今天我们从pkg/scheduler/scheduler.go
出发,分析Scheduler的整体框架。前面讲Scheduler设计的时候有提到过源码的3层结构,pkg/scheduler/scheduler.go
也就是中间这一层,负责Scheduler除了具体node过滤算法外的工作逻辑~
这一层我们先尽可能找主线,顺着主线走通一遍,就像走一个迷宫,一条通路走出去后心里就有地了,但是迷宫中的很多角落是未曾涉足的。我们尽快走通主流程后,再就一些主要知识点专题攻破,比如k8s里面的List-Watch,Informer等好玩的东西。
从goland的Structure中可以看到这个源文件(pkg/scheduler/scheduler.go)主要有这些对象:
大概浏览一下可以很快找到我们的第一个关注点应该是Scheduler这个struct和Scheduler的Run()方法:
!FILENAME pkg/scheduler/scheduler.go:58
// Scheduler watches for new unscheduled pods. It attempts to find
// nodes that they fit on and writes bindings back to the api server.
type Scheduler struct {
config *factory.Config
}
这个struct在上一讲有跟到过,代码注释说的是:
Scheduler watch新创建的未被调度的pods,然后尝试寻找合适的node,回写一个绑定关系到api server.
这个注释有个小问题就是用了复数形式,其实最后过滤出来的只有一个node;当然这种小问题知道就好,提到github上人家会觉得你在刷commit.接着往下看,Scheduler绑定了一个Run()方法,如下:
!FILENAME pkg/scheduler/scheduler.go:276
// Run begins watching and scheduling. It waits for cache to be synced, then starts a goroutine and returns immediately.
func (sched *Scheduler) Run() {
if !sched.config.WaitForCacheSync() {
return
}
go wait.Until(sched.scheduleOne, 0, sched.config.StopEverything)
}
注释说这个函数开始watching and scheduling,也就是调度器主要逻辑了!注释后半段说到Run()方法起了一个goroutine后马上返回了,这个怎么理解呢?我们先看一下调用Run的地方:
!FILENAME cmd/kube-scheduler/app/server.go:240
// Prepare a reusable runCommand function.
run := func(ctx context.Context) {
sched.Run()
<-ctx.Done()
}
可以发现调用了sched.Run()
之后就在等待ctx.Done()
了,所以Run中启动的goroutine自己不退出就ok.
wait.Until
这个函数做的事情是:每隔n时间调用f一次,除非channel c被关闭。这里的n就是0,也就是一直调用,前一次调用返回下一次调用就开始了。这里的f当然就是sched.scheduleOne
,c就是sched.config.StopEverything
.
于是我们的关注点就转到了sched.scheduleOne
这个方法上,看一下:
scheduleOne does the entire scheduling workflow for a single pod. It is serialized on the scheduling algorithm's host fitting.
注释里说scheduleOne实现1个pod的完整调度工作流,这个过程是顺序执行的,也就是非并发的。结合前面的wait.Until
逻辑,也就是说前一个pod的scheduleOne一完成,一个return,下一个pod的scheduleOne立马接着执行!
这里的串行逻辑也好理解,如果是同时调度N个pod,计算的时候觉得一个node很空闲,实际调度过去启动的时候发现别人的一群pod先起来了,端口啊,内存啊,全给你抢走了!所以这里的调度算法执行过程用串行逻辑很好理解。注意哦,调度过程跑完不是说要等pod起来,最后一步是写一个binding到apiserver,所以不会太慢。下面我们看一下scheduleOne的主要逻辑:
!FILENAME pkg/scheduler/scheduler.go:513
func (sched *Scheduler) scheduleOne() {
pod := sched.config.NextPod()
suggestedHost, err := sched.schedule(pod)
if err != nil {
if fitError, ok := err.(*core.FitError); ok {
preemptionStartTime := time.Now()
sched.preempt(pod, fitError)
}
return
}
assumedPod := pod.DeepCopy()
allBound, err := sched.assumeVolumes(assumedPod, suggestedHost)
err = sched.assume(assumedPod, suggestedHost)
go func() {
err := sched.bind(assumedPod, &v1.Binding{
ObjectMeta: metav1.ObjectMeta{Namespace: assumedPod.Namespace, Name: assumedPod.Name, UID: assumedPod.UID},
Target: v1.ObjectReference{
Kind: "Node",
Name: suggestedHost,
},
})
}()
}
上面几行代码只保留了主干,对于我们理解scheduleOne的过程足够了,这里来个流程图吧:
不考虑scheduleOne的所有细节和各种异常情况,基本是上图的流程了,主流程的核心步骤当然是suggestedHost, err := sched.schedule(pod)
这一行,这里完成了不需要抢占的场景下node的计算,我们耳熟能详的预选过程,优选过程等就是在这里面。
ok,这时候重点就转移到了suggestedHost, err := sched.schedule(pod)
这个过程,强调一下这个过程是“同步”执行的。
!FILENAME pkg/scheduler/scheduler.go:290
// schedule implements the scheduling algorithm and returns the suggested host.
func (sched *Scheduler) schedule(pod *v1.Pod) (string, error) {
host, err := sched.config.Algorithm.Schedule(pod, sched.config.NodeLister)
if err != nil {
pod = pod.DeepCopy()
sched.config.Error(pod, err)
sched.config.Recorder.Eventf(pod, v1.EventTypeWarning, "FailedScheduling", "%v", err)
sched.config.PodConditionUpdater.Update(pod, &v1.PodCondition{
Type: v1.PodScheduled,
Status: v1.ConditionFalse,
LastProbeTime: metav1.Now(),
Reason: v1.PodReasonUnschedulable,
Message: err.Error(),
})
return "", err
}
return host, err
}
schedule方法很简短,我们关注一下第一行,调用sched.config.Algorithm.Schedule()
方法,入参是pod和nodes,返回一个host,继续看一下这个Schedule方法:
!FILENAME pkg/scheduler/algorithm/scheduler_interface.go:78
type ScheduleAlgorithm interface {
Schedule(*v1.Pod, NodeLister) (selectedMachine string, err error)
Preempt(*v1.Pod, NodeLister, error) (selectedNode *v1.Node, preemptedPods []*v1.Pod, cleanupNominatedPods []*v1.Pod, err error)
Predicates() map[string]FitPredicate
Prioritizers() []PriorityConfig
}
发现是个接口,这个接口有4个方法,实现ScheduleAlgorithm
接口的对象意味着知道如何调度pods到nodes上。默认的实现是pkg/scheduler/core/generic_scheduler.go:98 genericScheduler
这个struct.我们先继续看一下ScheduleAlgorithm
接口定义的4个方法:
- Schedule() //给定pod和nodes,计算出一个适合跑pod的node并返回;
- Preempt() //抢占
- Predicates() //预选
- Prioritizers() //优选
前面流程里讲到的sched.config.Algorithm.Schedule()
也就是genericScheduler.Schedule()
方法了,这个方法位于:pkg/scheduler/core/generic_scheduler.go:139
一句话概括这个方法就是:尝试将指定的pod调度到给定的node列表中的一个,如果成功就返回这个node的名字。最后看一眼签名:
func (g *genericScheduler) Schedule(pod *v1.Pod, nodeLister algorithm.NodeLister) (string, error)
从如参和返回值其实可以猜到很多东西,行,今天就到这里,具体的逻辑下回我们再分析~