增强型 StatefulSet 控制器

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2023-12-01

特性状态: Alpha

Kubernetes 内置 StatefulSet 为 Pods 分配连续的序号。比如 3 个副本时，Pods 分别为 pod-0, pod-1, pod-2。扩缩容时，必须在尾部增加或删除 Pods。比如扩容到 4 个副本时，会新增 pod-3。缩容到 2 副本时，会删除 pod-2。

在使用本地存储时，Pods 与 Nodes 存储资源绑定，无法自由调度。若希望删除掉中间某个 Pod ，以便维护其所在的 Node 但并没有其他 Node 可以迁移时，或者某个 Pod 故障想直接删除，另起一个序号不一样的 Pod 时，无法通过内置 StatefulSet 实现。

增强型 StatefulSet 控制器基于内置 StatefulSet 实现，新增了自由控制 Pods 序号的功能。本文介绍如何在 TiDB Operator 中使用。

开启

载入 Advanced StatefulSet 的 CRD 文件：

Kubernetes 1.16 之前版本：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/pingcap/tidb-operator/master/manifests/advanced-statefulset-crd.v1beta1.yaml

Kubernetes 1.16 及之后版本:

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/pingcap/tidb-operator/master/manifests/advanced-statefulset-crd.v1.yaml

在 TiDB Operator chart 的 values.yaml 中启用 AdvancedStatefulSet 特性：
```
features:
- AdvancedStatefulSet=true
advancedStatefulset:
  create: true
```
然后升级 TiDB Operator，具体可参考升级 TiDB Operator 文档。

注意：
TiDB Operator 通过开启 AdvancedStatefulSet 特性，会将当前 StatefulSet 对象转换成 AdvancedStatefulSet 对象。但是，TiDB Operator 不支持在关闭 AdvancedStatefulSet 特性后，自动从 AdvancedStatefulSet 转换为 Kubernetes 内置的 StatefulSet 对象。

使用

通过 kubectl 查看 AdvancedStatefulSet 对象

AdvancedStatefulSet 数据格式与 StatefulSet 完全一致，但以 CRD 方式实现，别名为 asts ，可通过以下方法查看命名空间下的对象。

kubectl get -n ${namespace} asts

操作 TidbCluster 对象指定 pod 进行缩容

使用增强型 StatefulSet 时，在对 TidbCluster 进行缩容时，除了减少副本数，可同时通过配置 annotations 指定对 PD，TiDB 或 TiKV 组件下任意一个 Pod 进行缩容。

比如：

apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: TidbCluster
metadata:
  name: asts
spec:
  version: v4.0.7
  timezone: UTC
  pvReclaimPolicy: Delete
  pd:
    baseImage: pingcap/pd
    replicas: 3
    requests:
      storage: "1Gi"
    config: {}
  tikv:
    baseImage: pingcap/tikv
    replicas: 4
    requests:
      storage: "1Gi"
    config: {}
  tidb:
    baseImage: pingcap/tidb
    replicas: 2
    service:
      type: ClusterIP
    config: {}

上述配置会部署 4 个 TiKV 实例，分别为 basic-tikv-0，basic-tikv-1，...，basic-tikv-3。若想缩容掉 basic-tikv-1 需要修改 spec.tikv.replicas 为 3，同时配置以下 annotations:

metadata:
  annotations:
    tikv.tidb.pingcap.com/delete-slots: '[1]'

注意：
对 replicas 和 delete-slots annotation 的修改需在同一个操作中完成，不然控制器会根据修改一般的期望进行操作。

完整例子如下：

apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: TidbCluster
metadata:
  annotations:
    tikv.tidb.pingcap.com/delete-slots: '[1]'
  name: asts
spec:
  version: v4.0.7
  timezone: UTC
  pvReclaimPolicy: Delete
  pd:
    baseImage: pingcap/pd
    replicas: 3
    requests:
      storage: "1Gi"
    config: {}
  tikv:
    baseImage: pingcap/tikv
    replicas: 3
    requests:
      storage: "1Gi"
    config: {}
  tidb:
    baseImage: pingcap/tidb
    replicas: 2
    service:
      type: ClusterIP
    config: {}

支持的 annotations 为：

pd.tidb.pingcap.com/delete-slots：指定 PD 组件需要删除的 Pod 序号。
tidb.tidb.pingcap.com/delete-slots：指定 TiDB 组件需要删除的 Pod 序号。
tikv.tidb.pingcap.com/delete-slots：指定 TiKV 组件需要删除的 Pod 序号。

其中 Annotation 值为 JSON 的整数数组，比如 [0], [0,1], [1,3] 等。

操作 TidbCluster 对象在指定位置进行扩容

对前面缩容进行反向操作，即可恢复 basic-tikv-1。

注意：
同常规 StatefulSet 缩容一样，并不会主动删除 Pod 关联的 PVC，若想避免使用之前数据，在原位置处扩容之前，需主动删除之前关联的 PVC。

例子如下：

apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: TidbCluster
metadata:
  annotations:
    tikv.tidb.pingcap.com/delete-slots: '[]'
  name: asts
spec:
  version: v4.0.7
  timezone: UTC
  pvReclaimPolicy: Delete
  pd:
    baseImage: pingcap/pd
    replicas: 3
    requests:
      storage: "1Gi"
    config: {}
  tikv:
    baseImage: pingcap/tikv
    replicas: 4
    requests:
      storage: "1Gi"
    config: {}
  tidb:
    baseImage: pingcap/tidb
    replicas: 2
    service:
      type: ClusterIP
    config: {}

其中 delete-slots annotations 可留空，也可完全删除。