一、Tips

1. Kubernetes的垃圾回收由kubelet進行管理，每分鐘會查詢清理一次容器，每五分鐘查詢清理一次鏡像。在kubelet剛啟動時并不會立即進行GC，即第一次進行容器回收為kubelet啟動一分鐘后，第一次進行鏡像回收為kubelet啟動五分鐘后。

2. 不推薦使用其它管理工具或手工進行容器和鏡像的清理，因為kubelet需要通過容器來判斷pod的運行狀態，如果使用其它方式清除容器有可能影響kubelet的正常工作。

3. 鏡像的回收針對node結點上由docker管理的所有鏡像，無論該鏡像是否是在創建pod時pull的。而容器的回收策略只應用于通過kubelet管理的容器。

4. Kubernetes通過kubelet集成的cadvisor進行鏡像的回收，有兩個參數可以設置：--image-gc-high-threshold和--image-gc-low-threshold。當用于存儲鏡像的磁盤使用率達到百分之--image-gc-high-threshold時將觸發鏡像回收，刪除最近最久未使用（LRU，Least Recently Used）的鏡像直到磁盤使用率降為百分之--image-gc-low-threshold或無鏡像可刪為止。默認--image-gc-high-threshold為90，``--image-gc-low-threshold`為80。

5. 容器的回收有三個參數可設置：--minimum-container-ttl-duration，--maximum-dead-containers-per-container和--maximum-dead-containers。從容器停止運行時起經過--minimum-container-ttl-duration時間后，該容器標記為已過期將來可以被回收（只是標記，不是回收），默認值為1m0s。一般情況下每個pod最多可以保留--maximum-dead-containers-per-container個已停止運行的容器集，默認值為2。整個node節點可以保留--maximum-dead-containers個已停止運行的容器，默認值為100。

6. 如果需要關閉容器的垃圾回收策略，可以將--minimum-container-ttl-duration設為0（表示無限制），--maximum-dead-containers-per-container和--maximum-dead-containers設為負數。

7. --minimum-container-ttl-duration的值可以使用單位后綴，如h表示小時，m表示分鐘，s表示秒。

8. 當--maximum-dead-containers-per-container和--maximum-dead-containers沖突時，``--maximum-dead-containers`優先考慮。

9. 對于那些由kubelet創建的但由于某些原因導致無名字（）的容器，會在到達GC時間點時被刪除。

10. 回收容器時，按創建時間排序，優先刪除那些創建時間最早的容器。

11. 到達GC時間點時，具體的GC過程如下：1）遍歷所有pod，使其滿足--maximum-dead-containers-per-container；2）經過上一步后如果不滿足--maximum-dead-containers，計算值X=（--maximum-dead-containers）/（pod總數），再遍歷所有pod，使其滿足已停止運行的容器集個數不大于X且至少為1；3）經過以上兩步后如果還不滿足--maximum-dead-containers，則對所有已停止的容器排序，優先刪除創建時間最早的容器直到滿足--maximum-dead-containers為止。

12. 當某個鏡像重新pull或啟動某個pod用到該鏡像時，該鏡像的最近使用時間都會被更新。

13. Kubernetes的垃圾回收在1.1.4版本開始才漸漸完善，之前的版本存在比較多bug甚至不能發揮作用。

14. 關于容器的回收需要特別注意pod的概念，比如，通過同一個yaml文件create一個pod，再delete這個pod，然后再create這個pod，此時之前的那個pod對應的容器并不會作為新創建pod的已停止容器集，因為這兩個pod雖然同名，但已經不是同一個pod了。只有同一個pod中在運行過程中由于意外或其它情況停止的容器才算是這個pod的已停止容器集。

二、Experiments

1. 鏡像回收（使用docker默認 --graph 參數：/var/lib/docker）

結點上運行的docker設置的參數 --graph 使用默認的/var/lib/docker，指向/var文件系統，通過df -lh查看目前 /var 磁盤使用率為30%，啟動kubelet設置鏡像回收相關參數如下：

--image-gc-high-threshold=40--image-gc-low-threshold=35

此時任意創建兩個使用不同鏡像的pod，在node節點上可以看到新pull了三個images（pause鏡像是啟動pod必需的）：

[@tc-151-100/opt/domeos/openxxs/k8s-1.1.7-flannel]#dockerimages
REPOSITORYTAGIMAGEIDCREATEDSIZE
10.11.150.76:5000/openxxs/iperf1.21783511c56f83monthsago279MB
10.11.150.76:5000/centos75ddf34d4d69b8monthsago172.2MB
pub.domeos.org/kubernetes/pauselatestf9d5de07953920monthsago239.8kB

此時查看/var磁盤使用率達到了41%，然后將使用10.11.150.76:5000/centos:7鏡像的pod刪除，等待GC的鏡像回收時間點。然而五分鐘過去了，什么事情也沒有發生=_=!!。還記得 docker rmi 鏡像時有個前提條件是什么嗎？沒錯，要求使用該鏡像的容器都已經被刪除了才可以。前面刪除pod只是停止了容器，并沒有將容器刪除。因此手工將對應的容器docker rm掉，再等待五分鐘后，可以看到鏡像已經被刪除回收了：

[@tc-151-100/opt/domeos/openxxs/k8s-1.1.7-flannel]#dockerimages
REPOSITORYTAGIMAGEIDCREATEDSIZE
10.11.150.76:5000/openxxs/iperf1.21783511c56f83monthsago279MB
pub.domeos.org/kubernetes/pauselatestf9d5de07953920monthsago239.8kB

結論：只有相關聯的容器都被停止并刪除回收后，才能將Kubernetes的鏡像垃圾回收策略應用到該鏡像上。

2. 鏡像回收（使用自定義docker --graph 參數：/opt/docker）

結點上運行的docker設置的參數--graph指向 /opt 磁盤，通過 df -lh 查看目前 /opt 磁盤使用率為 48% ，啟動 kubelet 設置鏡像回收相關參數如下：

--image-gc-high-threshold=50--image-gc-low-threshold=40

此時任意創建兩個使用不同鏡像的pod，在node節點上可以看到新pull了三個images：

[@tc-151-100/opt/domeos/openxxs/k8s-1.1.7-flannel]#dockerimages
REPOSITORYTAGIMAGEIDCREATEDSIZE
10.11.150.76:5000/openxxs/iperf1.21783511c56f83monthsago279MB
10.11.150.76:5000/centos75ddf34d4d69b8monthsago172.2MB
pub.domeos.org/kubernetes/pauselatestf9d5de07953920monthsago239.8kB

此時查看/opt磁盤使用率達到了51%，然后將使用10.11.150.76:5000/centos:7鏡像的pod刪除，手工將對應的容器docker rm掉，等待GC的鏡像回收時間點。然而五分鐘過去了，十分鐘過去了，docker images時centos鏡像依舊頑固地堅守在陣地。

結論：目前Kubernetes的鏡像垃圾回收策略可以在docker --graph 參數默認為 /var/lib/docker 時正常工作，當 --graph 設置為其它磁盤路徑時還存在bug。

問題反饋在 Github 的相關 issue 里：https://github.com/kubernetes/kubernetes/issues/17994，可以繼續跟進。

Append: 根據Github上的反饋，這個bug將在后續版本中解決，目前版本需要讓設置了--graph的鏡像垃圾回收生效，在啟動kubelet時還需要加上參數 --docker-root=。

3. 容器回收之 --maximum-dead-containers-per-container 參數

啟動kubelet設置容器回收相關參數如下：

--maximum-dead-containers-per-container=1--minimum-container-ttl-duration=30s--maximum-dead-containers=100

創建一個只包含一個容器且該容器一運行就退出的pod，此時在node節點上可以看到該pod中的容器不斷的創建退出創建退出：

[@tc-151-100/home/domeos]#dockerps-a
CONTAINERIDIMAGECOMMANDCREATEDSTATUSPORTSNAMES
2fe96949916410.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"4secondsagoExited(0)2secondsagok8s_iperf1.57dfe29d_test-gc-pod-exit_default_92e8bd05-e9e6-11e5-974c-782bcb2a316a_68cc6f03
555b5e7a855010.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"24secondsagoExited(0)22secondsagok8s_iperf1.57dfe29d_test-gc-pod-exit_default_92e8bd05-e9e6-11e5-974c-782bcb2a316a_ad4a5e39
94b30a0b32c210.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"34secondsagoExited(0)32secondsagok8s_iperf1.57dfe29d_test-gc-pod-exit_default_92e8bd05-e9e6-11e5-974c-782bcb2a316a_4027e3e1
d458e6a7d396pub.domeos.org/kubernetes/pause:latest"/pause"34secondsagoUp33secondsk8s_POD.bdb2e1f5_test-gc-pod-exit_default_92e8bd05-e9e6-11e5-974c-782bcb2a316a_09798975

GC的容器回收時間點到達時，可以看到創建時間大于30秒的已退出容器只剩下一個（pause容器不計算），且先創建的容器被優先刪除：

[@tc-151-100/home/domeos]#dockerps-a
CONTAINERIDIMAGECOMMANDCREATEDSTATUSPORTSNAMES
5aae6157aeff10.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"46secondsagoExited(0)45secondsagok8s_iperf1.57dfe29d_test-gc-pod-exit_default_92e8bd05-e9e6-11e5-974c-782bcb2a316a_f126d2a8
d458e6a7d396pub.domeos.org/kubernetes/pause:latest"/pause"2minutesagoUp2minutesk8s_POD.bdb2e1f5_test-gc-pod-exit_default_92e8bd05-e9e6-11e5-974c-782bcb2a316a_09798975

結論：Kubernetes容器垃圾回收的--maximum-dead-containers-per-container參數設置可正常工作。

4. --maximum-dead-containers-per-container 針對容器還是容器集

啟動kubelet設置容器回收相關參數如下：

--maximum-dead-containers-per-container=1--minimum-container-ttl-duration=30s--maximum-dead-containers=100

創建一個包含三個容器且這些容器一運行就退出的pod，此時在node節點上可以看到該pod中的容器不斷的創建退出創建退出：

[@tc-151-100/home/domeos]#dockerps-a
CONTAINERIDIMAGECOMMANDCREATEDSTATUSPORTSNAMES
dec04bd28a0310.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"7secondsagoExited(0)6secondsagok8s_iperf1.57dfe29d_test-gc-pod-exit_default_d1677c09-e9e7-11e5-974c-782bcb2a316a_830a9375
7c94d4a963a710.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"7secondsagoExited(0)6secondsagok8s_iperf3.5c8de29f_test-gc-pod-exit_default_d1677c09-e9e7-11e5-974c-782bcb2a316a_975d44d3
4f3e7e8ddfd510.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"8secondsagoExited(0)7secondsagok8s_iperf2.5a36e29e_test-gc-pod-exit_default_d1677c09-e9e7-11e5-974c-782bcb2a316a_d024eb06
cb48cf2ba13310.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"12secondsagoExited(0)11secondsagok8s_iperf3.5c8de29f_test-gc-pod-exit_default_d1677c09-e9e7-11e5-974c-782bcb2a316a_b5ff7373
ec2941f046f010.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"13secondsagoExited(0)12secondsagok8s_iperf2.5a36e29e_test-gc-pod-exit_default_d1677c09-e9e7-11e5-974c-782bcb2a316a_69b1a996
f831e8ed568710.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"13secondsagoExited(0)12secondsagok8s_iperf1.57dfe29d_test-gc-pod-exit_default_d1677c09-e9e7-11e5-974c-782bcb2a316a_fbc02e2e
ee972a4537fcpub.domeos.org/kubernetes/pause:latest"/pause"14secondsagoUp13secondsk8s_POD.bdb2e1f5_test-gc-pod-exit_default_d1677c09-e9e7-11e5-974c-782bcb2a316a_85b3c032

GC的容器回收時間點到達時，可以看到創建時間大于30秒的已退出容器剩下三個（pause容器不計算），且這三個容器正好是一組：

[@tc-151-100/home/domeos]#dockerps-a
CONTAINERIDIMAGECOMMANDCREATEDSTATUSPORTSNAMES
e4351e6855ae10.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"51secondsagoExited(0)50secondsagok8s_iperf3.5c8de29f_test-gc-pod-exit_default_d1677c09-e9e7-11e5-974c-782bcb2a316a_263dd820
990baa6e6a7a10.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"52secondsagoExited(0)51secondsagok8s_iperf2.5a36e29e_test-gc-pod-exit_default_d1677c09-e9e7-11e5-974c-782bcb2a316a_b16b5eaa
c6916fb06d6510.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"53secondsagoExited(0)51secondsagok8s_iperf1.57dfe29d_test-gc-pod-exit_default_d1677c09-e9e7-11e5-974c-782bcb2a316a_1d8ea284
ee972a4537fcpub.domeos.org/kubernetes/pause:latest"/pause"AboutaminuteagoUpAboutaminutek8s_POD.bdb2e1f5_test-gc-pod-exit_default_d1677c09-e9e7-11e5-974c-782bcb2a316a_85b3c032

結論：--maximum-dead-containers-per-container 的計數針對一個pod內的容器集而不是容器的個數。

5. 容器回收之 --maximum-dead-containers 參數

啟動kubelet設置容器回收相關參數如下：

--maximum-dead-containers-per-container=2--minimum-container-ttl-duration=30s--maximum-dead-containers=3

創建一個包含三個容器的pod，再刪除該pod，再創建該pod，再刪除該pod，這樣就產生了8個已退出容器（包括兩個pause容器）：

[@tc-151-100/home/domeos]#dockerps-a
CONTAINERIDIMAGECOMMANDCREATEDSTATUSPORTSNAMES
a28625d189df10.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"1secondsagoExited(0)Lessthanasecondagok8s_iperf3.5c8de29f_test-gc-pod-exit_default_c7612b59-e9ee-11e5-974c-782bcb2a316a_48c11200
97aca44f0deb10.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"2secondsagoExited(0)1secondsagok8s_iperf2.5a36e29e_test-gc-pod-exit_default_c7612b59-e9ee-11e5-974c-782bcb2a316a_df34f48d
4e57b6c839ae10.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"3secondsagoExited(0)2secondsagok8s_iperf1.57dfe29d_test-gc-pod-exit_default_c7612b59-e9ee-11e5-974c-782bcb2a316a_afd622b2
12588fce1433pub.domeos.org/kubernetes/pause:latest"/pause"3secondsagoExited(2)Lessthanasecondagok8s_POD.bdb2e1f5_test-gc-pod-exit_default_c7612b59-e9ee-11e5-974c-782bcb2a316a_c9d4cbaa
621ed207d45210.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"4secondsagoExited(0)3secondsagok8s_iperf3.5c8de29f_test-gc-pod-exit_default_c5cbddbb-e9ee-11e5-974c-782bcb2a316a_a91278cd
023c10fad4fd10.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"5secondsagoExited(0)4secondsagok8s_iperf2.5a36e29e_test-gc-pod-exit_default_c5cbddbb-e9ee-11e5-974c-782bcb2a316a_6cc03f37
756eb7bb4b5310.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"5secondsagoExited(0)4secondsagok8s_iperf1.57dfe29d_test-gc-pod-exit_default_c5cbddbb-e9ee-11e5-974c-782bcb2a316a_83312ec2
d54bdc22773epub.domeos.org/kubernetes/pause:latest"/pause"6secondsagoExited(2)3secondsagok8s_POD.bdb2e1f5_test-gc-pod-exit_default_c5cbddbb-e9ee-11e5-974c-782bcb2a316a_ccb57220

GC的容器回收時間點到達時，可以看到已退出容器只剩下了三個，pause容器也被回收了：

[@tc-151-100/home/domeos]#dockerps-a
CONTAINERIDIMAGECOMMANDCREATEDSTATUSPORTSNAMES
a28625d189df10.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"2minutesagoExited(0)2minutesagok8s_iperf3.5c8de29f_test-gc-pod-exit_default_c7612b59-e9ee-11e5-974c-782bcb2a316a_48c11200
97aca44f0deb10.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"2minutesagoExited(0)2minutesagok8s_iperf2.5a36e29e_test-gc-pod-exit_default_c7612b59-e9ee-11e5-974c-782bcb2a316a_df34f48d
4e57b6c839ae10.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"2minutesagoExited(0)2minutesagok8s_iperf1.57dfe29d_test-gc-pod-exit_default_c7612b59-e9ee-11e5-974c-782bcb2a316a_afd622b2

結論：Kubernetes容器垃圾回收的 --maximum-dead-containers 參數設置可正常工作；pause容器也作為可回收容器被管理著；Tips第11條第3）點。

6. --maximum-dead-containers 對于非kubelet管理的容器是否計數

在第5個實驗的基礎上，手工創建一個container，等待GC的容器回收時間點到達，一分鐘過去了，兩分鐘過去了，docker ps -a 顯示的依然是4個容器：

[@tc-151-100/home/domeos]#dockerrun-it10.11.150.76:5000/openxxs/iperf:1.2/bin/sh
sh-4.2#exit
exit
[@tc-151-100/home/domeos]#dockerps-a
CONTAINERIDIMAGECOMMANDCREATEDSTATUSPORTSNAMES
939b932dc7db10.11.150.76:5000/openxxs/iperf:1.2"/bin/sh"2minutesagoExited(0)2minutesagobackstabbing_aryabhata
a28625d189df10.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"12minutesagoExited(0)12minutesagok8s_iperf3.5c8de29f_test-gc-pod-exit_default_c7612b59-e9ee-11e5-974c-782bcb2a316a_48c11200
97aca44f0deb10.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"12minutesagoExited(0)12minutesagok8s_iperf2.5a36e29e_test-gc-pod-exit_default_c7612b59-e9ee-11e5-974c-782bcb2a316a_df34f48d
4e57b6c839ae10.11.150.76:5000/centos:7"/bin/bash"12minutesagoExited(0)12minutesagok8s_iperf1.57dfe29d_test-gc-pod-exit_default_c7612b59-e9ee-11e5-974c-782bcb2a316a_afd622b2

結論：Kubernetes容器垃圾回收的策略不適用于非kubelet管理的容器。

審核編輯：湯梓紅