什么是 Kubernetes 的 StatefulSet，如何用于有状态服务？

StatefulSet用于管理有状态应用，提供稳定网络标识、持久化存储和有序部署；适用于数据库、分布式存储等需身份识别的服务，通过Headless Service实现DNS解析，结合PVC实现数据持久化，并支持有序扩缩容与滚动更新，确保如MySQL、Kafka等应用在K8s中可靠运行。

Kubernetes 的 StatefulSet 是一种工作负载 API 对象，专门用于管理有状态应用的部署和扩展。与 Deployment 不同，StatefulSet 能保证 Pod 的有序部署、稳定且唯一的网络标识和持久化存储，这些特性对数据库、消息队列等有状态服务至关重要。

StatefulSet 的核心特性

StatefulSet 为每个 Pod 提供以下关键保障：

• 稳定的网络标识：Pod 名称格式为 $(statefulset-name)-$(ordinal)，例如 mysql-0、mysql-1。即使 Pod 被重建，名称也不会改变，并通过 DNS 始终解析到正确的网络地址。
• 稳定的持久化存储：每个 Pod 挂载独立的 PersistentVolume（PV），即使 Pod 被删除或重新调度，其数据仍能通过 PVC 绑定原 PV 保留。
• 有序部署与扩缩容：Pod 按序创建（0, 1, 2...）和删除（从高编号开始），支持串行启动和优雅终止，适合主从复制或集群初始化场景。

适用于哪些有状态服务

StatefulSet 特别适合需要身份识别和数据持久性的服务：

• 数据库集群：如 MySQL 主从、PostgreSQL 流复制、MongoDB 副本集。每个实例需固定身份和独立数据盘。
• 分布式存储系统：如 etcd、Ceph、ZooKeeper，节点间依赖稳定网络和成员发现机制。
• 消息中间件：如 Kafka，Broker 需要唯一 ID 和持久日志存储。

如何使用 StatefulSet 部署有状态服务

以部署一个简单的 Nginx 服务为例，展示基本结构：

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apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: web
spec:
  serviceName: "nginx"
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:latest
        ports:
        - containerPort: 80
        volumeMounts:
        - name: www
          mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: www
    spec:
      accessModes: ["ReadWriteOnce"]
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi

同时需要定义一个 Headless Service（无集群 IP）来管理网络标识：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
spec:
  clusterIP: None
  selector:
    app: nginx
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 80

这样每个 Pod 可通过 DNS 地址访问：web-0.nginx.default.svc.cluster.local 等。

实际运维中的注意事项

• 存储类配置：确保 StorageClass 支持动态供给，避免手动创建 PV 的负担。
• 更新策略：默认滚动更新按逆序替换 Pod，可通过 podManagementPolicy 和 updateStrategy 控制行为。
• 健康检查：合理设置 readinessProbe 和 livenessProbe，防止误删正在同步数据的实例。
• 备份与恢复：定期对 PVC 中的数据做快照或远程备份，避免单点故障。

基本上就这些。StatefulSet 让 Kubernetes 能可靠运行有状态服务，关键是理解其稳定标识和存储绑定机制，并结合具体应用设计好网络、存储和初始化流程。

以上就是什么是 Kubernetes 的 StatefulSet，如何用于有状态服务？的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！