第四部分：StatefulSet 资源介绍

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📝 前言

在 Kubernetes 中，大多数应用可以通过 Deployment 等无状态控制器轻松实现弹性伸缩和滚动升级。

但对于需要稳定网络标识、稳定存储以及有序部署的有状态应用，如数据库、消息队列或分布式协调服务，就需要使用 StatefulSet。

本文将系统介绍 StatefulSet 的概念、应用场景、核心特性和实际使用示例。

🧭 背景介绍

有状态应用（Stateful Applications）与无状态应用不同，它们通常需要：

固定且唯一的 Pod 名称，便于服务发现和内部通信。

持久化存储，即使 Pod 迁移或重建后，数据仍需保留。

有序部署与终止，某些分布式系统要求严格的启动和关闭顺序。

传统的 Deployment 在 Pod 弹性扩缩容时，Pod 名称和存储卷会随意变化，无法满足这些需求。

因此 Kubernetes 提供了 StatefulSet 来解决这一类问题。

🔍 使用场景

典型场景包括：

数据库集群：MySQL、PostgreSQL、MongoDB 等。

分布式协调服务：如 Zookeeper、Etcd、Consul。

消息队列系统：Kafka、RabbitMQ 等。

任何需要稳定网络标识和持久化存储的应用。

🧠 本章知识卡片

🚀 本章小节

1️⃣ 什么是 StatefulSet？

StatefulSet 是 Kubernetes 提供的有状态工作负载控制器，用于部署和管理需要稳定标识与持久化存储的 Pod。

与 Deployment 或 ReplicaSet 这类无状态控制器不同，StatefulSet 具备以下关键特点：

稳定网络 ID：为每个 Pod 分配固定且可预测的名称（如 myapp-0、myapp-1），并配合 Headless Service 提供恒定的 DNS 解析地址。

稳定存储卷：每个 Pod 都会自动创建并绑定独立的 PersistentVolumeClaim (PVC)，即使 Pod 被调度到新的节点也能挂载原来的数据卷。

有序生命周期：Pod 会按照顺序进行 创建、更新、删除，确保分布式应用的启动和终止流程符合要求。

简单理解：StatefulSet 是 Deployment 的“有状态版本”，专门用于运行需要“身份”和“记忆”的应用，如数据库、分布式协调服务、消息队列等。

2️⃣ 工作流程图

StatefulSet 大致工作流程图如下所示：

3️⃣ 实战示例：部署 MySQL 主从复制集群

创建 Headless Service 为每个 Pod 提供固定 DNS 名称。

创建 MySQL StatefulSet

副本数 3：mysql-0 作为主节点，mysql-1 和 mysql-2 作为从节点。

每个 Pod 都挂载独立 PVC，保证数据持久化。

通过 initContainer 配置主从复制初始化逻辑。

这里只是一个简单的示例，用于演示如何使用 StatefulSet，真实环境请使用官方提供的 mysql 部署文件。

应用访问

集群内部可通过 mysql-0.mysql、mysql-1.mysql、mysql-2.mysql 直接访问对应节点。

即便某个 Pod 重建，mysql-0 的存储卷 data-mysql-0 依然绑定到同一个数据目录，保证主节点数据不丢失。

4️⃣ 常用命令

命令	说明
`kubectl get sts`	查看 StatefulSet 列表
`kubectl describe sts <name>`	查看详细信息
`kubectl scale sts <name> --replicas=N`	扩缩容
`kubectl rollout status sts <name>`	查看滚动更新状态

✅ 总结

StatefulSet 是 Kubernetes 专为有状态应用设计的控制器，提供稳定网络标识、持久化存储和有序部署等能力。

稳定性：确保 Pod 名称和存储卷不会因重建而变化。

扩展性：通过 Headless Service 实现服务发现，方便集群通信。

安全性：有序升级与删除，保障数据完整和业务连续。

借助 StatefulSet，你可以在 Kubernetes 中轻松部署数据库集群、消息队列等有状态服务，实现云原生架构下的高可用与弹性。

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