完整教程：K8s学习笔记(十) Deployment 副本控制器

在 Kubernetes 中，Deployment 是一种声明式的工作负载资源，用于管理 Pod 和 ReplicaSet（副本集），并提供 Pod 的创建、更新、回滚等全生命周期管理能力。它的核心功能之一是通过 ReplicaSet（新一代 “副本控制器”）确保集群中始终运行指定数量的 Pod 副本，因此常被称为 “高级副本控制器”。

Deployment 与副本控制器的关系

Kubernetes 中负责维持 Pod 副本数量的 “副本控制器” 经历了两个阶段：

• Replication Controller（RC，旧版）：最早的副本控制器，通过标签选择器管理 Pod，确保副本数量与期望一致。
• ReplicaSet（RS，新版）：替代 RC 的新一代副本控制器，功能与 RC 类似，但支持更灵活的标签选择器（如集合式选择器），是 Deployment 的 “底层执行者”。

Deployment 并不直接管理 Pod，而是通过管理 ReplicaSet 来间接控制 Pod：

• 用户定义 Deployment 的 “期望状态”（如副本数、Pod 模板、更新策略等）；
• Deployment 自动创建 / 更新 ReplicaSet，由 ReplicaSet 负责维持 Pod 的实际副本数与期望一致（如 Pod 故障时自动重建）。

Deployment 的核心功能

1. 确保副本数量：通过 ReplicaSet 保证集群中始终运行指定数量的 Pod（replicas 字段），例如指定 3 个副本时，若某个 Pod 因节点故障终止，ReplicaSet 会立即新建一个 Pod 补充。
2. 声明式更新 Pod：支持通过修改 Deployment 的 Pod 模板（如镜像版本）实现 Pod 的滚动更新，避免服务中断。例如：
   • 当更新镜像时，Deployment 会创建一个新的 ReplicaSet，逐步替换旧 ReplicaSet 中的 Pod（默认每次替换 25% 的旧 Pod）；
   • 若更新失败，可快速回滚到之前的版本。
3. 版本管理与回滚：Deployment 会记录每一次更新的历史版本（通过 ReplicaSet 的版本区分），支持查看历史记录并回滚到任意版本。
4. 自愈能力：当 Pod 所在节点故障、Pod 被意外删除或健康检查失败时，ReplicaSet 会自动重建 Pod，确保服务可用性。

Deployment 的基本使用

1. 创建 Deployment

通过 YAML 配置文件定义 Deployment，示例如下（nginx-deployment.yaml）：

apiVersion: apps/v1  # API版本（Deployment属于apps组）
kind: Deployment     # 资源类型
metadata:
name: nginx-deploy  # Deployment名称
spec:
replicas: 3         # 期望副本数（核心的副本控制参数）
selector:
matchLabels:      # 标签选择器（关联被管理的Pod）
app: nginx
template:           # Pod模板（定义Pod的规格）
metadata:
labels:
app: nginx    # 与selector.matchLabels一致
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.21  # 容器镜像
ports:
- containerPort: 80
strategy:           # 更新策略（可选，默认RollingUpdate）
type: RollingUpdate
rollingUpdate:
maxSurge: 1      # 最多可超出期望副本数的数量（或百分比）
maxUnavailable: 0 # 更新过程中最多不可用的副本数（或百分比）

创建命令：

kubectl apply -f nginx-deployment.yaml

2. 查看 Deployment 与副本状态

# 查看Deployment
kubectl get deployments
# 输出示例：NAME           READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
#           nginx-deploy   3/3     3            3           5m
# 查看关联的ReplicaSet（名称格式：<deployment-name>-<随机字符串>）kubectl get replicasets# 输出示例：NAME                      DESIRED   CURRENT   READY   AGE#           nginx-deploy-7f89d65b9   3         3         3       5m# 查看Pod（标签会包含app:nginx，与Deployment的selector匹配）kubectl get pods --show-labels

3. 调整副本数量（动态扩缩容）

• 临时调整：

  kubectl scale deployment nginx-deploy --replicas=5

• 永久调整：修改 YAML 文件的replicas字段后执行kubectl apply -f <file>。

4. 更新 Pod（如升级镜像）

修改 Deployment 的 Pod 模板（如镜像版本），触发滚动更新：

# 直接更新镜像
kubectl set image deployment/nginx-deploy nginx=nginx:1.23
# 或修改YAML后apply
kubectl apply -f nginx-deployment.yaml  # 假设已将image改为1.23

更新过程中，Deployment 会创建新的 ReplicaSet（如nginx-deploy-6b78c9d），逐步替换旧 ReplicaSet 的 Pod，确保服务不中断。

5. 查看更新历史与回滚

# 查看更新历史（每个版本对应一个ReplicaSet）
kubectl rollout history deployment nginx-deploy
# 回滚到上一个版本
kubectl rollout undo deployment nginx-deploy
# 回滚到指定版本（通过history中的REVISION指定）
kubectl rollout undo deployment nginx-deploy --to-revision=2

Deployment vs ReplicaSet vs Replication Controller

特性	Deployment	ReplicaSet	Replication Controller（RC）
核心功能	管理 ReplicaSet，支持更新 / 回滚	维持 Pod 副本数量	维持 Pod 副本数量
标签选择器	支持集合式选择器	支持集合式选择器	仅支持等式选择器
更新策略	内置滚动更新、重建策略	无（需手动管理）	无（需手动管理）
版本管理	支持历史记录与回滚	不支持	不支持
推荐使用场景	生产环境的 Pod 全生命周期管理	作为 Deployment 的底层组件，不直接使用	已淘汰，不推荐使用

总结

Deployment 是 Kubernetes 中推荐的 Pod 管理方式，它通过 ReplicaSet 实现副本数量的自动维持（副本控制），同时提供声明式更新、版本回滚等高级功能，确保服务的高可用性和可维护性。相比直接使用 ReplicaSet 或 RC，Deployment 更适合生产环境中需要频繁更新和稳定运行的业务场景。