只需五步，將Spring Boot服務(wù)遷移到Kubernetes

作者：學(xué)研妹 2023-09-21 22:50:15
開源
云原生 如果預(yù)算有限，想以低成本獲得彈性Beanstalk的所有好處，可以使用Kubernetes，并且它是開源的！

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當(dāng)許多Java開發(fā)人員使用Spring框架來(lái)快速創(chuàng)建Web服務(wù)，但是其在生產(chǎn)環(huán)境中運(yùn)行可能是個(gè)比較大的挑戰(zhàn)，因?yàn)橛泻芏噙\(yùn)行方式和云提供商。當(dāng)然您可以使用像AWS Elastic Beanstalk這樣的服務(wù)來(lái)保持其運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)縮放、零停機(jī)部署、無(wú)需部署新版本的基礎(chǔ)設(shè)施經(jīng)驗(yàn)等等。但是，這些服務(wù)對(duì)于預(yù)算較低的人來(lái)說(shuō)會(huì)花費(fèi)很多錢，同時(shí)失去對(duì)服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施的控制。

如果預(yù)算有限，想以低成本獲得彈性Beanstalk的所有好處，可以使用Kubernetes，并且它是開源的！

1. 生成Docker鏡像

Kubernetes是一個(gè)容器編排平臺(tái)，它可以自動(dòng)化地部署、擴(kuò)展和管理容器化應(yīng)用程序。Kubernetes的工作原理是這樣的：您可以從應(yīng)用程序創(chuàng)建Docker鏡像，并“告訴”Kubernetes啟動(dòng)您創(chuàng)建的一個(gè)或多個(gè)鏡像實(shí)例。然后，Kubernetes會(huì)自動(dòng)將這些實(shí)例分配給可用的節(jié)點(diǎn)，并確保它們始終處于運(yùn)行狀態(tài)。如果有節(jié)點(diǎn)失敗或需要擴(kuò)展應(yīng)用程序，則Kubernetes會(huì)自動(dòng)重新分配實(shí)例，以確保應(yīng)用程序始終處于可用狀態(tài)。因此，我們的第一步是從Spring Boot服務(wù)創(chuàng)建一個(gè)鏡像。

以下一個(gè)Dockerfile示例：

FROM openjdk:8-jdk-alpine
VOLUME /tmp
MAINTAINER Samuel Birocchi 
ADD target/*.jar app.jar
COPY newrelic newrelic

ENV JAVA_OPTS=""
ENV SPRING_PROFILE="default"
ENV MONGO_PASSWORD=""

ENTRYPOINT exec java $JAVA_OPTS \
 -javaagent:newrelic/newrelic.jar \
 -Djava.security.egd=file:/dev/./urandom \
 -Dspring.profiles.active=$SPRING_PROFILE \
 -Dmongo.password=$MONGO_PASSWORD \
 -jar app.jar

有了這個(gè)和docker build插件，我們可以運(yùn)行g(shù)radle clean buildDocker（或使用maven docker插件）來(lái)構(gòu)建docker鏡像。請(qǐng)注意，它將創(chuàng)建一個(gè)帶有g(shù)radle.properties或build.gradle上配置的版本標(biāo)簽的映像。

2. 創(chuàng)建部署和Pods

現(xiàn)在要將創(chuàng)建好的鏡像放在Kubernetes上，我們需要將其上傳到注冊(cè)表中。我們可以上傳到公共docker注冊(cè)表，但是該映像將對(duì)每個(gè)人都可用！由于我們的服務(wù)是私有的，因此我們需要上傳到私有注冊(cè)表。幸運(yùn)的是，Gcloud為您的帳戶提供了私有注冊(cè)表。

這樣一來(lái)，就可以最終將服務(wù)放在Kubernetes集群上了！由于正在使用Gcloud，因此使用GKE創(chuàng)建集群非常容易，請(qǐng)按照本教程進(jìn)行操作。創(chuàng)建集群后，配置命令行連接它后，需要為應(yīng)用程序創(chuàng)建部署（或復(fù)制控制器）以實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展性。使用以下配置作為初始配置：

apiVersion: apps/v1beta1 # for versions before 1.8.0 use apps/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: spring-boot-deployment
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: spring-boot-app
  replicas: 3 # tells deployment to run 3 pods matching the template
  template: # create pods using pod definition in this template
    metadata:
      labels:
        app: spring-boot-app
    spec:
      containers:
      - name: spring-boot-app
        image: #your image name here
        ports:
        - containerPort: 8080
          name: server
        - containerPort: 8081
          name: management

考慮到在最后一步中配置了Kubernetes命令行界面（kubectl），因此我們可以使用kubectl apply -f Deployment.yml為Kubernetes集群創(chuàng)建一個(gè)新的部署，并使用此配置。過(guò)一段時(shí)間后，您可以使用kubectl get deployment spring-boot-deployment檢查部署的狀態(tài)，并使用kubectl get pods spring-boot-app檢查pod的狀態(tài)。如果要檢查pod的日志，則可以使用kubectl log命令。

3. 使用服務(wù)公開我們的Pods

現(xiàn)在，我們的Pod正在運(yùn)行，需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)服務(wù)來(lái)將Pod公開。使用下配置創(chuàng)建服務(wù)：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: spring-boot-service
spec:
  ports:
  - port: 8080
    targetPort: 8080
    name: http
  - port: 8081
    targetPort: 8081
    name: management
  selector:
    app: spring-boot-app
  type: NodePort

正如所看到的，服務(wù)配置非常簡(jiǎn)單。但是，此配置未公開。我們可以將服務(wù)類型設(shè)置為L(zhǎng)oadBalancer，因?yàn)間cloud會(huì)自動(dòng)為我們的服務(wù)創(chuàng)建真正的負(fù)載均衡器和外部IP。實(shí)際上嘗試使用此配置我們無(wú)法正確設(shè)置TLS和HTTPS，我們希望服務(wù)僅通過(guò)HTTPS協(xié)議訪問(wèn)。但是該怎么做呢？

4. 使用Ingress進(jìn)行路由

可以找到Kubernetes Ingress來(lái)使用。它是一個(gè)較新的功能，但非常有效。它幾乎像一個(gè)類型為L(zhǎng)oadBalancer的服務(wù)，但您可以設(shè)置自定義路由規(guī)則。下面是Ingress配置：

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: spring-boot-ingress
  annotations:
    kubernetes.io/ingress.allow-http: "false"
spec:
  tls:
  - secretName: your-tls-secret
  backend:
    serviceName: spring-boot-service
    servicePort: 8080

正如所看到的，我們將入口設(shè)置為僅允許使用kubernetes.io/ingress.allow-http："false"進(jìn)行HTTPS連接。但是，您會(huì)發(fā)現(xiàn)此文件中有TLS配置。我們需要首先創(chuàng)建一個(gè)Secret，其中包含用于Ingress訪問(wèn)的ssl證書數(shù)據(jù)。使用下文配置即可完成此操作。

5. Secrets

apiVersion: v1
data:
  tls.crt: #base64 hash of your cert
  tls.key: #base64 hash of your key
kind: Secret
metadata:
  name: your-tls-secret
  namespace: default
type: Opaque

應(yīng)用所有配置后，我們可以使用 kubectl get ingress spring-boot-ingress 命令檢查應(yīng)用程序的外部 IP。通過(guò) HTTPS 訪問(wèn)，我們的 Spring Boot 應(yīng)用程序就運(yùn)行在 Kubernetes 集群上了！

重要！Kubernetes服務(wù)對(duì)默認(rèn)pod端口和端點(diǎn)“/”執(zhí)行健康檢查。如果您沒(méi)有映射該端點(diǎn)或者它受到保護(hù)，則需要加入livenessProbe和readinessProbe配置。

建議在部署到生產(chǎn)之前使用minikube測(cè)試這些設(shè)置，以便您熟悉Kubernetes環(huán)境。

要部署新版本，請(qǐng)使用kubectl set image deployment/spring-boot-deployment spring-boot-app=your-new-image或僅使用kubectl edit deployment spring-boot-deployment編輯配置。使用第二個(gè)命令，您可以同時(shí)更新圖像和Pod的數(shù)量。如果您只想擴(kuò)展應(yīng)用程序，請(qǐng)運(yùn)行kubectl scale deployment spring-boot-deployment --replicas=10或創(chuàng)建自動(dòng)縮放配置。

更新部署會(huì)導(dǎo)致Kubernetes滾動(dòng)更新，無(wú)需停機(jī)，因?yàn)樗鼤?huì)處理所有內(nèi)容，您只需坐下來(lái)放松即可。將基礎(chǔ)架構(gòu)更改為GKE后，可以減少關(guān)注應(yīng)用程序的健康狀況，更多地關(guān)注開發(fā)。Kubernetes非常易于與CI工具（如Jenkins、GitLab CI、BitBucket Pipelines等）一起使用。

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