讲解

Deployment 的 Pod 是可互换的「牲畜」：名字随机、IP 随机、存储共享不了，谁挂了补一个新的就行。但有一类应用接受不了这种匿名：数据库集群里主从要互相找对方（需要稳定网络身份）、每个实例要有自己的盘（需要稳定存储）、扩缩容要按顺序来（需要有序性）。StatefulSet 就是为这类「有状态应用」准备的控制器，它给每个副本三样保证：稳定的名字（podname-0、podname-1……序号固定）、稳定的 DNS 记录、稳定的独立存储（volumeClaimTemplates 给每个副本各建一个 PVC）。

稳定 DNS 依赖一个前置件：Headless Service（clusterIP: None 的 Service）。普通 Service 有一个虚拟 IP 做负载均衡；Headless Service 没有虚拟 IP，DNS 查询直接返回后端 Pod 的 IP。StatefulSet 里每个 Pod 的域名形如 pod名.服务名.命名空间.svc.cluster.local——比如 ohmydocs-verify-db-0.ohmydocs-verify-hl.ohmydocs-verify.svc.cluster.local，集群成员之间就靠这种固定名字互相寻址。清单上对应 serviceName 字段，指向那个 Headless Service。

行为上的差异也要适应：StatefulSet 默认按序号顺序创建（0 先就绪才创建 1）、逆序删除（podManagementPolicy: Parallel 可改为并行）；扩缩容是逐个进行的，滚动更新也是按序号逆序来。删除 StatefulSet 不会删除它的 PVC（数据安全第一），要删得手动。选择标准很简单：实例之间没有区别、挂了无所谓——用 Deployment；实例有身份、有各自的数据、讲究顺序（MySQL 主从、ZooKeeper、Kafka、Elasticsearch）——用 StatefulSet。

示例

Headless Service（clusterIP: None）+ 2 副本 StatefulSet，组成一个「数据库集群」的骨架：

# wait: sts/ohmydocs-verify-db
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: ohmydocs-verify-hl
spec:
  clusterIP: None
  selector:
    app: ohmydocs-verify-db
  ports:
    - port: 80
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: ohmydocs-verify-db
spec:
  serviceName: ohmydocs-verify-hl
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: ohmydocs-verify-db
  template:
    metadata:
      labels:
        app: ohmydocs-verify-db
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: nginx:1.27-alpine
          ports:
            - containerPort: 80

Pod 名字是稳定的序号命名（db-0、db-1），不是 Deployment 那种随机后缀：

kubectl get pods -l app=ohmydocs-verify-db -o wide
kubectl get statefulset ohmydocs-verify-db

稳定的 DNS 身份：用客户端 Pod 解析 db-0 的固定域名，能直接解析到该 Pod 的 IP：

kubectl run ohmydocs-verify-client --image=busybox:1.36 --restart=Never --command -- sleep 3600
kubectl wait --for=condition=ready pod/ohmydocs-verify-client --timeout=120s
kubectl exec ohmydocs-verify-client -- nslookup ohmydocs-verify-db-0.ohmydocs-verify-hl.ohmydocs-verify.svc.cluster.local | tail -3
kubectl delete pod ohmydocs-verify-client --wait

删掉 db-1，StatefulSet 会用同一个名字原地重建（名字不变=身份不变）：

kubectl delete pod ohmydocs-verify-db-1 --wait
kubectl wait --for=condition=ready pod/ohmydocs-verify-db-1 --timeout=120s
kubectl get pods -l app=ohmydocs-verify-db

常见坑

  • 忘了 Headless Service：没有 serviceName 指向的 Headless Service，Pod 的稳定 DNS 名不存在，集群成员互相找不到。
  • 以为删 StatefulSet 会清数据：PVC 是单独留下的，删控制器不删数据；反过来想彻底重建时别忘了手动删 PVC，否则新实例挂的还是旧盘。
  • 拿 StatefulSet 跑无状态应用：顺序创建、稳定身份的约束全是负担；web 类无状态服务一律 Deployment。
  • 指望它自动做主从切换：StatefulSet 只保证身份和存储，主从选举、数据复制是应用自己的事（或交给对应的 Operator）。

小结

StatefulSet = 稳定名字 + 稳定 DNS（Headless Service）+ 稳定存储 + 有序创建删除；有状态应用（数据库、消息队列、协调服务）的归宿，无状态应用别用它。下一章看另一种特殊负载：每个节点一份的 DaemonSet。