API Schema in kubernetes
什么是schema
schema一词起源于希腊语中的form
或figure
,但具体应该如何定义schema
取决于应用环境的上下文。schema
有不同的类型,其含义与数据科学、教育、营销和SEO以及心理学等领域密切相关。
在维基百科中将schema解释为,图式,在心里学中主要描述一种思维或行为类型,用来组织资讯的类别,以及资讯之间的关系。它也可以被描述为先入为主思想的心理结构,表示世界某些观点的框架,或是用于组织和感知新资讯的系统。
但在计算机中的schema其实与这个解释很接近了,从很多地方都可以看到 schema 这个名词,例如 database,openldap,programing language等的。这里可以简单的吧schema 理解为 元数据集合 (metadata component),主要包含元素及属性的声明,与其他数据结构组成。
数据库中的schema
在数据库中,schema
就像一个骨架结构,代表整个数据库的逻辑视图。它设计了应用于特定数据库中数据的所有约束。当在数据建模时,就会产生一个schema。在谈到关系数据库]和面向对象数据库时经常使用schema。有时也指将结构或文本的描述。
数据库中schema描述数据的形状以及它与其他模型、表和库之间的关系。在这种情况下,数据库条目是schema的一个实例,包含schema中描述的所有属性。
数据库schema通常分为两类:定义数据文件实际存储方式的**物理数据库schema ;和逻辑数据库schema **,它描述了应用于存储数据的所有逻辑约束,包括完整性、表和视图。常见包括
- 星型模式(star schema)
- 雪花模式(snowflake schema)
- 事实星座模型(fact constellation schema 或 galaxy schema)
星型模式是类似于一个简单的数据仓库图,包括一对多的事实表和维度表。它使用非规范化数据。
雪花模式是更为复杂的一种流行的数据库模式,在该模式下,维度表是规范化的,可以节省存储空间并最大限度地减少数据冗余。
事实星座模式远比星型模式和雪花模式复杂得多。它拥有多个共享多个维度表的事实表。
Kubernetes中的schema
通过上面的阐述,大概上可以明白 schema究竟是什么东西了,在Kubernetes中也有schema的概念,通过对kubernetes中资源(GVK)的规范定义、相互关系间的映射等,schema即k8s资源对象元数据。
而kubernetes中资源对象即 Group
Version
Kind
这些被定义在 staging/src/k8s.io/api/type.go
中,即平时所操作的yaml文件,例如
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: ngx
namespace: default
spec:
selector:
matchLabels:
app: ngx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: ngx-schema
image: nginx
ports:
- containerPort: 80
而对应的的即为TypeMeta
、ObjectMeta
和 DeploymentSpec
,
TypeMeta
为 kind
与 apiserver
ObjectMeta
为 Name
、Namespace
CreationTimestamp
等段。
DeploymentSpec
则对应了 yaml 中的 spec。
而整个yaml组成了 一个 k8s的资源对象。
type Deployment struct {
metav1.TypeMeta `json:",inline"`
// Standard object metadata.
// +optional
metav1.ObjectMeta `json:"metadata,omitempty" protobuf:"bytes,1,opt,name=metadata"`
// Specification of the desired behavior of the Deployment.
// +optional
Spec DeploymentSpec `json:"spec,omitempty" protobuf:"bytes,2,opt,name=spec"`
// Most recently observed status of the Deployment.
// +optional
Status DeploymentStatus `json:"status,omitempty" protobuf:"bytes,3,opt,name=status"`
}
register.go
则是将对应的资源类型注册到schema中的类
var (
// TODO: move SchemeBuilder with zz_generated.deepcopy.go to k8s.io/api.
// localSchemeBuilder and AddToScheme will stay in k8s.io/kubernetes.
SchemeBuilder = runtime.NewSchemeBuilder(addKnownTypes)
localSchemeBuilder = &SchemeBuilder
AddToScheme = localSchemeBuilder.AddToScheme
)
// Adds the list of known types to the given scheme.
func addKnownTypes(scheme *runtime.Scheme) error {
scheme.AddKnownTypes(SchemeGroupVersion,
&Deployment{},
&DeploymentList{},
&StatefulSet{},
&StatefulSetList{},
&DaemonSet{},
&DaemonSetList{},
&ReplicaSet{},
&ReplicaSetList{},
&ControllerRevision{},
&ControllerRevisionList{},
)
metav1.AddToGroupVersion(scheme, SchemeGroupVersion)
return nil
}
而 apimachinery
包则是 schema的实现,通过看其内容可以发下,kubernetes中 schema就是 GVK 的属性约束 与 GVR 之间的映射。
通过示例了解schema
例如在 apps/v1/deployment
这个资源,在代码中表示 k8s.io/api/apps/v1/types.go
,如果需要对其资源进行扩展那么需要怎么做?如,建立一个 StateDeplyment
资源
type Deployment struct {
metav1.TypeMeta `json:",inline"`
// Standard object metadata.
// +optional
metav1.ObjectMeta `json:"metadata,omitempty" protobuf:"bytes,1,opt,name=metadata"`
如上述代码所示,Deployment 中的 metav1.TypeMeta
和 metav1.ObjectMeta
那么我们复制一个 Deployment 为 StateDeployment,注意,因为 Deployment的两个属性, metav1.TypeMeta
和 metav1.ObjectMeta
分别实现了不同的方法,如图所示
所以在实现方法时,需要实现 DeepCopyinfo
, DeepCopy
和继承接口 Object
的 DeepCopyObject
方法
// DeepCopyInto is an autogenerated deepcopy function, copying the receiver, writing into out. in must be non-nil.
func (in *StateDeployment) DeepCopyInto(out *StateDeployment) {
*out = *in
out.TypeMeta = in.TypeMeta
in.ObjectMeta.DeepCopyInto(&out.ObjectMeta)
in.Spec.DeepCopyInto(&out.Spec)
in.Status.DeepCopyInto(&out.Status)
return
}
// DeepCopy is an autogenerated deepcopy function, copying the receiver, creating a new StateDeployment.
func (in *StateDeployment) DeepCopy() *StateDeployment {
if in == nil {
return nil
}
out := new(StateDeployment)
in.DeepCopyInto(out)
return out
}
// DeepCopyObject is an autogenerated deepcopy function, copying the receiver, creating a new runtime.Object.
func (in *StateDeployment) DeepCopyObject() runtime.Object {
if c := in.DeepCopy(); c != nil {
return c
}
return nil
}
那么扩展一个资源的整个流为:
- 资源类型在:
k8s.io/api/{Group}/types.go
- 资料类型的实现接口
k8s.io/apimachinery/pkg/runtime/interfaces.go.Object
- 其中是基于
Deployment
的类型,metav1.TypeMeta
和metav1.ObjectMeta
metav1.TypeMeta
实现了GetObjectKind()
;metav1.ObjectMeta
实现了DeepCopyinfo=()
,DeepCopy()
,还需要实现DeepCopyObject()
- 最后注册资源到schema中
k8s.io/api/apps/v1/register.go
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