细读Kubernetes源码（scheduler之Pod的绑定）

Kubernetes 的开始起源于谷歌，是一个谷歌花了很多力气来为你的工作和服务创建的新管理工具。它在谷歌系统中有自己的起源： Borg 和 Omega 。无论是公有云还是私有云甚至混合云，Kubernetes将作为一个为任何应用，任何环境的容器管理框架无处不在。正因为如此， 受到各大巨头及初创公司的青睐，如IBM，Microsoft、VMWare、Red Hat、CoreOS、Mesos等，纷纷加入给Kubernetes贡献代码。Kubernetes毫无疑问坐拥容器编排的霸主地位。

关于Kubernetes的起源，架构，原理，组件的介绍网上太多了，感兴趣的可以自行google，但是我发现关于源码的解读比较少，即使有，也比较泛泛。大多是从某个函数入口讲起，然后讲到包，结构体，属性，方法结束，关于每个方法的作用要么是略过，要么是一句话解释，对Kubernetes的一个组件的解读尽然一篇文章就写完了，大师的思维太快，跟不上~~~

架构是大师们的事情，我们凡夫俗子能做到清楚就很不容易了！我打算在接下来的文章里，每一篇文章之读一个关键方法。细细品味大神们的杰作。

我想好多用过Kubernetes的都有一个疑问，Pod是如何通过层层筛选被绑定到一个节点的。接下来就分析这个方法实现：scheduleOne()。

关于scheduler的predicate和prioirity设计请参考devel/scheduler.md，关于它的算法请参考devel/scheduler_algorithm.md，读完之后，你就会对Kubernetes Master三大组件之一的scheduler有了一个基本的印象，甚至感觉好简单啊~~~ 那么，恭喜你，你与大神的差距又缩短了一厘米~~~

好，现在我们从 kubernetes/plugin/pkg/scheduler/scheduler.go
中摘出scheduleOne方法，我会把解读放到每一行代码的前面。

// scheduleOne does the entire scheduling workflow for a single pod.  It is serialized on the scheduling algorithm's host fitting.
func (sched *Scheduler) scheduleOne() {
    // 获取一个待调度的Pod, NextPod()方法是阻塞的
    pod := sched.config.NextPod()
    //首先，判断这个Pod是否正在被删除中，如果是，则返回，跳过调度。
    if pod.DeletionTimestamp != nil {
        //记录发生的事件，可以通过kubectl describe pods命令看到此处的事件打印信息
        sched.config.Recorder.Eventf(pod, v1.EventTypeWarning, "FailedScheduling", "skip schedule deleting pod: %v/%v", pod.Namespace, pod.Name)
        glog.V(3).Infof("Skip schedule deleting pod: %v/%v", pod.Namespace, pod.Name)
        return
    }
       // 开始尝试调度pod,以命名空间和pod名称区分
    glog.V(3).Infof("Attempting to schedule pod: %v/%v", pod.Namespace, pod.Name)

    // Synchronously attempt to find a fit for the pod.
    start := time.Now()
    // 此处的schedule()方法中，会调用注册的初选和优选的算法，最终返回一个节点的名称存放到suggestedHost变量中
    suggestedHost, err := sched.schedule(pod)
    // 此处，会调用go的一个客户端，原子地的更新观测总和。关于它的具体功能，我们下次再细读。
    metrics.SchedulingAlgorithmLatency.Observe(metrics.SinceInMicroseconds(start))
    if err != nil {
        return
    }

    // Tell the cache to assume that a pod now is running on a given node, even though it hasn't been bound yet.
    // This allows us to keep scheduling without waiting on binding to occur.

    //即使该pod还未真正绑定到节点上，我们先假设这个pod已经在指定的节点上运行了。这是为了更新shcedulerCache, 与绑定操作（需要花费一些时间）以异步方式进行。 
    err = sched.assume(pod, suggestedHost)
    if err != nil {
        return
    }

    // bind the pod to its host asynchronously (we can do this b/c of the assumption step above).
    // 创建一个协程goruntime,异步地绑定pod。（注意，该shceduleOne方法也是在一个协程中）
    go func() {

        // 执行绑定方法，把该pod的命名空间，名称和UID绑定到指定的节点(suggestedHost)上，到此，一个pod绑定到一个节点的过程就完成了。
        err := sched.bind(pod, &v1.Binding{
            ObjectMeta: metav1.ObjectMeta{Namespace: pod.Namespace, Name: pod.Name, UID: pod.UID},
            Target: v1.ObjectReference{
                Kind: "Node",
                Name: suggestedHost, // 分配的节点
            },
        })

        // 与上面类似，会在后面单独分析，它们的实现在vendor/github.com/prometheus/client_golang/prometheus/histogram.go，可以自行看一下
        metrics.E2eSchedulingLatency.Observe(metrics.SinceInMicroseconds(start))
        if err != nil {
            glog.Errorf("Internal error binding pod: (%v)", err)
        }
    }()
}

是不是感觉很简单？确实，大神的代码让你感觉逻辑清晰，代码简洁。但是，还有许多问题未解决，比如，如果绑定失败，retrying 是如何触发的呢？retrying的筛选逻辑，使用的算法是否和之前一致呢？如果调度过程中节点挂了怎么办？scheduler是如何拿到各个节点的资源信息的？绑定之后，Kubelet是如何接收Pod的？如何添加自己定制的算法？等等。下一篇文章会分析retrying机制，敬请期待。