager(mgr ctrl.Manager) error {
	return ctrl.NewControllerManagedBy(mgr).
		For(&batchv1.Demo{}).
		Owns(&corev1.Pod{}).
		Complete(r)
}

这种方式就只会监听Demo负责创建的Pod，不过使用这种方式还需要在创建Pod时增加ownerReferences属性，这种方式就跟ReplicaSet类似：当ReplicaSet在创建Pod时，会将自身的信息写入到Pod的ownerReferences字段，当Pod变化时，会根据Pod找到关联的ReplicaSet，然后向ReplicaSet推送Pod变更。这种方式可以让DemoController接收必要的消息，而不需要实现过滤逻辑。

创建Pod时在metadata部分加入ownerReferences：

        pod := &corev1.Pod{
			ObjectMeta: metav1.ObjectMeta{
				Labels:      make(map[string]string),
				Annotations: make(map[string]string),
				Name:        name,
				Namespace:   req.Namespace,
				OwnerReferences: []metav1.OwnerReference{
					{
						APIVersion:         demo.APIVersion,
						Kind:               demo.Kind,
						Name:               demo.Name,
						UID:                demo.UID,
						Controller:         pointer.Bool(true),  // 为true表示该资源是控制器
					},
				},
			},
			Spec: *demo.Spec.Template.Spec.DeepCopy(),
		}

通过这两个改动的结合就可以达到效果：

通过监控Pod的变化，能够在Pod被删除时去判断当前的Pod数量和需要的Pod数量，就可以保证在Pod删除时进行Pod的重建
通过给Pod设置ownerReferences属性，能够将Pod与Demo关联起来，一方面，在Pod变更时能够找到关联的Demo并给Demo推送变更，另一方面，在删除Demo时，可以级联删除Pod

需要注意的是：

在SetupWithManager里面监听的是Pod，但是调谐函数收到的是Pod关联的Demo的变更，而不像有些文章写的在这里还需要判断收到的变更是Demo还是Pod
删除Demo时，会级联删除Pod

关于级联删除：当删除一个资源时，该如何删除这个资源管理的资源。当使用kubectl delete删除资源时，有个级联删除的选项--cascade，该选项有三个值：

background：后台级联删除，是默认的删除策略，k8s立即删除当前资源，然后在后台清理当前资源创建的其他资源（也就是ownerReferences是当前资源的资源）
foreground：前台级联删除，kubectl会，k8s会给Demo加上deletionTimestamp属性和finalizers属性，其中finalizers设置为foregroundDeletion，给Pod设置deletionTimestamp，然后去删除Pod，当清理操作完成时，再移除finalizers属性并删除Pod
orphan：不进行级联删除，直接删除当前资源，也就是不管当前资源创建的其他资源，跟我们没有用ownerReferences效果一样

这就解释了为什么给Pod加上ownerReferences属性就可以在删除Demo时自动删除Pod。

资源删除过程中还需要提到两个属性：BlockOwnerDeletion和Finalizers：

BlockOwnerDeletion：当在ownerReferences中设置了该选项，说明当删除当前资源时需要确保父资源也在删除
Finalizers：当资源设置了Finalizers时，k8s收到删除请求时，不会直接删除资源，而是会添加资源的deletionTimestamp属性，然后返回Accepted，之后FinalizersController会监听该资源，当该资源的条件满足时，就会从Finalizers中删除，资源就会被删除

2 开发Webhook

2.1 什么是Webhook

Webhook是一种可以在请求过程中将请求发送给另一个web服务进行处理的机制，例如，GitLab中的Webhook，当向GitLabe仓库提交代码时，GitLab会产生一些事件，可以让GitLab将这些事件发送给我们的Web程序处理，从而可以实现流程的自动化。与GitLabe中的Webhook类似，k8s中的Webhook也是可以在apiserver处理请求时，将请求发送给其他的web服务处理，区别是，k8s中的Webhook不仅可以收到请求，还能够拦截和拒绝请求。

k8s apiserver在收到请求后，需要对请求进行准入控制，也就是判断请求是否合法，这里面有两种特殊的准入控制可以让开发人员增加自己的准入规则：

MutatingAdmissionWebhook：变更准入，可以对资源进行修改，例如，当用户没有设置某个字段时，可以给该字段设置默认值
ValidatingAdmissionWebhook：验证准入，可以对资源的字段进行验证，例如，验证某个字段是否在允许的范围内

2.2 基于kubebuilder开发Webhook

在这里我们创建Webhook，且带有变更准入和验证准入的功能：

变更准入：当demo.spec未提供replicas字段时，则将demo.spec.replics设置为1
验证准入：demo.spec.replicas的范围只能在[1,10]之间，如果设置的范围不在这个范围，则拒绝请求

创建Webhook：

// 创建默认和验证的webhook
kubebuilder create webhook --group batch --version v1 --kind Demo --defaulting --programmatic-validation

上述命令分别在api/v1和config增加了以下文件：

api/v1：demo_webhook.go、webhook_suit_test.go
config/：default/manager_webhook_patch.yaml、default/webhookcainjection_patch.yaml、webhook/service.yaml、

代码逻辑位于demo_webhook.go，其中Default()里面可以对未提供值的字段设置默认值，ValidateCreate()是对创建资源时进行验证，ValidateUpdate()是对更新资源时进行验证，ValidateDelete()是对删除资源时进行验证。

func (r *Demo) Default() {
	demolog.Info("default", "name", r.Name)

       // 设置replicas的默认值
	if r.Spec.Replicas == nil {
		r.Spec.Replicas = new(int64)
		*r.Spec.Replicas = 1
	}
}

func (r *Demo) ValidateCreate() (admission.Warnings, error) {
	demolog.Info("validate create", "name", r.Name)

       // 创建资源时对replicas的范围进行判断
	if *r.Spec.Replicas < 1 || *r.Spec.Replicas > 10 {
		return admission.Warnings{"replicas must greater than 1 and less than 11"}, errors.New("replicas must greater than 1 and less than 11")
	}

	return nil, nil
}

3 总结

这里解决了当前资源和子资源的删除问题，并说明了级联删除，并简单讲解了Webhook的开发。