kubernetes垃圾回收器GarbageCollector Controller源码分析（二）
程序员文章站
2022-07-02 12:46:55
kubernetes版本：1.13.2 接上一节： "kubernetes垃圾回收器GarbageCollector Controller源码分析（一）" 主要步骤 GarbageCollector Controller源码主要分为以下几部分： 1. 作为生产者将变化的资源放入 队列；同时 定期检测 ......
kubernetes版本：1.13.2
接上一节：kubernetes垃圾回收器garbagecollector controller源码分析（一）
主要步骤
garbagecollector controller源码主要分为以下几部分：
-
monitors作为生产者将变化的资源放入graphchanges队列；同时restmapper定期检测集群内资源类型，刷新monitors -
runprocessgraphchanges从graphchanges队列中取出变化的item，根据情况放入attempttodelete队列； -
runprocessgraphchanges从graphchanges队列中取出变化的item，根据情况放入attempttoorphan队列； -
runattempttodeleteworker从attempttodelete队列取出，尝试删除垃圾资源； -
runattempttoorphanworker从attempttodelete队列取出，处理该孤立的资源；
代码较复杂，便于讲的更清楚，调整了下讲解顺序。上一节分析了第1部分，本节分析第2、3部分。
runprocessgraphchanges处理主流程
来到源码k8s.io\kubernetes\pkg\controller\garbagecollector\graph_builder.go中，runprocessgraphchanges中一直死循环处理变化的资源对象：
func (gb *graphbuilder) runprocessgraphchanges() {
for gb.processgraphchanges() {
}
}
一个协程一直循环从graphchanges队列中获取变化的资源对象，更新图形，填充dirty_queue。(graphchanges队列里数据来源于各个资源的monitors监听资源变化回调addfunc、updatefunc、deletefunc)
// dequeueing an event from graphchanges, updating graph, populating dirty_queue.
//从graphchanges中获取事件，更新图形，填充dirty_queue。(graphchanges队列里数据来源于各个资源的monitors监听资源变化回调addfunc、updatefunc、deletefunc)
func (gb *graphbuilder) processgraphchanges() bool {
item, quit := gb.graphchanges.get()
if quit {
return false
}
defer gb.graphchanges.done(item)
event, ok := item.(*event)
if !ok {
utilruntime.handleerror(fmt.errorf("expect a *event, got %v", item))
return true
}
obj := event.obj
//获取该变化资源obj的accessor
accessor, err := meta.accessor(obj)
if err != nil {
utilruntime.handleerror(fmt.errorf("cannot access obj: %v", err))
return true
}
klog.v(5).infof("graphbuilder process object: %s/%s, namespace %s, name %s, uid %s, event type %v", event.gvk.groupversion().string(), event.gvk.kind, accessor.getnamespace(), accessor.getname(), string(accessor.getuid()), event.eventtype)
// check if the node already exists
// 检查节点是否已存在
//根据该变化资源obj的uid
//uidtonode维护着资源对象依赖关系图表结构
existingnode, found := gb.uidtonode.read(accessor.getuid())
if found {
// this marks the node as having been observed via an informer event
// 1. this depends on graphchanges only containing add/update events from the actual informer
// 2. this allows things tracking virtual nodes' existence to stop polling and rely on informer events
//这标志着节点已经通过informer事件
// 1.进行了观察。这取决于仅包含来自实际informer的添加/更新事件的graphchange
// 2.这允许跟踪虚拟节点的存在以停止轮询和依赖informer事件
existingnode.markobserved()
}
switch {
//gc第一次运行时，uidtonode尚且没有初始化资源对象依赖关系图表结构，所以found为false，会新增节点
case (event.eventtype == addevent || event.eventtype == updateevent) && !found:
newnode := &node{
identity: objectreference{
ownerreference: metav1.ownerreference{
apiversion: event.gvk.groupversion().string(),
kind: event.gvk.kind,
uid: accessor.getuid(),
name: accessor.getname(),
},
namespace: accessor.getnamespace(),
},
dependents: make(map[*node]struct{}),
owners: accessor.getownerreferences(),
deletingdependents: beingdeleted(accessor) && hasdeletedependentsfinalizer(accessor),
beingdeleted: beingdeleted(accessor),
}
gb.insertnode(newnode)
// the underlying delta_fifo may combine a creation and a deletion into
// one event, so we need to further process the event.
//底层delta_fifo可以将创建和删除组合成一个事件，因此我们需要进一步处理事件。
gb.processtransitions(event.oldobj, accessor, newnode)
//uidtonode已经初始化资源对象依赖关系图表结构，所以found为true
case (event.eventtype == addevent || event.eventtype == updateevent) && found:
// handle changes in ownerreferences
//处理ownerreferences中的更改
added, removed, changed := referencesdiffs(existingnode.owners, accessor.getownerreferences())
if len(added) != 0 || len(removed) != 0 || len(changed) != 0 {
// check if the changed dependency graph unblock owners that are
// waiting for the deletion of their dependents.
//检查更改的依赖关系图是否取消阻止等待删除其依赖项的所有者。
gb.addunblockedownerstodeletequeue(removed, changed)
// update the node itself
//更新node的owner
existingnode.owners = accessor.getownerreferences()
// add the node to its new owners' dependent lists.
//给新owner添加依赖资源列表
gb.adddependenttoowners(existingnode, added)
// remove the node from the dependent list of node that are no longer in
// the node's owners list.
//从不再属于该资源owner列表中删除该节点。
gb.removedependentfromowners(existingnode, removed)
}
// 该对象正在被删除中
if beingdeleted(accessor) {
existingnode.markbeingdeleted()
}
gb.processtransitions(event.oldobj, accessor, existingnode)
//处理资源对象被删除的场景，涉及垃圾。比如，owner被删除，其依赖资源（从资源）也需要被删除掉，除非设置了orphan
case event.eventtype == deleteevent:
if !found {
klog.v(5).infof("%v doesn't exist in the graph, this shouldn't happen", accessor.getuid())
return true
}
// 从图标中移除item资源，同时遍历owners，移除owner下的item资源
gb.removenode(existingnode)
existingnode.dependentslock.rlock()
defer existingnode.dependentslock.runlock()
//如果该资源的从资源数大于0,则将该资源被删除信息加入absentownercache缓存
if len(existingnode.dependents) > 0 {
gb.absentownercache.add(accessor.getuid())
}
//遍历该资源的从资源加到删除队列里
for dep := range existingnode.dependents {
gb.attempttodelete.add(dep)
}
for _, owner := range existingnode.owners {
ownernode, found := gb.uidtonode.read(owner.uid)
//owner没发现 或者 owner的从资源不是正在被删除(只有该资源对象的终结器为foregrounddeletion finalizer时deletingdependents被设为true,因为后台删除owner直接被删除,不会被其从资源block,故这里都不需要去尝试删除owner了)
if !found || !ownernode.isdeletingdependents() {
continue
}
// 这是让attemptodeleteitem检查是否删除了owner的依赖项，如果是，则删除所有者。
gb.attempttodelete.add(ownernode)
}
}
return true
}
该方法功能主要将对象、owner、从资源加入到attempttodelete或attempttoorphan。
1、 出队
从graphchanges队列取出资源对象，从graphbuilder.uidtonode中读取该资源节点（uidtonode维护着资源对象依赖关系图表结构），found为true时表示图表存在该资源节点；
2、switch的第一个case
如果该资源是新增或者更新触发，且该资源对象不存在于图表中，gb.uidtonode.write(n)会将其写入图标；
gb.insertnode(newnode)中的gb.adddependenttoowners(n, n.owners)方法则会遍历该资源的owner，如果其owner不存在于图标中，则新增owner的虚拟节点到图标中，并将该资源和owner产生关联。如果owner不存在时，则尝试将owner加入到attempttodelete队列中去；
// adddependenttoowners将n添加到所有者的从属列表中。如果所有者不存在于gb.uidtonode中，则将创建"虚拟"节点以表示
// 所有者。 "虚拟"节点将入队到attempttodelete，因此
// attempttodeleteitem()将根据api服务器验证所有者是否存在。
func (gb *graphbuilder) adddependenttoowners(n *node, owners []metav1.ownerreference) {
//遍历owner
for _, owner := range owners {
//获取owner node如果不存在于图中,则加虚拟owner节点
ownernode, ok := gb.uidtonode.read(owner.uid)
if !ok {
// create a "virtual" node in the graph for the owner if it doesn't
// exist in the graph yet.
//如果图形中尚未存在，则在图表中为所有者创建“虚拟”节点。
ownernode = &node{
identity: objectreference{
ownerreference: owner,
namespace: n.identity.namespace,
},
dependents: make(map[*node]struct{}),
virtual: true,
}
klog.v(5).infof("add virtual node.identity: %s\n\n", ownernode.identity)
gb.uidtonode.write(ownernode)
}
//给owner加该资源作为依赖
ownernode.adddependent(n)
//owner不存在于图中时，才往删除队列添加
if !ok {
// enqueue the virtual node into attempttodelete.
// the garbage processor will enqueue a virtual delete
// event to delete it from the graph if api server confirms this
// owner doesn't exist.
//将虚拟节点排入attempttodelete。
// 如果api服务器确认owner不存在，垃圾处理器将排队虚拟删除事件以将其从图中删除。
gb.attempttodelete.add(ownernode)
}
}
}
gb.processtransitions方法：
新item正在被删,旧item没开始被删除,且终结器为orphan finalizer加入到attempttoorphan队列；
新item正在被删,旧item没开始被删除,且终结器为foregrounddeletion finalizer，则加入到attempttodelete队列。
func (gb *graphbuilder) processtransitions(oldobj interface{}, newaccessor metav1.object, n *node) {
//新的正在被删,旧的没开始被删除,且终结器为orphan finalizer
if startswaitingfordependentsorphaned(oldobj, newaccessor) {
klog.v(5).infof("add %s to the attempttoorphan", n.identity)
//加入到orphan队列
gb.attempttoorphan.add(n)
return
}
//新的正在被删,旧的没开始被删除,且终结器为foregrounddeletion finalizer
if startswaitingfordependentsdeleted(oldobj, newaccessor) {
klog.v(2).infof("add %s to the attempttodelete, because it's waiting for its dependents to be deleted", n.identity)
// if the n is added as a "virtual" node, its deletingdependents field is not properly set, so always set it here.
n.markdeletingdependents()
for dep := range n.dependents {
gb.attempttodelete.add(dep)
}
gb.attempttodelete.add(n)
}
}
3、switch的第二个case
如果该资源是新增或者更新触发，且该资源对象存在于图表中。对比ownereferences是否有变更，referencesdiffs方法里会根据uid对比，added表示新owner里有,旧owner里没有的, removed表示旧owner里有,新owner里没有的, changed表示相同uid的owner不deepequal的。
func referencesdiffs(old []metav1.ownerreference, new []metav1.ownerreference) (added []metav1.ownerreference, removed []metav1.ownerreference, changed []ownerrefpair) {
//key为uid, value为ownerreference
olduidtoref := make(map[string]metav1.ownerreference)
for _, value := range old {
olduidtoref[string(value.uid)] = value
}
olduidset := sets.stringkeyset(olduidtoref)
//key为uid, value为ownerreference
newuidtoref := make(map[string]metav1.ownerreference)
for _, value := range new {
newuidtoref[string(value.uid)] = value
}
newuidset := sets.stringkeyset(newuidtoref)
//新的里有,旧的里没有的为新增(根据uid判断)
addeduid := newuidset.difference(olduidset)
//旧的里有,新的里没有的为删除(根据uid判断)
removeduid := olduidset.difference(newuidset)
//取交集, 旧的和新的里都有的owner(根据uid判断)
intersection := olduidset.intersection(newuidset)
for uid := range addeduid {
added = append(added, newuidtoref[uid])
}
for uid := range removeduid {
removed = append(removed, olduidtoref[uid])
}
//根据uid判断,两个uid相等的ownerreference是否deepequal,不等则加到changed
for uid := range intersection {
if !reflect.deepequal(olduidtoref[uid], newuidtoref[uid]) {
changed = append(changed, ownerrefpair{oldref: olduidtoref[uid], newref: newuidtoref[uid]})
}
}
return added, removed, changed
}
整体来说，owner发生变化，addunblockedownerstodeletequeue方法会判断：如果阻塞ownerreference指向某个对象被删除，或者设置为blockownerdeletion=false，则将该对象添加到attempttodelete队列；
// if an blocking ownerreference points to an object gets removed, or gets set to
// "blockownerdeletion=false", add the object to the attempttodelete queue.
//如果阻塞ownerreference指向某个对象被删除，或者设置为
// "blockownerdeletion = false"，则将该对象添加到attempttodelete队列。
func (gb *graphbuilder) addunblockedownerstodeletequeue(removed []metav1.ownerreference, changed []ownerrefpair) {
for _, ref := range removed {
//被移除的ownersreferences,blockownerdeletion为true
if ref.blockownerdeletion != nil && *ref.blockownerdeletion {
//依赖图表中发现,则加入删除队列
node, found := gb.uidtonode.read(ref.uid)
if !found {
klog.v(5).infof("cannot find %s in uidtonode", ref.uid)
continue
}
//加入尝试删除队列删除这个owner
gb.attempttodelete.add(node)
}
}
// owners存在且发生变化,旧的blockownerdeletion为true, 新的blockownerdeletion为空或者blockownerdeletion为false则删除owner(父节点)
for _, c := range changed {
wasblocked := c.oldref.blockownerdeletion != nil && *c.oldref.blockownerdeletion
isunblocked := c.newref.blockownerdeletion == nil || (c.newref.blockownerdeletion != nil && !*c.newref.blockownerdeletion)
if wasblocked && isunblocked {
node, found := gb.uidtonode.read(c.newref.uid)
if !found {
klog.v(5).infof("cannot find %s in uidtonode", c.newref.uid)
continue
}
gb.attempttodelete.add(node)
}
}
}
更新node的owner；
在依赖图表中给新owner添加该node；
在依赖图表中,被删除的owner列表下删除该节点。
gb.processtransitions方法：
新item正在被删,旧item没开始被删除,且终结器为orphan finalizer加入到attempttoorphan队列；
新item正在被删,旧item没开始被删除,且终结器为foregrounddeletion finalizer，则加入到attempttodelete队列。
4、switch的第三个case
如果该资源是删除时触发，从图表中移除item资源，同时遍历owners，移除owner下的item资源；
如果该资源的从资源数大于0,则将该资源被删除信息（uid）加入absentownercache缓存，这样处理该资源的从资源时，就知道owner不存在了。
遍历该资源的从资源加到删除队列里；
如果从图表中发现 owner或者 owner的从资源正在被删除，则尝试将owner加入到attempttodelete队列中，去尝试删除owner。
整理流程
- 当controllermanager重启时，会全量listwatch一遍所有对象，gc collector维护的uidtonode图表里各个资源对象node是不存在的，此时会走第一个switch case，构建完整关系图表，如果owner不存在则先构建虚拟owner节点，同时加入attempttodelete队列，尝试去删除这个owner，其实即使加入到attempttodelete队列，也不一定会被删除，还会进行一系列判断，这个下一节再分析；将正在删除的资源，同时finalizer为orphan的加入到attempttoorphan队列；为foreground的资源以及其从资源加入到attempttodelete队列，并将deletingdependents设置为true；
- 添加或者更新事件时，且图表中存在item资源对象时，会走第二个switch case，对item的owner变化进行判断，并维护更新图表；同理将正在删除的资源，同时finalizer为orphan的加入到attempttoorphan队列；finalizer为foreground的资源以及其从资源加入到attempttodelete队列，并将deletingdependents设置为true；
- 如果是删除事件，则会更新图表，并处理和其相关的从资源和其owner加入到attempttodelete队列。
参考：
k8s官方文档garbage-collection英文版：
依赖图标生成库gonum api文档：
graphviz下载：
https://graphviz.gitlab.io/_pages/download/download_windows.html
本公众号免费提供csdn下载服务，海量it学习资源，如果你准备入it坑，励志成为优秀的程序猿，那么这些资源很适合你，包括但不限于java、go、python、springcloud、elk、嵌入式 、大数据、面试资料、前端 等资源。同时我们组建了一个技术交流群，里面有很多大佬，会不定时分享技术文章，如果你想来一起学习提高，可以公众号后台回复【2】，免费邀请加技术交流群互相学习提高，会不定期分享编程it相关资源。
扫码关注，精彩内容第一时间推给你