k8s常见问题：如何处理CrashLoopBackOff问题？

CrashLoopBackOff 概述

首先关于CrashLoopBackOff并不是代表一种错误， "CrashLoopBackOff 是 Kubernetes 中的一个状态，表示在一个 Pod 中发生的重启循环：Pod 中的一个容器启动之后发生了问题，然后反复重启。

Kubernetes 会在重启之间等待逐渐增加的退避时间，我们在发现CrashLoopBackOff之后可以对集群进行及时的修复。因此，CrashLoopBackOff 本身并不是一个问题，而是表明有一个错误在发生，阻止了 Pod 正确启动。"

CrashLoopBackOff之所以会导致Pod重新启动，是因为在Pod的配置策略中 restartPolicy 设置为 Always（默认）或 OnFailure。kubelet 读取此配置并重新启动 Pod 中的容器导致循环。实际上，这种行为非常有用，因为它为缺少的资源完成加载提供了一些时间，同时也为我们检测问题和调试提供了时间（后面会详细讲到）

这解释了 "CrashLoop" 的部分，但 "BackOff" 时间是什么呢？它表示Pod重启时间的延迟（10秒，20秒，40秒，...），最多延迟五分钟。当一个 Pod 的状态显示为 CrashLoopBackOff 时，这意味着它当前正在等待指定的时间，然后再次重新启动 Pod

如何检测到CrashLoopBackOff问题？

什么是 CrashLoopBackOff

通过使用 kubectl get pods 命令列出 Pods 时，发现了一个或多个处于这种状态的 Pods

$ kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
flask-7996469c47-d7zl2 1/1       Running 1          77d
flask-7996469c47-tdr2n 1/1       Running 0          77d
nginx-5796d5bc7c-2jdr5 0/1       CrashLoopBackOff 2          1m
nginx-5796d5bc7c-xsl6p 0/1       CrashLoopBackOff 2          1m

从输出中，我们可以看到最后两个 Pods：

1. 处于未就绪状态（0/1）。
2. 它们的状态显示为 CrashLoopBackOff。
3. 列 RESTARTS 显示一个或多个重新启动。

这三个信号指向了我们之前解释的情况：Pods 失败，然后被重新启动。在重新启动之间，存在一个优雅的等待期，这被表示为 CrashLoopBackOff。

我们也可以在 Pods 处于短暂的 Running 或 Failed 状态时找到它们

CrashLoopBackOff的常见原因

需要注意的是，CrashLoopBackOff 不是导致 Pod 崩溃的实际错误。它只是在状态列中显示正在发生的循环。所以我们需要找到影响容器的根本错误原因是什么

与实际应用程序相关的一些错误包括：

1. 配置错误：比如配置文件中的拼写错误。
2. 资源不可用：比如未挂载的持久卷（PersistentVolume）。
3. 命令行参数错误：要么缺失，要么不正确。
4. 错误和异常：可以是任何与您的应用程序非常具体的错误。

最后，与网络和权限相关的错误包括：

1. 尝试绑定已存在的端口。
2. 内存限制过低，因此容器会因内存不足而被终止。
3. 存活探测错误未将 Pod 报告为Active状态。
4. 只读文件系统，或者一般权限不足。

类似的等待状态还有 ImagePullBackOff，这是在无法拉取容器镜像时出现的状态。

再次强调，这只是可能导致问题的一些原因列表，还可能有其他原因。现在让我们看看如何深入挖掘并找到实际的原因。

CrashLoopBackOff 错误排查和修复

从上面内容中，我们了解到pod最终处于CrashLoopBackOff状态的原因有很多。那么，怎么知道具体什么原因影响的呢? 这里，我们来介绍一些常用的调试工具以及使用顺序。

一般的排查方式如下：

1. 查看Pod信息。
2. 检查Pod日志。
3. 检查集群Event。
4. 检查Deployment部署。

01.检查pod详细信息- kubectl description pod

kubectl description pod 命令提供特定pod及其容器的详细信息:

$ kubectl describe pod the-pod-name
Name: the-pod-name
Namespace: default
Priority: 0
…
State: Waiting
Reason: CrashLoopBackOff
Last State: Terminated
Reason: Error
…
Warning  BackOff 1m (x5 over 1m) kubelet, ip-10-0-9-132.us-east-2.compute.internal Back-off restarting failed container
…

从描述输出中，您可以提取以下信息：

1. 当前 Pod 的状态为 "等待"。
2. 等待状态的原因是 "CrashLoopBackOff"。
3. 最后（或以前）的状态是 "终止"。
4. 最后一次终止的原因是 "错误"。

这与我们一直在解释的循环行为相吻合。

通过使用 kubectl describe pod，您可以检查以下是否存在配置错误：

• Pod 的定义。
• contaniner信息。
• contaniner拉取的镜像。
• 为container分配的资源。
• 错误或丢失的参数。

这有助于找出问题并进行进一步的调试。

…
Warning  BackOff                1m (x5 over 1m) kubelet, ip-10-0-9-132.us-east-2.compute.internal  Back-off restarting failed container
…

在最后几行，您会看到与该 Pod 关联的最后事件的列表，其中之一是 "Back-off restarting failed container"。这是与重新启动循环相关的事件。即使发生多次重新启动，应该只有一行来表示这个事件。

02. 检查日志 - 使用 kubectl logs

您可以查看 Pod 中所有容器的日志：

kubectl logs mypod --all-containers
Code language: JavaScript (javascript)

或者甚至是 Pod 中的一个容器的日志：

kubectl logs mypod -c mycontainer
Code language: JavaScript (javascript)

如果受影响的pod中有错误的值，日志可能会显示有用的信息。

03. 检查Event - 使用 kubectl get events

使用get events查看

kubectl get events
Code language: JavaScript (javascript)

或者，可以使用以下命令列出单个Pod的所有事件:

kubectl get events --field-selector involvedObject.name=mypod
Code language: JavaScript (javascript)

注意，这些信息也出现在描述pod输出的底部。

04. 检查Deploment - kubectl describe deployment

如何如下命令进行查看

kubectl describe deployment mydeployment
Code language: JavaScript (javascript)

这是一个定义所需Pod状态的部署，它可能包含导致CrashLoopBackOff的错误配置。

如何在Prometheus中检测CrashLoopBackOff

如果您正在使用 Prometheus 进行云监控，以下是一些建议，可以帮助我们在发生 CrashLoopBackOff 时触发警报。

我们也可以通过使用以下表达式（需要 Kube State Metrics）来快速扫描集群中处于 CrashLoopBackOff 状态的容器：

kube_pod_container_status_waiting_reason{reason="CrashLoopBackOff"} == 1

或者，我们可以追踪发生在 Pod 中的重新启动次数，使用以下方式：

rate(kube_pod_container_status_restarts_total[5m]) > 0

注意：并非集群中的所有重新启动都与 CrashLoopBackOff 状态相关。

在每次 CrashLoopBackOff 期间之后应该会有一次重新启动（1），但也可能存在与 CrashLoopBackOff 无关的重新启动（2）。

之后，我们可以创建一个像下面这样的Prometheus告警规则，以便我们在任何Pod处于这种状态时接收通知：

- alert: RestartsAlert
  expr: rate(kube_pod_container_status_restarts_total[5m]) > 0
  for: 10m
  labels:
    severity: warning
  annotations:
    summary: Pod is being restarted
  description: Pod {{ $labels.pod }} in {{ $labels.namespace }} has a container {{ $labels.container }} which is being restarted

总结

在本文中，我们了解到CrashLoopBackOff本身并不是一个错误，而只是表示Pod中正在发生重试循环的通知。

我们看到了它经历的各个状态的描述，以及如何使用kubectl命令来跟踪它。

此外，我们还看到了可能导致这种状态的常见配置错误，以及您可以用来调试的工具。

最后，我们回顾了Prometheus如何帮助我们跟踪Pod中的CrashLoopBackOff事件。

尽管CrashLoopBackOff并不是一个很直观的错误信息展示，但它是一个有意义的功能，至少我们在这个期间进行具体问题的排查。

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