关于spring-cloud-kubernetes

spring-cloud-kubernetes是springcloud官方推出的开源项目，用于将Spring Cloud和Spring Boot应用运行在kubernetes环境，并且提供了通用的接口来调用kubernetes服务，GitHub上官方地址是：https://github.com/spring-cloud/spring-cloud-kubernetes

该项目的提交者之一，就是SpringCloud的作者之一Spencer Gibb：

系列文章列表

本文是《spring-cloud-kubernetes实战系列》的第二篇，全文链接如下：

  1. 《spring-cloud-kubernetes官方demo运行实战》
  2. 《你好spring-cloud-kubernetes》
  3. 《spring-cloud-kubernetes背后的三个关键知识点》
  4. 《spring-cloud-kubernetes的服务发现和轮询实战(含熔断)》
  5. 《spring-cloud-kubernetes与SpringCloud Gateway》
  6. 《spring-cloud-kubernetes与k8s的configmap》

通过官方demo来了解spring-cloud-kubernetes

spring-cloud-kubernetes项目也提供了丰富的官方demo来帮助开发者了解和学习spring-cloud-kubernetes，您可以参考《spring-cloud-kubernetes官方demo运行实战》快速体验官方demo；

实战spring-cloud-kubernetes

今天实战的内容是开发一个简单的java应用，然后将其部署在kubernetes环境（minikube 1.1.1），该应用通过spring-cloud-kubernetes调用当前kubernetes的服务；

环境信息

本次实战的环境和版本信息如下：

  1. 操作系统：CentOS Linux release 7.6.1810
  2. minikube：1.1.1
  3. Java：1.8.0_191
  4. Maven：3.6.0
  5. fabric8-maven-plugin插件：3.5.37
  6. spring-cloud-kubernetes：1.0.1.RELEASE

上面的linux、minikube、java、maven，请确保已准备好，linux环境下minikube的安装和启动请参考《Linux安装minikube指南 》。

准备工作已经OK，开始编码吧。

源码下载

如果您不打算写代码，也可以从GitHub上下载本次实战的源码，地址和链接信息如下表所示：

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


这个git项目中有多个文件夹，本章源码在springcloudk8sdiscovery这个文件夹下，如下图红框所示：

开发应用

  1. 基于maven创建一个springboot应用，名为springcloudk8sdiscovery；
  2. 该应用完整的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 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">

    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <parent>

        <groupId>org.springframework.boot</groupId>

        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>

        <version>2.1.1.RELEASE</version>

        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->

    </parent>

    <groupId>com.bolingcavalry</groupId>

    <artifactId>springcloudk8sdiscovery</artifactId>

    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>

    <name>springcloudk8sdiscovery</name>

    <description>Demo project for Spring Boot</description>

    <properties>

        <java.version>1.8</java.version>

        <spring-boot.version>2.1.1.RELEASE</spring-boot.version>

        <maven-compiler-plugin.version>3.5</maven-compiler-plugin.version>

        <maven-deploy-plugin.version>2.8.2</maven-deploy-plugin.version>

        <maven-failsafe-plugin.version>2.18.1</maven-failsafe-plugin.version>

        <maven-surefire-plugin.version>2.21.0</maven-surefire-plugin.version>

        <fabric8.maven.plugin.version>3.5.37</fabric8.maven.plugin.version>

    </properties>

    <dependencyManagement>

        <dependencies>

            <dependency>

                <groupId>org.springframework.boot</groupId>

                <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>

                <type>pom</type>

                <scope>import</scope>

                <version>${spring-boot.version}</version>

            </dependency>

        </dependencies>

    </dependencyManagement>

    <dependencies>

        <dependency>

            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

            <artifactId>spring-cloud-kubernetes-core</artifactId>

            <version>1.0.1.RELEASE</version>

        </dependency>

        <dependency>

            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

            <artifactId>spring-cloud-kubernetes-discovery</artifactId>

            <version>1.0.1.RELEASE</version>

        </dependency>

        <dependency>

            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

            <artifactId>spring-cloud-commons</artifactId>

            <version>2.1.1.RELEASE</version>

        </dependency>

        <dependency>

            <groupId>org.springframework.boot</groupId>

            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>

            <version>2.1.1.RELEASE</version>

        </dependency>

        <dependency>

            <groupId>org.springframework.boot</groupId>

            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>

            <version>2.1.1.RELEASE</version>

        </dependency>

        <!--

            We need that(actuator) so that it can be used in readiness probes.

            Readiness checks are needed by arquillian, so that it

            knows when to run the actual test.

        -->

        <dependency>

            <groupId>org.springframework.boot</groupId>

            <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>

            <version>2.1.1.RELEASE</version>

        </dependency>

        <dependency>

            <groupId>com.alibaba</groupId>

            <artifactId>fastjson</artifactId>

            <version>1.2.28</version>

        </dependency>

    </dependencies>

    <build>

        <plugins>

            <plugin>

                <groupId>org.springframework.boot</groupId>

                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>

                <version>${spring-boot.version}</version>

                <executions>

                    <execution>

                        <goals>

                            <goal>repackage</goal>

                        </goals>

                    </execution>

                </executions>

            </plugin>

            <plugin>

                <!--skip deploy -->

                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>

                <artifactId>maven-deploy-plugin</artifactId>

                <version>${maven-deploy-plugin.version}</version>

                <configuration>

                    <skip>true</skip>

                </configuration>

            </plugin>

            <plugin>

                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>

                <artifactId>maven-surefire-plugin</artifactId>

                <version>${maven-surefire-plugin.version}</version>

                <configuration>

                    <skipTests>true</skipTests>

                    <!-- Workaround for https://issues.apache.org/jira/browse/SUREFIRE-1588 -->

                    <useSystemClassLoader>false</useSystemClassLoader>

                </configuration>

            </plugin>

            <plugin>

                <groupId>io.fabric8</groupId>

                <artifactId>fabric8-maven-plugin</artifactId>

                <version>${fabric8.maven.plugin.version}</version>

                <executions>

                    <execution>

                        <id>fmp</id>

                        <goals>

                            <goal>resource</goal>

                        </goals>

                    </execution>

                </executions>

            </plugin>

        </plugins>

    </build>

    <profiles>

        <profile>

            <id>kubernetes</id>

            <build>

                <plugins>

                    <plugin>

                        <groupId>io.fabric8</groupId>

                        <artifactId>fabric8-maven-plugin</artifactId>

                        <version>${fabric8.maven.plugin.version}</version>

                        <executions>

                            <execution>

                                <id>fmp</id>

                                <goals>

                                    <goal>resource</goal>

                                    <goal>build</goal>

                                </goals>

                            </execution>

                        </executions>

                        <configuration>

                            <enricher>

                                <config>

                                    <fmp-service>

                                        <type>NodePort</type>

                                    </fmp-service>

                                </config>

                            </enricher>

                        </configuration>

                    </plugin>

                </plugins>

            </build>

        </profile>

        <profile>

            <id>release</id>

            <build>

                <plugins>

                    <plugin>

                        <groupId>io.fabric8</groupId>

                        <artifactId>fabric8-maven-plugin</artifactId>

                        <version>${fabric8.maven.plugin.version}</version>

                        <executions>

                            <execution>

                                <id>fmp</id>

                                <goals>

                                    <goal>resource</goal>

                                    <goal>helm</goal>

                                </goals>

                            </execution>

                        </executions>

                    </plugin>

                </plugins>

            </build>

        </profile>

        <profile>

            <id>integration</id>

            <build>

                <plugins>

                    <plugin>

                        <groupId>io.fabric8</groupId>

                        <artifactId>fabric8-maven-plugin</artifactId>

                        <version>${fabric8.maven.plugin.version}</version>

                        <executions>

                            <execution>

                                <id>fmp</id>

                                <goals>

                                    <goal>resource</goal>

                                    <goal>build</goal>

                                </goals>

                            </execution>

                        </executions>

                    </plugin>

                    <plugin>

                        <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>

                        <artifactId>maven-failsafe-plugin</artifactId>

                        <version>${maven-failsafe-plugin.version}</version>

                        <executions>

                            <execution>

                                <id>run-integration-tests</id>

                                <phase>integration-test</phase>

                                <goals>

                                    <goal>integration-test</goal>

                                    <goal>verify</goal>

                                </goals>

                            </execution>

                        </executions>

                        <configuration>

                            <skipTests>false</skipTests>

                            <skipITs>false</skipITs>

                        </configuration>

                    </plugin>

                </plugins>

            </build>

        </profile>

    </profiles>

</project>

上述pom.xml文件有几处需要关注：

a. 直接依赖了spring-cloud-kubernetes的以下两个库，后面才能使用spring-cloud-kubernetes的服务：

org.springframework.cloud:spring-cloud-kubernetes-core:1.0.1.RELEASE

org.springframework.cloud:spring-cloud-kubernetes-discovery:1.0.1.RELEASE

b. 使用插件fabric8-maven-plugin来构建镜像并部署到minikube环境：

<plugin>

  <groupId>io.fabric8</groupId>

  <artifactId>fabric8-maven-plugin</artifactId>

  <version>${fabric8.maven.plugin.version}</version>

  <executions>

    <execution>

      <id>fmp</id>

      <goals>

        <goal>resource</goal>

      </goals>

    </execution>

  </executions>

</plugin>

c. 为fabric8-maven-plugin插件准备了三个profile，本次实战主要用到kubernetes这个：

<profile>

  <id>kubernetes</id>

  <build>

    <plugins>

      <plugin>

        <groupId>io.fabric8</groupId>

        <artifactId>fabric8-maven-plugin</artifactId>

        <version>${fabric8.maven.plugin.version}</version>

        <executions>

          <execution>

            <id>fmp</id>

            <goals>

              <goal>resource</goal>

              <goal>build</goal>

            </goals>

          </execution>

        </executions>

        <configuration>

          <enricher>

            <config>

              <fmp-service>

                <!--部署到kubernetes后，会创建一个类型为NodePort的service-->

                <type>NodePort</type>

              </fmp-service>

            </config>

          </enricher>

        </configuration>

      </plugin>

    </plugins>

  </build>

</profile>

以上就是pom.xml的内容了，主要是添加spring-cloud-kubernetes的依赖，以及使用fabric8来构建和部署；

  1. 在application.properties文件中设置应用名称：
spring.application.name=springcloudk8sdiscovery
  1. 创建应用启动类Springcloudk8sdiscoveryApplication，可见这是个很普通的springboot启动类：
package com.bolingcavalry.springcloudk8sdiscovery;

import org.springframework.boot.SpringApplication;

import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;

@SpringBootApplication

@EnableDiscoveryClient

public class Springcloudk8sdiscoveryApplication {

    public static void main(String[] args) {

        SpringApplication.run(Springcloudk8sdiscoveryApplication.class, args);

    }

}
  1. 创建controller类，对外提供http服务，部署完成后通过这些http服务来验证功能：
@RestController

public class DiscoveryController {

    @Autowired

    private DiscoveryClient discoveryClient;

    /**

     * 探针检查响应类

     * @return

     */

    @RequestMapping("/health")

    public String health() {

        return "health";

    }

    /**

     * 返回远程调用的结果

     * @return

     */

    @RequestMapping("/getservicedetail")

    public String getservicedetail(

            @RequestParam(value = "servicename", defaultValue = "") String servicename) {

        return "Service [" + servicename + "]'s instance list : " + JSON.toJSONString(discoveryClient.getInstances(servicename));

    }

    /**

     * 返回发现的所有服务

     * @return

     */

    @RequestMapping("/services")

    public String services() {

        return this.discoveryClient.getServices().toString()

                + ", "

                + new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date());

    }

}

上述代码有几点需要注意：

a. health方法用于响应kubernetes的探针检查；

b. getservicedetail方法接收名为servicename的参数，然后去服务列表中检查对应的服务对象并返回；

c. services方法返回的是所有服务的名称；

以上就是所有代码了，功能是通过autowire得到DiscoveryClient实例，再调用该实例的API取得服务信息。

接下来我们将应用构建并部署到minikube环境；

编译构建

  1. 请确保当前电脑上java、maven、minikube都是正常的；
  2. 在pom.xml文件所在目录执行以下命令，即可编译构建部署一次性完成：
mvn clean package fabric8:deploy -Pkubernetes

构建成功后，控制台输出信息如下：

...

[INFO]

[INFO] <<< fabric8-maven-plugin:3.5.37:deploy (default-cli) < install @ springcloudk8sdiscovery <<<

[INFO]

[INFO]

[INFO] --- fabric8-maven-plugin:3.5.37:deploy (default-cli) @ springcloudk8sdiscovery ---

[INFO] F8: Using Kubernetes at https://192.168.121.133:8443/ in namespace default with manifest /usr/local/work/demo/springcloudk8sdiscovery/target/classes/META-INF/fabric8/kubernetes.yml

[INFO] Using namespace: default

[INFO] Updating a Service from kubernetes.yml

[INFO] Updated Service: target/fabric8/applyJson/default/service-springcloudk8sdiscovery.json

[INFO] Using namespace: default

[INFO] Updating Deployment from kubernetes.yml

[INFO] Updated Deployment: target/fabric8/applyJson/default/deployment-springcloudk8sdiscovery.json

[INFO] F8: HINT: Use the command `kubectl get pods -w` to watch your pods start up

[INFO] ------------------------------------------------------------------------

[INFO] BUILD SUCCESS

[INFO] ------------------------------------------------------------------------

[INFO] Total time:  11.207 s

[INFO] Finished at: 2019-06-09T18:50:09+08:00

[INFO] ------------------------------------------------------------------------
  1. 用kubectl命令查看部署和服务，都处于正常状态：
[root@minikube springcloudk8sdiscovery]# kubectl get deployments

NAME                      READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE

springcloudk8sdiscovery   1/1     1            1           75m

[root@minikube springcloudk8sdiscovery]# kubectl get svc

NAME                      TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE

kubernetes                ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP          33h

springcloudk8sdiscovery   NodePort    10.102.167.79   <none>        8080:31583/TCP   75m
  1. 执行命令minikube service springcloudk8sdiscovery --url，得到的是可以从外部访问的服务地址：http://192.168.121.133:31583 ，其中192.168.121.133是宿主机IP地址；
  2. 在浏览器上访问地址http://192.168.121.133:31583/services ，如下图，返回的"所有服务"其实是kubernetes中的所有service：

  3. 为了验证当前namespace下的所有服务都能被发现，我们再创建个服务实施，执行以下命令，会创建名为my-tomcat的部署和服务：
kubectl run my-tomcat --image=tomcat:7.0.94-jre7-alpine --replicas=2 --port=8080 \

&& kubectl expose deployment my-tomcat --port=8080 --target-port=8080 --external-ip=192.168.50.7 --type=LoadBalancer

由于下载镜像需要一定时间，所以需要稍作等待；

7. 再去访问地址http://192.168.121.133:31583/services ，如下图，my-tomcat赫然在列：



8. 访问地址http://192.168.121.133:31583/getservicedetail?servicename=my-tomcat ，会得到名为my-tomcat的服务信息，该信息格式化后的内容如下所示：

[

    {

        "host": "172.17.0.4",

        "instanceId": "91201db9-8aa6-11e9-a5b5-000c29fd2001",

        "metadata": {

            "run": "my-tomcat"

        },

        "port": 8080,

        "scheme": "http://",

        "secure": false,

        "serviceId": "my-tomcat",

        "uri": "http://172.17.0.4:8080"

    },

    {

        "host": "172.17.0.5",

        "instanceId": "91223cda-8aa6-11e9-a5b5-000c29fd2001",

        "metadata": {

            "$ref": "$[0].metadata"

        },

        "port": 8080,

        "scheme": "http://",

        "secure": false,

        "serviceId": "my-tomcat",

        "uri": "http://172.17.0.5:8080"

    }

]

可见spring-cloud-kubernetes的DiscoveryClient服务将kubernetes中的"service"资源与SpringCloud中的服务对应起来了，有了这个DiscoveryClient，我们在kubernetes环境就不需要eureka来做注册发现了，而是直接使用kubernetes的服务机制，此时不得不感慨SpringCloud的对DiscoveryClient的设计是如此的精妙。

至此，spring-cloud-kubernetes的初体验就结束了，通过简单的编码我们的程序在kubernetes环境可以取得service资源的信息，随着学习的深入，我们会用到更多的spring-cloud-kubernetes能力，感谢spring-cloud-kubernetes的设计者，让我们的SpringCloud应用畅游在在kubernetes世界。

疑惑待解

您可能会有些疑惑：上面的代码都是和SpringCloud相关的，和spring-cloud-kubernetes没什么关系呀，为什么程序运行起来后就能取得kubernetes环境中的服务信息呢？

此问题如果不弄清楚，后面的学习很难展开，因为我们都不知道自己的代码与kubernetes环境有什么关系，和kubernetes有没有交互？

以上问题，欢迎访问《spring-cloud-kubernetes背后的三个关键知识点》，这里面有详细的分析。

欢迎关注我的公众号

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