摘要：Kubernetes 的自动扩缩容功能（Horizontal Pod Autoscaler，简称 HPA）是运维和开发人员管理应用负载的重要工具。通过 HPA，Kubernetes 可以根据 CPU 使用率、内存使用率或其他自定义指标，自动调整 Pod 的数量
Kubernetes 的自动扩缩容功能（Horizontal Pod Autoscaler，简称 HPA）是运维和开发人员管理应用负载的重要工具。通过 HPA，Kubernetes 可以根据 CPU 使用率、内存使用率或其他自定义指标，自动调整 Pod 的数量，从而确保应用在高负载时能够扩展，在低负载时能够收缩，既提高了资源利用率，又保证了应用的稳定性。
本文将详细介绍如何在 Kubernetes 中配置和使用 HPA，并结合实际示例帮助您快速上手。
HPA 的核心原理是通过监控目标 Pod 的资源使用情况（如 cpu、内存）或自定义指标，动态调整 Pod 的副本数量。HPA 的工作流程如下：
监控指标：HPA 从 Metrics Server 或其他监控系统中获取目标 Pod 的资源使用情况。计算期望副本数：根据当前指标值和目标值，计算所需的 Pod 副本数。调整副本数：通过 Kubernetes API 更新 Deployment 或 ReplicaSet 的副本数。持续监控：HPA 会定期检查指标，并根据需要调整副本数。在配置 HPA 之前，请确保您的 Kubernetes 集群满足以下条件：
Metrics Server：HPA 依赖于 Metrics Server 来获取 Pod 的资源使用情况。如果您的集群尚未安装 Metrics Server，可以通过以下命令安装：kubectl apply -f https://github.com/kubernetes-sigs/metrics-server/releases/latest/download/components.yaml资源请求配置：HPA 需要 Pod 配置资源请求（requests），例如 CPU 和内存。如果未配置资源请求，HPA 将无法正常工作。首先，我们需要创建一个 Deployment 作为 HPA 的目标。以下是一个简单的 nginx Deployment 示例：
apiVersion: apps/v1kind: Deploymentmetadata:name: nginx-deploymentspec:replicas: 2selector:matchLabels:app: nginxtemplate:metadata:labels:app: nginxspec:containers:- name: nginximage: nginx:1.14.2resources:requests:cpu: "200m" # 配置 CPU 请求memory: "128Mi"使用以下命令创建 Deployment：
kubectl apply -f nginx-deployment.yaml接下来，我们为 Deployment 创建一个 HPA。以下是一个基于 CPU 使用率的 HPA 示例：
apiVersion: autoscaling/v2kind: HorizontalPodAutoscalermetadata:name: nginx-hpaspec:scaleTargetRef:apiVersion: apps/v1kind: Deploymentname: nginx-deploymentminReplicas: 2 # 最小副本数maxReplicas: 10 # 最大副本数metrics:- type: Resourceresource:name: CPUtarget:type: UtilizationaverageUtilization: 50 # 目标 CPU 使用率使用以下命令创建 HPA：
kubectl apply -f nginx-hpa.yaml创建 HPA 后，可以通过以下命令查看 HPA 的状态：
kubectl get hpa输出示例：
NAME REFERENCE TARGETS MINPODS MAXPODS REPLICAS AGEnginx-hpa Deployment/nginx-deployment 50%/50% 2 10 2 1mTARGETS：当前指标值与目标值的比率。REPLICAS：当前的 Pod 副本数。为了测试 HPA 的效果，我们可以通过增加负载来触发自动扩容。
使用 kubectl run 创建一个临时的 Pod 来模拟负载：
kubectl run -i --tty load-generator --image=busybox --restart=Never -- /bin/sh -c "while true; do wget -q -O- http://nginx-deployment; done"通过以下命令观察 HPA 的变化：
kubectl get hpa -w当 CPU 使用率超过目标值（50%）时，HPA 会自动增加 Pod 的副本数。
停止负载生成 Pod：
kubectl delete pod load-generator当负载降低后，HPA 会自动减少 Pod 的副本数。
高级配置5.1 基于内存的自动扩缩容
除了 CPU，HPA 还支持基于内存的自动扩缩容。只需在 HPA 的 metrics 部分添加内存指标即可：metrics:- type: Resourceresource:name: memorytarget:type: UtilizationaverageUtilization: 50
HPA 还支持基于自定义指标的自动扩缩容。例如，可以根据请求量或队列长度来调整 Pod 的副本数。具体配置需要结合 Prometheus 和 Kubernetes Custom Metrics API 实现。
通过 HPA，Kubernetes 可以自动调整应用的 Pod 数量，确保应用在
高负载时能够扩展，在低负载时能够收缩。本文介绍了如何配置基于 CPU 和内存的 HPA，并提供了测试方法和高级配置建议。
来源：小鱼科技每日一讲
