Kubernetes Scheduler 代码结构 #
整体代码布局 #
kubernetes/
├── cmd/kube-scheduler/ # 入口：二进制启动命令
│ ├── scheduler.go # main() 入口
│ └── app/ # cobra 命令、选项解析、初始化
│
└── pkg/scheduler/ # 核心实现
├── scheduler.go # Scheduler 主结构体 + Run()
├── schedule_one.go # 单 Pod 调度完整流程
├── schedule_one_podgroup.go # PodGroup（批量调度）
├── eventhandlers.go # Informer 事件处理
├── extender.go # 外部扩展调度器
│
├── framework/ # 调度框架（插件系统）
│ ├── interface.go # 所有扩展点接口定义
│ ├── types.go # 核心类型（NodeInfo、CycleState 等）
│ ├── cycle_state.go # 调度周期状态传递
│ ├── runtime/ # 框架运行时（插件注册/调用）
│ ├── plugins/ # 内置插件实现
│ └── preemption/ # 抢占逻辑
│
├── apis/config/ # KubeSchedulerConfiguration API
├── profile/ # 多调度 Profile 支持
├── metrics/ # Prometheus 指标
├── backend/ # 调度队列后端
├── util/ # 工具函数
└── testing/ # 测试工具
核心文件解析 #
1. scheduler.go — 主结构体与启动
#
type Scheduler struct {
Cache internalcache.Cache // 节点/Pod 缓存
Extenders []fwk.Extender // 外部调度扩展
NextEntity func() (QueuedEntityInfo, error) // 从队列取 Pod
SchedulePod func() (ScheduleResult, error) // 核心调度函数
FailureHandler FailureHandlerFn // 失败处理
SchedulingQueue internalqueue.SchedulingQueue // 调度队列
Profiles profile.Map // 多 Profile
StopEverything <-chan struct{} // 停止信号
}
func (sched *Scheduler) Run(ctx context.Context) {
sched.SchedulingQueue.Run(logger) // 启动调度队列
go wait.UntilWithContext(ctx, sched.scheduleOne, 0) // 无限循环调度
}
核心逻辑：Run() 启动后不断调用 scheduleOne() 从队列取 Pod 并调度。
2. schedule_one.go — 单 Pod 调度完整生命周期
#
这是调度器最核心的文件，实现了完整的调度周期（Scheduling Cycle）：
func (sched *Scheduler) scheduleOnePod(ctx context.Context, podInfo *framework.QueuedPodInfo) {
// 1. 获取对应的调度 Profile/Framework
fwk := sched.Profiles[pod.Spec.SchedulerName]
// 2. 创建 CycleState（用于在插件间传递数据）
state := framework.NewCycleState()
// 3. 执行调度算法（findNodesThatFitPod + scoreNodes）
scheduleResult, err := sched.SchedulePod(ctx, fwk, state, podInfo)
// 4. 执行绑定周期（Reserve → PreBind → Bind → PostBind）
go sched.bindingCycle(ctx, state, fwk, ...)
}
调度框架（Scheduling Framework） #
调度框架是一个插件化的扩展点系统，定义在
interface.go。
扩展点（Extension Points） #
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Scheduling Cycle（调度周期） │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ QueueSort ──→ PreFilter ──→ Filter ──→ PostFilter ──→ Score │
│ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │
│ │ ▼ ▼ ▼ ▼ │
│ │ [PreFilter [Filter [PostFilter [Score │
│ │ Result] NodeA/B/C] (抢占)] Nodes] │
│ │ │
│ └──────────────────────────────┐ │
│ ▼ │
│ Reserve ──→ Permit ──→ PreBind │
│ │ │ │ │
├──────────────────────────────────┼──────────┼───────────┼──────────┤
│ Binding Cycle（绑定周期） │
│ │ │ │ │
│ ▼ ▼ ▼ │
│ [Bind] ──→ PostBind │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
各扩展点说明 #
| 扩展点 | 阶段 | 作用 |
|---|---|---|
QueueSort | 入队 | 决定 Pod 在调度队列中的优先级 |
PreFilter | 调度前 | 预处理/过滤（如检查 PVC 是否可用） |
Filter | 过滤 | 谓词计算，排除不满足条件的节点 |
PostFilter | 过滤后 | 无可用节点时触发抢占（Preemption） |
Score | 打分 | 对可行节点打分排序 |
Reserve | 预留 | 预留资源（如 Volume、端口） |
Permit | 准入 | 延迟绑定（如等待 Gang 调度） |
PreBind | 绑定前 | 执行绑定前准备（如挂载 Volume） |
Bind | 绑定 | 实际将 Pod 绑定到 Node |
PostBind | 绑定后 | 清理、通知 |
内置插件（framework/plugins/）
#
plugins/
├── defaultbinder/ # 默认绑定器
├── defaultpreemption/ # 默认抢占
├── interpodaffinity/ # Pod 间亲和/反亲和
├── nodeaffinity/ # 节点亲和性
├── nodeports/ # 检查节点端口冲突
├── noderesources/ # 资源（CPU/内存）检查
├── nodeunschedulable/ # 节点可调度性检查
├── nodevolumelimit/ # 节点 Volume 限制
├── podtopologyspread/ # Pod 拓扑分散约束
├── prioritysort/ # 优先级排序
├── volumebinding/ # Volume 绑定
├── volumerestrictions/ # Volume 限制
├── volumzone/ # Volume 可用区
└── ...（约 20+ 个内置插件）
关键数据流 #
┌──────────────────────┐
│ 未调度 Pod（Pending） │
└──────────┬───────────┘
▼
┌──────────────────────┐
│ Scheduling Queue │ ← QueueSort 插件排序
│ (PriorityQueue) │
└──────────┬───────────┘
▼
┌──────────────────────┐
│ scheduleOne() │
│ ├─ PreFilter │
│ ├─ Filter（谓词） │ ← 并行检查所有节点
│ ├─ Score（打分） │ ← 并行打分
│ └─ Reserve │
└──────────┬───────────┘
▼
┌──────────────────────┐
│ bindingCycle() │
│ ├─ PreBind │
│ ├─ Bind │
│ └─ PostBind │
└──────────┬───────────┘
▼
┌──────────────────────┐
│ Pod 已绑定到 Node │
└──────────────────────┘
核心数据结构 #
// 调度结果
type ScheduleResult struct {
SuggestedHost string // 选中的节点名
}
// 节点信息快照
type NodeInfo struct {
Node *v1.Node
Pods []*PodInfo
UsedPorts HostPortInfo
Allocated *Resource
...
}
// 调度周期状态（插件间传递）
type CycleState struct {
states map[StateKey]StateData // 插件可读写
}
配置入口 #
Scheduler 通过 KubeSchedulerConfiguration 配置：
apiVersion: kubescheduler.config.k8s.io/v1
kind: KubeSchedulerConfiguration
profiles:
- schedulerName: default-scheduler
plugins:
filter:
enabled:
- name: NodeResourcesFit
score:
enabled:
- name: NodeResourcesFit
weight: 1
总结 #
| 模块 | 核心文件 | 职责 |
|---|---|---|
| 入口 | cmd/kube-scheduler/ | 启动、配置解析 |
| 主循环 | scheduler.go + schedule_one.go | 调度主流程 |
| 框架 | framework/ | 插件注册、调用、状态传递 |
| 插件 | framework/plugins/ | 内置调度策略实现 |
| 队列 | backend/ | 优先级队列管理 |
| 抢占 | framework/preemption/ | Pod 抢占逻辑 |