Kubernetes ReplicaSet - 確保 Pod 數量及存活的守護者

Pod 是稍縱即逝的，如果 Node 掛了，Pod 也會跟著消失。ReplicaSet (RS) 的主要職責就是維持一組 Pod 的副本 (Replicas) 數量穩定。

為什麼需要 ReplicaSet？

ReplicaSet 確保在任何時間點，都有指定數量的 Pod 副本在運行。

如果 Pod 少了（例如 Crash 或被刪除），RS 會自動建立新的補齊。
如果 Pod 多了（例如手動多開），RS 會自動刪除多餘的。

這就是 K8s 自我修復 (Self-healing) 的基礎。

定義 ReplicaSet

建立 nginx-rs.yaml：

# nginx-rs.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: nginx-rs
spec:
  replicas: 3 # 我們希望有 3 個副本
  selector: # 關鍵：Label Selector
    matchLabels:
      app: nginx-app
  template: # Pod 模板 (跟 Pod YAML 一樣)
    metadata:
      labels:
        app: nginx-app # 必須跟上面的 matchLabels 對應
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: nginx:latest

關鍵欄位

replicas: 期望的副本數量。
selector: ReplicaSet 透過 Label 認領它的 Pod。只要標籤是 app: nginx-app 的 Pod，都歸它管。
template: 如果現有 Pod 數量不足，RS 會使用這個模板來建立新的 Pod。

操作 ReplicaSet

建立並觀察

kubectl apply -f nginx-rs.yaml

查看 RS 與 Pods：

kubectl get rs
kubectl get pods --show-labels

你會發現它自動建立了 3 個 Pod，名稱會是 nginx-rs-xxxxx 隨機後綴。

測試自我修復能力

嘗試刪除其中一個 Pod：

kubectl delete pod nginx-rs-xxxxx

即刻再次執行 kubectl get pods，你會發現舊的正在 Terminating，但一個新的已經開始 ContainerCreating 了！

擴展與縮減 (Scaling)

你可以透過指令動態調整副本數：

kubectl scale rs nginx-rs --replicas=5

或者直接修改 YAML 檔案中的 replicas: 5 然後再次 kubectl apply -f nginx-rs.yaml。

刪除 ReplicaSet 與孤兒 Pod (Orphan Pods)

當我們想刪除 ReplicaSet 時，預設行為是 連同它底下的 Pod 一起刪除。

kubectl delete rs nginx-rs
# 結果：RS 被刪除，所有的 Pod 也會被 Terminating

什麼是孤兒 Pod？

如果你只想刪除 ReplicaSet (控制器)，但希望 保留正在運行的 Pod，可以使用 --cascade=orphan 參數。這些被留下來、沒有人管理的 Pod 就稱為 孤兒 Pod (Orphan Pods)。

kubectl delete rs nginx-rs --cascade=orphan
# 結果：RS 被刪除，但 Pod 仍然在運行

這在某些維運場景（如轉移管理權）會很有用。

結論

雖然 ReplicaSet 解決了 Pod 的可用性問題，但在實務上，我們 幾乎不會直接使用 ReplicaSet。為什麼？因為 ReplicaSet 不支援 滾動更新 (Rolling Update)（例如更換 Image 版本）。

為了解決應用程式版本更新的問題，我們需要 Deployment，它管理 ReplicaSet，而 ReplicaSet 管理 Pod。