Kubernetes官方java客户端之四:内部应用

Posted 程序员欣宸

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Kubernetes官方java客户端之四:内部应用相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

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概览

  1. 本文是《Kubernetes官方java客户端》系列的第四篇,以下提到的java客户端都是指client-jar.jar;
  2. 前文《Kubernetes官方java客户端之三:外部应用》中,咱们开发了一个名为==OutsideclusterApplication==的SpringBoot应用,该应用并未部署在K8S环境,而是远程访问K8S环境内部的API Server,整体结构如下:

  3. 除了前文中部署在外部的方式,还有一种常见场景:使用java客户端的应用自身也部署在K8S环境中,如下图所示,名为==DemoApplication的SpringBoot==应用部署在K8S环境内,调用java客户端库的API对K8S进行各种操作,整体结构如下:

  4. 本文的内容就是开发上图中名为==DemoApplication==的应用,并且部署在K8S环境中进行验证;

源码下载

  1. 如果您不想编码,可以在GitHub下载所有源码,地址和链接信息如下表所示(https://github.com/zq2599/blog_demos):
名称 链接 备注
项目主页 https://github.com/zq2599/blog_demos 该项目在GitHub上的主页
git仓库地址(https) https://github.com/zq2599/blog_demos.git 该项目源码的仓库地址,https协议
git仓库地址(ssh) git@github.com:zq2599/blog_demos.git 该项目源码的仓库地址,ssh协议
  1. 这个git项目中有多个文件夹,本章的应用在==kubernetesclient==文件夹下,如下图红框所示:

    开发K8S环境内的应用:DemoApplication

  2. 打开《Kubernetes官方java客户端:准备》中创建的的==kubernetesclient==工程,在里面创建子工程,名为==helloworld==,这是个SpringBoot工程,pom.xml内容如下:

    
    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    
    <parent>
        <groupId>com.bolingcavalry</groupId>
        <artifactId>kubernetesclient</artifactId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
        <relativePath>../pom.xml</relativePath>
    </parent>
    
    <groupId>com.bolingcavalry</groupId>
    <artifactId>helloworld</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>helloworld</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>
    <packaging>jar</packaging>
    
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
    
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
        </dependency>
    
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
    
        <dependency>
            <groupId>io.kubernetes</groupId>
            <artifactId>client-java</artifactId>
        </dependency>
    
    </dependencies>
    
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
                <version>2.3.0.RELEASE</version>
                <!--该配置会在jar中增加layer描述文件,以及提取layer的工具-->
                <configuration>
                    <layers>
                        <enabled>true</enabled>
                    </layers>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

</project>

2. 编写java代码,创建==DemoApplication.java==,这里为了简单起见,将引导类和web controller的代码都写在DemoApplication类中:
```java
package com.bolingcavalry.demo;

import com.google.gson.Gson;
import io.kubernetes.client.openapi.ApiClient;
import io.kubernetes.client.openapi.Configuration;
import io.kubernetes.client.openapi.apis.CoreV1Api;
import io.kubernetes.client.openapi.models.V1PodList;
import io.kubernetes.client.util.Config;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

@SpringBootApplication
@RestController
@Slf4j
public class DemoApplication 

    public static void main(String[] args) 
        SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
    

    @RequestMapping(value = "/hello")
    public List<String> hello() throws Exception 
        ApiClient client = Config.defaultClient();
        Configuration.setDefaultApiClient(client);

        CoreV1Api api = new CoreV1Api();

        // 调用客户端API取得所有pod信息
        V1PodList v1PodList = api.listPodForAllNamespaces(null, null, null, null, null, null, null, null, null);

        // 使用Gson将集合对象序列化成JSON,在日志中打印出来
        log.info("pod info \\n", new Gson().toJson(v1PodList));

        return v1PodList
                .getItems()
                .stream()
                .map(value ->
                        value.getMetadata().getNamespace()
                        + ":"
                        + value.getMetadata().getName())
                .collect(Collectors.toList());
    
  1. 还记得《Kubernetes官方java客户端之二:序列化和反序列化问题》提到的序列化问题吗?上述代码中,log.info那段代码里对==V1PodList==执行序列化的是Gson,并且hello方法返回的也不是V1PodList实例,而是新做的一个List实例,这样做是因为jackson对V1PodList做序列化会导致异常,这里要避免jackson参与序列化操作;
  2. 应用的代码已经写完,接下来是镜像制作用到的Dockerfile文件,该文件和刚才创建的pom.xml文件在同一个目录下(即子工程==helloworld==的文件夹下),Dockerfile文件内容如下:
    
    # 指定基础镜像,这是分阶段构建的前期阶段
    FROM openjdk:8u212-jdk-stretch as builder
    # 执行工作目录
    WORKDIR application
    # 配置参数
    ARG JAR_FILE=target/*.jar
    # 将编译构建得到的jar文件复制到镜像空间中
    COPY $JAR_FILE application.jar
    # 通过工具spring-boot-jarmode-layertools从application.jar中提取拆分后的构建结果
    RUN java -Djarmode=layertools -jar application.jar extract

正式构建镜像

FROM openjdk:8u212-jdk-stretch
WORKDIR application

前一阶段从jar中提取除了多个文件,这里分别执行COPY命令复制到镜像空间中,每次COPY都是一个layer

COPY --from=builder application/dependencies/ ./
COPY --from=builder application/spring-boot-loader/ ./
COPY --from=builder application/snapshot-dependencies/ ./
COPY --from=builder application/application/ ./
ENTRYPOINT ["java", "org.springframework.boot.loader.JarLauncher"]


5. 在子工程pom.xml文件所在目录执行以下命令完成编译构建:
```shell
mvn clean package -U -DskipTests
  1. 接下来要制作镜像文件了,请确保当前电脑已经安装并运行了docker,另外构建docker镜像的操作==我仅在macOS和Linux操作系统下执行成功==,在Windows环境能否成功请自行尝试;
  2. 在Dockerfile所在目录执行以下命令即可创建docker镜像文件:

    docker build -t 192.168.50.43:5888/common/helloworld:1.0-SNAPSHOT .
  3. 上述命令执行成功后,镜像文件还只是在本机的docker仓库中,请放置到K8S环境可以访问的地方,我这里是在内网部署了镜像仓库Harbor,执行以下命令即可从本地仓库推送到Harbor(可能需要先登录,与Harbor的设置有关):

  4. 镜像准备完成,接下来就是在K8S环境部署了,在K8S环境创建名为helloworld.yaml的文件,内容如下,可见deployment和service都配置好了,另外请注意serviceAccountName属性的值为kubernates-client-service-account,此serviceAccountName是在《Kubernetes官方java客户端之一:准备》一文中创建好的RBAC资源,令咱们开发的helloworld应用有权限请求API Server:

    apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
    name: helloworld
    namespace : kubernetesclient
    spec:
    type: NodePort
    ports:
    - port: 8080
      nodePort: 30100
    selector:
    name: helloworld
    ---
    apiVersion: extensions/v1beta1
    kind: Deployment
    metadata:
    namespace : kubernetesclient
    name: helloworld
    spec:
    replicas: 1
    template:
    metadata:
      labels:
        name: helloworld
    spec:
      serviceAccountName: kubernates-client-service-account
      containers:
        - name: helloworld
          image: 192.168.50.43:5888/common/helloworld:1.0-SNAPSHOT
          tty: true
          livenessProbe:
            httpGet:
              path: /actuator/health/liveness
              port: 8080
            initialDelaySeconds: 5
            failureThreshold: 10
            timeoutSeconds: 10
            periodSeconds: 5
          readinessProbe:
            httpGet:
              path: /actuator/health/readiness
              port: 8080
            initialDelaySeconds: 5
            timeoutSeconds: 10
            periodSeconds: 5
          ports:
            - containerPort: 8080
          resources:
            requests:
              memory: "512Mi"
              cpu: "100m"
            limits:
              memory: "1Gi"
              cpu: "1000m"
  5. helloworld.yaml所在目录执行命令:==kubectl apply -f helloworld.yaml==

  6. 我这边,上图中的Pod所在宿主机IP地址是==192.168.50.135==,因此用浏览器访问==http://192.168.50.135:30100/hello==,如下图,可见当前K8S环境下所有Pod名称都返回了

至此,SpringBoot应用通过K8S官方java客户端,成功获取了自身所在K8S环境的信息,通过前文和本章,咱们对K8S官方java客户端已经有了基本的认识,接下来的实战会开启这个客户端更丰富的能力;

以上是关于Kubernetes官方java客户端之四:内部应用的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

Kubernetes官方java客户端之六:OpenAPI基本操作

Kubernetes官方java客户端之七:patch操作

Kubernetes官方java客户端之五:proto基本操作

java23种设计模式之四:建造者模式

java之四种权限修饰符

关于Kubernetes中Service Account的一些笔记:Pod内部如何访问K8s集群