4. StatefulSet 与有状态数据库：StatefulSet 原理、稳定网络标识、有序部署与滚动更新策略

在 Kubernetes 中部署有状态数据库（如 MySQL、PostgreSQL、MongoDB、Redis 集群）时，StatefulSet 是唯一能够提供稳定标识与有序生命周期的原生工作负载。与 Deployment 不同，StatefulSet 为每个 Pod 分配一个持久的身份标识，确保数据库节点在重启、迁移或扩缩容后仍能保持原有的网络名称和存储绑定。

4.1 StatefulSet 核心原理

StatefulSet 通过以下三个机制实现有状态应用的可靠运行：

4.2 稳定网络标识：有状态数据库的通信基石

StatefulSet 与 Headless Service（ClusterIP: None）配合使用，为每个 Pod 生成可预测的 DNS 记录。数据库集群内部通过 SRV 记录或 A 记录直接定位每个节点。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql-svc
spec:
  clusterIP: None          # Headless Service
  selector:
    app: mysql
  ports:
  - port: 3306
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: mysql
spec:
  serviceName: mysql-svc   # 必须关联 Headless Service
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:
      - name: mysql
        image: mysql:8.0
        ports:
        - containerPort: 3306
          name: mysql
        volumeMounts:
        - name: data
          mountPath: /var/lib/mysql
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: data
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      resources:
        requests:
          storage: 50Gi

创建后，三个 Pod 的 DNS 解析结果如下：

• mysql-0.mysql-svc.default.svc.cluster.local → Pod IP
• mysql-1.mysql-svc.default.svc.cluster.local → Pod IP
• mysql-2.mysql-svc.default.svc.cluster.local → Pod IP

4.3 有序部署与滚动更新策略

StatefulSet 的 Pod 管理策略分为两种模式，直接影响数据库集群的升级与扩缩容行为：

4.4 滚动更新策略配置

StatefulSet 的 updateStrategy 支持两种方式：

• RollingUpdate（默认）：按序号从大到小逐个更新 Pod，每个 Pod 更新前会等待前一个 Pod 进入 Ready 状态。
• OnDelete：手动删除 Pod 后才触发重建，适用于需要精确控制升级节奏的数据库场景。

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: mysql
spec:
  updateStrategy:
    type: RollingUpdate
    rollingUpdate:
      partition: 2          # 只更新序号 >= 2 的 Pod
  podManagementPolicy: OrderedReady
  ...

4.5 数据库迁移中的 StatefulSet 最佳实践