Kubernetes 中的 Init 容器 | Baeldung中文网

1. 概述

本文将深入介绍 Kubernetes 中的 Init 容器（Initialization Containers），它们在 Pod 生命周期中扮演初始化角色，用于完成前置任务，确保主容器在启动前具备所需环境和资源。

2. Kubernetes 中的 Init 容器

在 Kubernetes 中，一个 Pod 可以包含多个容器，这些容器共同协作完成一个整体功能。其中，容器分为两种类型：

主容器（Main Containers）：运行应用的核心逻辑。
初始化容器（Init Containers）：在主容器启动前运行，用于完成前置任务。

在 Pod 的 YAML 定义中，主容器通过 containers 字段定义，而初始化容器则通过 initContainers 字段定义。以下是一个包含 Init 容器和主容器的 Pod 示例：

# static-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: static-web
spec:
  initContainers:
    - name: init-create-dir
      image: alpine
      command: ['sh', '-c', 'sleep 5 && echo "creating dir" && mkdir -p /opt/log']
      volumeMounts:
        - name: data
          mountPath: /opt
  containers:
    - name: app
      image: alpine
      command: ['sh', '-c', 'echo "app is running" && sleep infinity']
      volumeMounts:
        - name: data
          mountPath: /opt
  volumes:
    - name: data
      emptyDir: {}

✅ 说明：

init-create-dir 是一个初始化容器，用于创建目录。
app 是主容器，依赖于初始化容器创建的目录。
两者共享同一个 emptyDir 类型的卷。

2.1. Init 容器的作用

Init 容器常用于执行前置检查或配置任务，例如：

等待某个依赖服务启动完成（如数据库、Redis）。
创建共享卷中的目录或文件。
配置网络规则（如 Istio 使用 Init 容器设置 iptables）。

⚠️ 关键点：Init 容器在主容器之前运行，且必须全部成功完成，主容器才会启动。

2.2. Init 容器的优势

安全性提升：可将初始化所需工具（如 curl、nsenter）放在 Init 容器中，避免污染主容器镜像。
权限控制更灵活：Init 容器可以拥有更高的权限（如 CAP_NET_ADMIN），但只在初始化阶段使用，降低主容器的安全风险。
逻辑解耦：将初始化逻辑与主应用逻辑分离，使主容器更轻量、专注业务。

3. Init 容器的特点

3.1. 执行顺序

按定义顺序串行执行：多个 Init 容器按 YAML 中的顺序依次运行。
失败影响整个启动流程：任一 Init 容器失败，Pod 的启动流程将根据 restartPolicy 决定是否重试。

3.2. 不支持的字段

Init 容器不支持以下字段：

livenessProbe
readinessProbe
startupProbe
lifecycle

设置这些字段会导致 Pod 创建失败，报错如下：

error: failed to create containerd task: failed to create shim task: OCI runtime create failed: invalid lifecycle configuration: unknown

⚠️ 原因：这些字段用于运行时健康检查，而 Init 容器只运行一次，无法支持。

3.3. 重启策略

restartPolicy 设置为 Always 或 OnFailure 时，Init 容器的重启策略始终为 OnFailure。
Never：失败后不重启，Pod 状态变为 Failed。

4. Init 容器的生命周期

4.1. 初始化阶段启动

用户提交 Pod 定义。
kube-scheduler 将 Pod 调度到节点。
kubelet 创建并启动第一个 Init 容器。
kubelet 检查其退出码，决定是否继续执行下一个 Init 容器。

4.2. Init 容器失败

非零退出码：表示初始化失败。
根据 restartPolicy：
- Never：Pod 状态变为 Init:Error。
- OnFailure 或 Always：尝试重启整个 Init 容器列表，最多达到重试上限后变为 Init:CrashLoopBackOff。

⚠️ 建议：确保 Init 容器逻辑是幂等的（Idempotent），避免因重试导致副作用。

4.3. Init 容器成功

零退出码：表示该 Init 容器执行成功。
Pod 状态变为 Init:N/M（N 为已成功容器数，M 为总数）。
所有 Init 容器完成后，Pod 状态变为 PodInitializing，主容器开始启动。

5. Init 容器生命周期演示

5.1. 示例 Pod 定义

# static-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: static-web
spec:
  initContainers:
    - name: init-create-dir
      image: alpine
      command: ['sh', '-c', 'sleep 5 && echo "creating dir"']
    - name: init-create-config
      image: alpine
      command: ['sh', '-c', 'sleep 5 && echo "creating file"']
  containers:
    - name: app
      image: alpine
      command: ['sh', '-c', 'echo "app is running" && sleep infinity']
    - name: log-transformer
      image: alpine
      command: ['sh', '-c', 'echo "transforming log" && sleep infinity']

5.2. 创建 Pod

kubectl apply -f static-pod.yaml
pod/static-web created

5.3. 查看状态

使用 kubectl describe pod static-web 查看状态变化：

初始状态

Init Containers:
  init-create-dir:
    State: Waiting
      Reason: PodInitializing

第一个 Init 容器运行中

init-create-dir:
  State: Running
    Started: Sun, 21 May 2023 11:32:29 +0800
init-create-config:
  State: Waiting
    Reason: PodInitializing

第一个 Init 容器完成

init-create-dir:
  State: Terminated
    Exit Code: 0
init-create-config:
  State: Running
    Started: Sun, 21 May 2023 11:32:29 +0800

所有 Init 容器完成，主容器启动

Conditions:
  Type              Status
  Initialized       True

Containers:
  app:
    State: Running
  log-transformer:
    State: Running

6. 小结

Init 容器用于在主容器启动前完成初始化任务。
所有 Init 容器必须按顺序执行成功，主容器才会启动。
支持共享卷和网络命名空间，适合用于配置网络、创建目录等。
不支持健康检查字段，避免配置错误。
合理使用 Init 容器可以提升 Pod 的安全性和可维护性。

✅ 最佳实践建议：

将初始化逻辑与主容器解耦。
Init 容器应尽量轻量，避免引入复杂依赖。
确保 Init 容器逻辑幂等，避免重试导致副作用。
使用 kubectl describe 监控 Init 容器状态，便于排查问题。

Persistence

REST

Security