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|---|---|---|
| 控制器 | concept | 30 |
在机器人技术和自动化领域，控制回路（Control Loop）是一个非终止回路，用于调节系统状态。
这是一个控制环的例子：房间里的温度自动调节器。
当你设置了温度，告诉了温度自动调节器你的期望状态（Desired State）。 房间的实际温度是当前状态（Current State）。 通过对设备的开关控制，温度自动调节器让其当前状态接近期望状态。
{{< glossary_definition term_id="controller" length="short">}}
控制器模式
一个控制器至少追踪一种类型的 Kubernetes 资源。这些
对象
有一个代表期望状态的 spec 字段。
该资源的控制器负责确保其当前状态接近期望状态。
控制器可能会自行执行操作；在 Kubernetes 中更常见的是一个控制器会发送信息给 {{< glossary_tooltip text="API 服务器" term_id="kube-apiserver" >}}，这会有副作用。 具体可参看后文的例子。
{{< comment >}}
一些内置的控制器，比如名字空间控制器，针对没有指定 spec 的对象。
为了简单起见，本文没有详细介绍这些细节。
{{< /comment >}}
通过 API 服务器来控制
{{< glossary_tooltip text="Job" term_id="job" >}} 控制器是一个 Kubernetes 内置控制器的例子。 内置控制器通过和集群 API 服务器交互来管理状态。
Job 是一种 Kubernetes 资源，它运行一个或者多个 {{< glossary_tooltip term_id="pod" >}}，
来执行一个任务然后停止。
（一旦被调度了，对 kubelet 来说 Pod
对象就会变成了期望状态的一部分）。
在集群中，当 Job 控制器拿到新任务时，它会保证一组 Node 节点上的 kubelet
可以运行正确数量的 Pod 来完成工作。
Job 控制器不会自己运行任何的 Pod 或者容器。Job 控制器是通知 API 服务器来创建或者移除 Pod。
{{< glossary_tooltip text="控制面" term_id="control-plane" >}}中的其它组件
根据新的消息作出反应（调度并运行新 Pod）并且最终完成工作。
创建新 Job 后，所期望的状态就是完成这个 Job。Job 控制器会让 Job 的当前状态不断接近期望状态：创建为 Job 要完成工作所需要的 Pod，使 Job 的状态接近完成。
控制器也会更新配置对象。例如：一旦 Job 的工作完成了，Job 控制器会更新 Job 对象的状态为 Finished。
（这有点像温度自动调节器关闭了一个灯，以此来告诉你房间的温度现在到你设定的值了）。
直接控制
相比 Job 控制器，有些控制器需要对集群外的一些东西进行修改。
例如，如果你使用一个控制环来保证集群中有足够的{{< glossary_tooltip text="节点" term_id="node" >}}，那么控制就需要当前集群外的一些服务在需要时创建新节点。
和外部状态交互的控制器从 API 服务器获取到它想要的状态，然后直接和外部系统进行通信并使当前状态更接近期望状态。
（实际上有一个控制器可以水平地扩展集群中的节点。请参阅 集群自动扩缩容）。
期望状态与当前状态
Kubernetes 采用了系统的云原生视图，并且可以处理持续的变化。
在任务执行时，集群随时都可能被修改，并且控制回路会自动修复故障。这意味着很可能集群永远不会达到稳定状态。
只要集群中控制器的在运行并且进行有效的修改，整体状态的稳定与否是无关紧要的。
设计
作为设计原则之一，Kubernetes 使用了很多控制器，每个控制器管理集群状态的一个特定方面。 最常见的一个特定的控制器使用一种类型的资源作为它的期望状态， 控制器管理控制另外一种类型的资源向它的期望状态演化。
使用简单的控制器而不是一组相互连接的单体控制回路是很有用的。 控制器会失败，所以 Kubernetes 的设计正是考虑到了这一点。
{{< note >}} 可以有多个控制器来创建或者更新相同类型的对象。 在后台，Kubernetes 控制器确保它们只关心与其控制资源相关联的资源。
例如，你可以创建 Deployment 和 Job；它们都可以创建 Pod。 Job 控制器不会删除 Deployment 所创建的 Pod，因为有信息 （{{< glossary_tooltip term_id="label" text="标签" >}}）让控制器可以区分这些 Pod。 {{< /note >}}
运行控制器的方式
Kubernetes 内置一组控制器，运行在 {{< glossary_tooltip term_id="kube-controller-manager" >}} 内。 这些内置的控制器提供了重要的核心功能。
Deployment 控制器和 Job 控制器是 Kubernetes 内置控制器的典型例子。 Kubernetes 允许你运行一个稳定的控制平面，这样即使某些内置控制器失败了， 控制平面的其他部分会接替它们的工作。
你会遇到某些控制器运行在控制面之外，用以扩展 Kubernetes。 或者，如果你愿意，你也可以自己编写新控制器。 你可以以一组 Pod 来运行你的控制器，或者运行在 Kubernetes 之外。 最合适的方案取决于控制器所要执行的功能是什么。
{{% heading "whatsnext" %}}
- 阅读 Kubernetes 控制平面组件
- 了解 Kubernetes 对象 的一些基本知识
- 进一步学习 Kubernetes API
- 如果你想编写自己的控制器，请看 Kubernetes 的扩展模式。