k8s调度算法源码跟读

简单来说，k8s中的调度算法就是给pod分配合适的node节点，具体分两步：预选、优选。其中预选是指k8s会默认注册一堆预选算法，只有某个节点通过所有预选算法成功运行pod，那么这个节点才能通过预选，进行下一步优选，这样经过预选之后会淘汰一大批节点。接下来的优选就是优中选优，首先让每个节点通过所有优选算法，得到一个加权分，最后取最高分，即为最优节点，也就是最终运行pod的节点。这里主要通读一下调度模块的代码逻辑。

1. scheduler的入口函数所在文件E:\dev\golang\k8s\src\k8s.io\kubernetes\cmd\kube-scheduler\scheduler.go
   

   image.png
   这里面主要是两行代码：37行、47行，获取一个command，然后执行之。其中command是cobra的Command对象。这里简单介绍一下，Cobra既是用于创建强大的现代CLI应用程序的库，也是用于生成应用程序和命令文件的程序。许多使用最广泛的Go项目都是使用Cobra构建的，其中包括：kubernetes、etcd、docker、openshift。

2. 执行上图中47行代码command.Execute()时，对应command中的Run方法会被执行，即下图中的85行：
   

   image.png

   进一步会执行86行的runCommand方法，该方法会跑起一个scheduler。

3. 接下来跳进runCommand方法，比较重要的代码如下：
   

   image.png

4. 继续往下
   

   image.png

5. 再往下
   

   image.png

   不难发现，在调用ApplyFeatureGates方法之前，会先执行init方法，接下来就是本文的重点。

6. init函数先是调用registerAlgorithmProvider函数，入参是defaultPredicates()和defaultPriorities()，明显是注册默认的预选、优选算法，我们先关注预选算法默认有哪14个：

NoVolumeZoneConflictPred
MaxEBSVolumeCountPred
MaxGCEPDVolumeCountPred
MaxAzureDiskVolumeCountPred
MaxCSIVolumeCountPred
MatchInterPodAffinityPred
NoDiskConflictPred
GeneralPred
CheckNodeMemoryPressurePred
CheckNodeDiskPressurePred
CheckNodePIDPressurePred
CheckNodeConditionPred
PodToleratesNodeTaintsPred
CheckVolumeBindingPred

接着又注册了5个预选算法：

factory.RegisterFitPredicate("PodFitsPorts", predicates.PodFitsHostPorts)//这个只是为了兼容旧版本，所以仍旧保留，较新的版本已经用PodFitsHostPorts这个名字取代了PodFitsPorts，也就是下面的一个预选算法
factory.RegisterFitPredicate(predicates.PodFitsHostPortsPred, predicates.PodFitsHostPorts)
factory.RegisterFitPredicate(predicates.PodFitsResourcesPred, predicates.PodFitsResources)
factory.RegisterFitPredicate(predicates.HostNamePred, predicates.PodFitsHost)
factory.RegisterFitPredicate(predicates.MatchNodeSelectorPred, predicates.PodMatchNodeSelector)

优选：

factory.RegisterPriorityConfigFactory(
        "ServiceSpreadingPriority",
        factory.PriorityConfigFactory{
            MapReduceFunction: func(args factory.PluginFactoryArgs) (algorithm.PriorityMapFunction, algorithm.PriorityReduceFunction) {
                return priorities.NewSelectorSpreadPriority(args.ServiceLister, algorithm.EmptyControllerLister{}, algorithm.EmptyReplicaSetLister{}, algorithm.EmptyStatefulSetLister{})
            },
            Weight: 1,
        },
    )
factory.RegisterPriorityFunction2("EqualPriority", core.EqualPriorityMap, nil, 1)
factory.RegisterPriorityFunction2("MostRequestedPriority", priorities.MostRequestedPriorityMap, nil, 1)
factory.RegisterPriorityFunction2(
        "RequestedToCapacityRatioPriority",
        priorities.RequestedToCapacityRatioResourceAllocationPriorityDefault().PriorityMap,
        nil,
        1)