02 - StatefulSet：有状态应用管理

Deployment vs StatefulSet

特性	Deployment	StatefulSet
Pod 名称	随机后缀 (web-abc123)	有序编号 (web-0, web-1, web-2)
存储	共享 / 无状态	每个 Pod 独立 PVC
启动顺序	并行	有序（0→1→2）
删除顺序	并行	逆序（2→1→0）
网络标识	不固定	固定 DNS（通过 Headless Service）
适用场景	Web 应用、API	数据库、消息队列、分布式存储

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何时使用 StatefulSet？

当你的应用需要以下特性时：

• 稳定的网络标识：Pod 重建后 DNS 名不变
• 稳定的持久存储：每个 Pod 有自己的 PVC
• 有序部署和扩缩容：按顺序启停

典型场景：MySQL 主从、Redis Cluster、Kafka、ZooKeeper、Elasticsearch

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Headless Service

StatefulSet 需要配合 Headless Service 使用（clusterIP: None），为每个 Pod 提供固定 DNS：

<pod-name>.<service-name>.<namespace>.svc.cluster.local

例如：

mysql-0.mysql-headless.default.svc.cluster.local
mysql-1.mysql-headless.default.svc.cluster.local
mysql-2.mysql-headless.default.svc.cluster.local

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StatefulSet 示例：MySQL

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql-headless
spec:
  clusterIP: None            # Headless Service
  selector:
    app: mysql
  ports:
  - port: 3306
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: mysql
spec:
  serviceName: mysql-headless  # 关联 Headless Service
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:
      - name: mysql
        image: mysql:8
        ports:
        - containerPort: 3306
        env:
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          value: secret
        volumeMounts:
        - name: data
          mountPath: /var/lib/mysql
  volumeClaimTemplates:        # 每个 Pod 自动创建独立 PVC
  - metadata:
      name: data
    spec:
      accessModes: ["ReadWriteOnce"]
      resources:
        requests:
          storage: 10Gi

volumeClaimTemplates

这是 StatefulSet 特有的字段。对于每个 Pod 副本，K8s 会自动创建一个 PVC：

• mysql-0 → PVC data-mysql-0
• mysql-1 → PVC data-mysql-1
• mysql-2 → PVC data-mysql-2

Pod 被删除重建后，仍然会绑定到原来的 PVC，数据不丢失。

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操作命令

# 查看 StatefulSet
kubectl get statefulset
kubectl describe statefulset mysql

# 查看 Pod（注意有序命名）
kubectl get pods -l app=mysql

# 查看 PVC（每个 Pod 一个）
kubectl get pvc

# 扩容（会按顺序创建 mysql-3）
kubectl scale statefulset mysql --replicas=4

# 缩容（会先删除 mysql-3，但 PVC 保留！）
kubectl scale statefulset mysql --replicas=3

# 删除 StatefulSet 不会删除 PVC，需要手动清理
kubectl delete statefulset mysql
kubectl delete pvc -l app=mysql

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下一步

→ Phase 7 - K8s 调度与扩缩容