
用 Go 语言构建容器编排工具,核心不在于从零造轮子,而在于理解调度、声明式控制和组件解耦的逻辑。kubernetes 的设计思想(如 API Server + Controller + etcd + kubelet)是极佳参考,但实际落地时,可先聚焦最小可行系统:服务定义、节点发现、任务调度、状态同步。
定义声明式服务模型
用 Go 的 Struct 定义服务模板,支持副本数、镜像、端口、资源限制等字段,配合 YAML/jsON 解析。关键点是让配置可版本化、可 diff——后续调度和更新都依赖这个“期望状态”。例如:
- 定义 ServiceSpec 结构体,嵌套 ContainerSpec 和 ResourceRequirements
- 用 json.RawMessage 灵活支持扩展字段(如自定义健康检查策略)
- 为每个服务生成唯一标识(如基于 spec 计算 SHA256),便于比对当前状态与目标状态
实现轻量节点管理与心跳机制
不需要复刻 kubelet 全功能,可用 Go 的 net/http 搭建简单 agent 端点(如 /healthz、/state),定期上报 CPU/内存/运行容器数。主控端用 goroutine 启动心跳监听器,超时未响应则标记节点为 NotReady。
- 节点注册走 HTTP POST 到中心 registry(可用 map + sync.RWMutex 或嵌入 bbolt/badger 做本地持久化)
- 用 time.Ticker 驱动周期性探测,失败三次触发重调度
- 节点元数据(IP、标签、taints)支持 label selector,为后续亲和性调度打基础
编写事件驱动的调度器
调度不是“立刻分配”,而是监听服务变更事件(如新服务创建、节点失联),触发 schedule → bind → launch 流程。Go 的 channel + select 是天然事件总线。
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- 用 watcher pattern 监听 etcd 或本地 store 的 key 变更(如 /services/xxx)
- 调度策略可插拔:默认用 binpack(优先填满节点),也可按标签匹配、拓扑分散、资源均衡等写多个 SchedulerPlugin 接口实现
- bind 阶段写入 /assignments/{service-id}/{pod-id} → node-ip,避免竞态
对接容器运行时(以 docker CLI 为例)
生产环境建议用 containerd client(github.com/containerd/containerd),但初期可用 os/exec 调 docker CLI 快速验证流程。
- 在目标节点执行 docker run -d –name xxx -p … image,捕获 container ID
- 用 docker inspect 提取 IP、端口、状态,同步回中心状态库
- 务必处理退出码和 stderr:非零返回需记录失败原因,并触发重试或告警
不复杂但容易忽略的是状态一致性——所有操作都要有幂等性设计,比如重复 bind 同一个 pod 到同一节点应无副作用;所有写操作建议加 revision 或 generation 字段,防止旧事件覆盖新状态。