在Kubernetes中，Pod是最小的管理单元，是一组紧密关联的容器组合。
但是，单独的Pod并不能保障总是可用，比如我们创建一个nginx的Pod，因为某些原因，该Pod被意外删除，我们希望其能够自动新建一个同属性的Pod。很遗憾，单纯的Pod并不能满足需求。
为此，Kubernetes实现了一系列控制器来管理Pod，使Pod的期望状态和实际状态保持一致。目前常用的控制器有：
- Deployment
- StatefulSet
- DaemonSet
- Job/CronJob
这里只介绍Deployment、DaemonSet、Job/CronJob。StatefulSet留到后面Kubernetes有状态应用管理章节再来介绍，因为它涉及到很多其他的知识点，比如Service、PV/PVC，等这些知识点介绍完成过后再来说StatefulSet要好一点。
Deployment
在说Deployment之前，先来了解一下ReplicaSet（RS）。
在Kubernetes初期，是使用RC（Replication Controller）来控制Pod，保证其能够按照用户的期望运行，但是后面因为各种原因淘汰了RC，转而使用RS来替代它。从功能上看RC和RS没多大的变化，唯一的区别RS支持集合的Selector，可以方便定义更复杂的条件。
我们可以定义一个简单的ReplicaSet来感受一下：
apiVersion: apps/v1 kind: ReplicaSet metadata: name: nginx-set labels: app: nginx spec: replicas: 2 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: name: nginx labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: nginx
创建结果如下：
$ kubectl get po NAME READY STATUS RESTARTS AGE nginx-set-hmtq4 0/1 ContainerCreating 0 2s nginx-set-j2jpr 0/1 ContainerCreating 0 2s $ kubectl get rs NAME DESIRED CURRENT READY AGE nginx-set 2 2 0 5s
可以看到我们期望replicas: 2创建2个Pod，所以通过kubectl get pod的时候可以看到有2两个Pod正在创建，这时候如果我们删除一个Pod，RS会立马给我们重新拉一个Pod，以满足我们的期望。
不过，在实际中很少去直接使用RS，而是使用Deployment。Deployment是比RS更高层的资源对象，它会去控制管理RS，如下：
从上图可以看到Deployment、ReplicaSet、Pod它们以层层控制关系，Deployment可以拥有多个ReplicaSet，一个ReplicaSet可以拥有多个Pod。一个Deployment拥有多个ReplicaSet主要是为了支持回滚操作，每当操作Deployment的时候，就会生成一个新的ReplicaSet，然后逐步更新新的Pod，而老的ReplicaSet会逐步减少Pod直到新的ReplicaSet全部接管。这时候并不会删除老的ReplicaSet，系统会将其保存下来，以备回滚使用。
ReplicaSet还负责通过"控制器模式"，保证系统的Pod数永远等于期望数，这也是Deployment只允许restartPolicy=Always的原因：只有在容器能保证自己始终处于running状态，通过ReplicaSet调整Pod的数量才有意义。
而在此基础上，Deployment同样通过"控制器模式"，来操作ReplicaSet的个数和属性，进而实现水平扩展/收缩和滚动更新这两个动作。其中水平扩展和收缩非常容易实现，Deployment Controller只需要修改它的ReplicaSet的Pod副本数就可以了。
创建一个Deployment的清单如下：
apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: nginx-deployment labels: app: nginx spec: replicas: 3 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: nginx
启动过后可以看到如下信息：
$ kubectl get deployments.apps NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE nginx-deployment 3/3 3 3 19s $ kubectl get rs NAME DESIRED CURRENT READY AGE nginx-deployment-8f458dc5b 3 3 3 21s $ kubectl get po NAME READY STATUS RESTARTS AGE nginx-deployment-8f458dc5b-8nn5c 1/1 Running 0 24s nginx-deployment-8f458dc5b-hxc57 1/1 Running 0 24s nginx-deployment-8f458dc5b-znrff 1/1 Running 0 24s
从上面信息可知，如果创建一个Deployment对象，会自动创建一个RS对象，然后通过RS对象创建对应的Pod数。
水平扩展/收缩
上面我们创建一个3副本的Pod，如果现在需要对其进行扩展/收缩，则可以通过以下三种方式：
- kubectl scale命令
- kubectl edit运行中的Deployment
- 通过修改YAML清单，然后使用kubectl apply进行更新
具体采用哪种方式根据情况而定。
1、通过kubectl scale命令进行扩缩
扩展和收缩的命令是一样，扩展就是增加副本数，收缩就是减少副本数。
（1）扩展 我们现在有3个副本，如果想要4个副本，则使用以下命令：
$ kubectl scale deployment nginx-deployment --replicas 4 deployment.apps/nginx-deployment scaled
可以看到Pod数变成了4个。
$ kubectl get po NAME READY STATUS RESTARTS AGE nginx-deployment-8f458dc5b-8nn5c 1/1 Running 0 8m3s nginx-deployment-8f458dc5b-cv6mw 1/1 Running 0 29s nginx-deployment-8f458dc5b-hxc57 1/1 Running 0 8m3s nginx-deployment-8f458dc5b-znrff 1/1 Running 0 8m3s
（2）收缩 现在集群里有4个副本，如果只想要2个副本，则使用如下命令
$ kubectl scale deployment nginx-deployment --replicas 2 deployment.apps/nginx-deployment scaled
现在集群里就只有两个Pod了。
$ kubectl get po NAME READY STATUS RESTARTS AGE nginx-deployment-8f458dc5b-8nn5c 1/1 Running 0 9m36s nginx-deployment-8f458dc5b-hxc57 1/1 Running 0 9m36s
2、通过kubectl edit直接编辑Deployment
我们也可以直接通过kubectl edit直接编辑运行中的Deployment，修改其副本数，如下：
$ kubectl edit deployments.apps nginx-deployment -oyaml
编辑界面如下：
修改过后使用:wq保存退出，可以看到副本数又变成4个了。
$ kubectl get po NAME READY STATUS RESTARTS AGE nginx-deployment-8f458dc5b-8nn5c 1/1 Running 0 14m nginx-deployment-8f458dc5b-hxc57 1/1 Running 0 14m nginx-deployment-8f458dc5b-mq69h 1/1 Running 0 92s nginx-deployment-8f458dc5b-xktq2 1/1 Running 0 92s
3、通过修改本地YAML文件，使用kubectl apply更新
我们还可以通过直接修改本地YAML的方式扩缩，比如直接在YAML文件中将副本数改成2：
apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: nginx-deployment labels: app: nginx spec: replicas: 2 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: nginx
然后直接使用kubectl apply -f nginx.yaml部署即可。
滚动更新/回滚
业务应用基本都是通过Deployment的方式部署在Kubernetes中的，应用的更新和回滚是常态的工作，特别是在互联网企业，快速迭代抓住用户的一个重要途径。
但是，并不是每一次的迭代都是100%正常的，如果异常，如何快速恢复也是要考虑的事情。
为适应这种场景，Deployment提供滚动更新和快速回滚的能力。
滚动更新
Deployment默认的更新方式就是滚动更新，可以通过strategy.type来指定更新方式。
- Recreate：先删除所有的Pod，再创建
- RollingUpdate：先启动新的Pod，再替换老的Pod
如果要更改更新方式，配置如下：
apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: nginx-deployment labels: app: nginx spec: ... strategy: type: RollingUpdate rollingUpdate: maxSurge: 1 maxUnavailable: 1
说明：
（1）、maxSurge：定义除了DESIRED数量之外，在一次滚动更新过程中，Deployment还可以创建多少Pod；
（2）、maxUnavailable：定义在一次滚动更新过程中，Deployment最多可以删除多少Pod；另外，这两个配置还可以通过设置百分值来表示。
一般情况下，我们就保持默认的更新方式即可，这也是在生产中用的比较多的。
现在，来看看滚动更新的效果。首先创建一个nginx应用，如下：
apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: nginx-deployment labels: app: nginx spec: replicas: 3 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: nginx:1.8
然后使用kubectl apply -f deploy.yaml，然后使用kubectl get po -w观察升级效果。
另外开启一个shell窗口，使用以下命令更新应用：
$ kubectl patch deployment nginx-deployment --patch '{"spec": {"template": {"spec": {"containers": [{"name": "nginx","image":"nginx:1.9"}]}}}}'
然后可以从另一个窗口查看升级的过程，如下：
$ kubectl get po -w NAME READY STATUS RESTARTS AGE nginx-deployment-6c74f576b9-h565l 1/1 Running 0 22s nginx-deployment-6c74f576b9-k65q6 1/1 Running 0 22s nginx-deployment-6c74f576b9-qr2xc 1/1 Running 0 22s nginx-deployment-778d9f5866-n69qd 0/1 Pending 0 0s nginx-deployment-778d9f5866-n69qd 0/1 Pending 0 0s nginx-deployment-778d9f5866-n69qd 0/1 ContainerCreating 0 0s nginx-deployment-778d9f5866-n69qd 0/1 ContainerCreating 0 0s nginx-deployment-778d9f5866-n69qd 1/1 Running 0 41s nginx-deployment-6c74f576b9-qr2xc 1/1 Terminating 0 3m23s nginx-deployment-778d9f5866-42vhv 0/1 Pending 0 0s nginx-deployment-778d9f5866-42vhv 0/1 Pending 0 0s nginx-deployment-778d9f5866-42vhv 0/1 ContainerCreating 0 0s nginx-deployment-778d9f5866-42vhv 0/1 ContainerCreating 0 1s nginx-deployment-6c74f576b9-qr2xc 1/1 Terminating 0 3m24s nginx-deployment-6c74f576b9-qr2xc 0/1 Terminating 0 3m24s nginx-deployment-778d9f5866-42vhv 1/1 Running 0 1s nginx-deployment-6c74f576b9-k65q6 1/1 Terminating 0 3m24s nginx-deployment-778d9f5866-tndn8 0/1 Pending 0 0s nginx-deployment-778d9f5866-tndn8 0/1 Pending 0 0s nginx-deployment-778d9f5866-tndn8 0/1 ContainerCreating 0 0s nginx-deployment-6c74f576b9-k65q6 1/1 Terminating 0 3m24s nginx-deployment-6c74f576b9-qr2xc 0/1 Terminating 0 3m24s nginx-deployment-6c74f576b9-qr2xc 0/1 Terminating 0 3m24s nginx-deployment-778d9f5866-tndn8 0/1 ContainerCreating 0 0s nginx-deployment-6c74f576b9-k65q6 0/1 Terminating 0 3m25s nginx-deployment-6c74f576b9-k65q6 0/1 Terminating 0 3m25s nginx-deployment-6c74f576b9-k65q6 0/1 Terminating 0 3m25s nginx-deployment-778d9f5866-tndn8 1/1 Running 0 1s nginx-deployment-6c74f576b9-h565l 1/1 Terminating 0 3m25s nginx-deployment-6c74f576b9-h565l 1/1 Terminating 0 3m25s nginx-deployment-6c74f576b9-h565l 0/1 Terminating 0 3m26s nginx-deployment-6c74f576b9-h565l 0/1 Terminating 0 3m26s nginx-deployment-6c74f576b9-h565l 0/1 Terminating 0 3m26s
老的版本是nginx-deployment-6c74f576b9-*，新的版本是nginx-deployment-778d9f5866-*，会先创建一个新版本Pod，再删除老版本Pod，依次下去直到所有老的版本都被替换掉。
背后的实际逻辑是通过Deployment创建一个新的ReplicaSet，然后通过新的RS来创建新的Pod，可以通过kubectl get rs来查看：
$ kubectl get rs NAME DESIRED CURRENT READY AGE nginx-deployment-6c74f576b9 0 0 0 9m49s nginx-deployment-778d9f5866 3 3 3 7m7s
这种滚动更新的好处是：如果在更新过程中，新版本Pod有问题，那么滚动更新就会停止，这时候运维和开发就可以介入查看其原因，由于应用本身还有两个旧版本的Pod在线，所以并不会对服务造成太大的影响；当然，这时候应在Pod中加上health check检查应用的健康状态，而不是简单的依赖容器的running状态。为了进一步保证服务的延续性，Deployment Controller还会确保在任何时间窗口内，只有指定比例的Pod处于离线状态，同时它也会确保在任何时间窗口内，只有指定比例的Pod被创建，这个比例默认是DESIRED的25%。
当然可以通过修改Deployment对象的一个字段RollingUpdateStrategy来自定义，比如：
apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: nginx-deployment labels: app: nginx spec: ... strategy: type: RollingUpdate rollingUpdate: maxSurge: 1 maxUnavailable: 1
说明：
（1）、maxSurge：定义除了DESIRED数量之外，在一次滚动更新过程中，Deployment还可以创建多少Pod；
（2）、maxUnavailable：定义在一次滚动更新过程中，Deployment最多可以删除多少Pod；另外，这两个配置还可以通过设置百分值来表示。
如此，我们可以得到如下关系图：
Deployment实际控制的是ReplicaSet的数目以及每个ReplicaSet的属性。而一个应用版本，对应的就是一个ReplicaSet，而这个版本应有的Pod数量，是通过ReplicaSet自己的控制器来管理。
回滚
有更新，就有回滚，它们是苦命鸳鸯。
在Kubernetes中，回滚使用kubectl rollout命令。在滚动更新的章节，我们更新了Nginx应用，现在新版本如果有问题，需要进行回滚操作。
（1）查看可以回滚的历史版本
$ kubectl rollout history deployment nginx-deployment deployment.apps/nginx-deployment REVISION CHANGE-CAUSE 1 <none> 2 <none>
发现有两个版本，现在使用的就是2版本，我们需要回滚到1版本 。
（2）执行以下命令回滚到老版本
$ kubectl rollout undo deployment nginx-deployment --to-revision 1 deployment.apps/nginx-deployment rolled back
（3）通过查看RS，查看是否回滚到老版本
$ kubectl get rs NAME DESIRED CURRENT READY AGE nginx-deployment-6c74f576b9 3 3 3 27m nginx-deployment-778d9f5866 0 0 0 25m
如果可以明确直接回滚到上一个版本，可以直接使用kubectl rollout undo deployment nginx-deployment。
回滚的操作比较简单，但是如果发布比较频繁，历史数据超过一定版本（默认10个版本）后，就无法回滚到更老的版本了。
当然，我们可以通过定义spec.revisionHistoryLimit来定义保留多少版本号，默认是10个，如下：
apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: labels: app: nginx name: nginx-deployment spec: progressDeadlineSeconds: 600 replicas: 3 revisionHistoryLimit: 10 selector: matchLabels: app: nginx strategy: rollingUpdate: maxSurge: 25% maxUnavailable: 25% type: RollingUpdate template: metadata: creationTimestamp: null labels: app: nginx spec: containers: - image: nginx:1.8 imagePullPolicy: IfNotPresent name: nginx resources: {} terminationMessagePath: /dev/termination-log terminationMessagePolicy: File dnsPolicy: ClusterFirst restartPolicy: Always schedulerName: default-scheduler securityContext: {} terminationGracePeriodSeconds: 30
以上就是Deployment的回滚操作，操作命令比较简单，主要是了解到Kubernetes为我们提供了这个功能，以备不时之需。
总结
从全文可知，Deployment实际是一个两层控制器：（1）、它通过ReplicaSet的个数来描述应用版本个数；（2）、它通过ReplicaSet的属性来保证Pod的副本数；而且Deployment的灵活控制，很方便水平扩展/收缩还有滚动更新以及回滚操作。
