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Java程式猿怎樣高速理解Kubernetes

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我們希望微服務是可複製的。可替換的工作節點。這樣能夠輕鬆進行升級或降級,同一時候無需不論什麼停機時間,並花費最少代價的管理。

我們能夠說我們希望他們成為我們的小黃人(minions)。

本文我們將通過一個簡單的樣例來了解Kubernetes能夠通過建立和編排一群“小黃人"來為我們做些什麼。您能夠與本文一起編碼或從此處[1]克隆專案。


先決條件

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須要將使用Docker容器化微服務以便在Kubernetes中執行它們。我們將使用Minikube。而不是使用雲託管的Kubernetes,以便能夠在本地沙箱執行。
目的

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我們的小黃人軍團將是Java微服務。

我們希望軍團中有不同型別的工作角色,以便能夠了解Kubernetes能夠為我們做些什麼。因此,我們的目標是讓每一個微服務都響應一個簡單的http請求,其響應例如以下:
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使用ASCII字來表示minion的型別。


構建Java Minion服務

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我們能夠通過Spring Boot Web應用程式來啟動我們的微服務。程式使用具有Web啟動依賴性的Spring Initializr初始化:
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在專案中。建立一個使用@RestController凝視的Controller來處理請求。使用@RequestMapping(method = GET)來提供響應主體。所以首先我們能夠這樣做:
@RequestMapping( method=GET)

@ResponseBody

public String minion() throws UnknownHostException 
{

   StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();

   stringBuilder.append("Host: ").append(InetAddress.getLocalHost().getHostName()).append("<br/>");

   return stringBuilder.toString();

}

但這並不能全然滿足需求。

我們能夠輸出ASCII字,但選擇哪種minion型別?為此能夠使用一個技巧。

建立一個能夠採用我們選擇的不論什麼minion型別的應用程式。要做到這一點。須要它包括一個ASCII藝術字庫。

因此。我們建立了一個名為MinionsLibrary的類。使用@Component註解。在內部我們建立了一個地圖,我們使用此部落格[2]中的一些minions初始化:

@Component

public class MinionsLibrary {

    private Map<String,String> map = new HashMap<>();

    public MinionsLibrary(){

      map.put("one-eyed-minion",<COPY-PASTE MINION ASCII ART HERE>);

      map.put("two-eyed-minion",<COPY-PASTE MINION ASCII ART HERE>);

      map.put("sad-minion",<COPY-PASTE MINION ASCII ART HERE>);

      map.put("happy-minion",<COPY-PASTE MINION ASCII ART HERE>);

    }

}

或者你能夠從https://github.com/ryandawsonuk/minions/tree/master/src/main/java/org/minions/demo獲取。


然後告訴微服務是哪種minion型別。使用Spring應用程式的名稱屬性(我們稍後能夠使用Docker設定環境變數)來執行此操作。

它還將幫助我們稍後在響應中顯示我們的應用程式版本號,所以如今的Controller變為:

@RestController

public class Controller {

    private final String version = "0.1";

    private MinionsLibrary minionsLibrary;

    @Value("${spring.application.name}")

    private String appName;

    public Controller(MinionsLibrary minionsLibrary){

        this.minionsLibrary=minionsLibrary;

    }

    @RequestMapping( method=GET)

    @ResponseBody

    public String minion() throws UnknownHostException {

        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();

        stringBuilder.append("Host: ").append(InetAddress.getLocalHost().getHostName()).append("<br/>");

        stringBuilder.append("Minion Type: ").append(appName).append("<br/>");

        stringBuilder.append("IP: ").append(InetAddress.getLocalHost().getHostAddress()).append("<br/>");

        stringBuilder.append("Version: ").append(version).append("<br/>");

        stringBuilder.append(minionsLibrary.getMinion(appName));

        return stringBuilder.toString();

    }

}

如今選擇'image'包以匹配應用程式名稱,該名稱將是minion型別名稱(比如'單眼小黃人')。
容器化並部署

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須要為我們的應用程式建立一個Docker映象。我們想在Docker映象中構建可執行的jar。然後在容器啟動時啟動Java應用程式。能夠使用多階段Docker構建來完畢此任務。

Dockerfile是:

FROM maven:3.5-jdk-8 as BUILDMINION

COPY src /usr/src/myapp/src

COPY pom.xml /usr/src/myapp

RUN mvn -f /usr/src/myapp/pom.xml clean package -DskipTests

FROM openjdk:alpine

COPY --from=BUILDMINION /usr/src/myapp/target/*.jar /maven/

CMD java $JAVA_OPTS -jar maven/*.jar

從開始到'FROM openjdk:alpine'是構建JAR,然後jar包被複制到基於輕量的openjdk:alpine映象的下一階段構建。

使用JAVA_OPTS引數來限制程式的記憶體佔用(關於減少記憶體。能夠參考該文章[3])。
然後使用命令“docker build . -t minion”構建一個映象。
通過建立Kubernetes部署檔案來部署它。我們稱之為“minion-army.yml”。這將包括每一個minion型別的條目。這是當中的一個minion型別:

apiVersion: apps/v1beta1

kind: Deployment

metadata:

 name: one-eyed-minion

labels:

   serviceType: one-eyed-minion

spec:

 replicas: 2

template:

   metadata:

     name: one-eyed-minion

     labels:

       serviceType: one-eyed-minion

   spec:

     containers:

       - name: one-eyed-minion

         image: minion:latest

         imagePullPolicy: Never

         ports:

         - containerPort: 8080

         env:

         - name: JAVA_OPTS

           value: -Xmx64m -Xms64m

         - name: SPRING_APPLICATION_NAME

           value: "one-eyed-minion"

---

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

 name: one-eyed-minion-entrypoint

namespace: default

spec:

 selector:

   serviceType: one-eyed-minion

ports:
   - port: 8080

     targetPort: 8080

     nodePort: 30080

type: NodePort

請注意,“SPRING_APPLICATION_NAME”變數會自己主動與spring.application.name屬性匹配,以便此minion服務成為單眼小黃人型別。有兩個這樣的minion型別的例項(副本)可用,Kubernetes服務將自己主動將請求路由到當中一個或還有一個。
該服務將通過Minikube以port30080暴露對外提供服務 (對於真正的Kubernetes,該服務的這一點會有所不同,由於我們使用LoadBalancer而不是NodePort。而且不會限制在minikubeport範圍)。

服務將使用與服務匹配的Pod來處理它。

我們將為每種型別提供一種服務。
minion型別的部署將建立兩個Pod。

每一個人都是這樣的型別的工作節點。
我們能夠為每一個minion型別反覆上面的配置,每次新增外部port號以便使用不同的port。或者我們能夠使用這個GitHub儲存庫,它還具有其它配置,能夠在不停機的情況下進行小型版本號升級(假設我們使用Helm。我們能夠避免反覆。但我們不想加入比我們很多其它的工具)。


建立軍團

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首先啟動mMinikube:
minikube start --memory 4000 --cpus 3

等待它開始,然後將您的Docker registry連結到Minikube。併為Minikube構建minion影象:
eval $(minikube docker-env)

docker build . -t minion

然後我們能夠部署軍團:
kubectl create -f minion-army.yml

並看到型別:
open http://$(minikube ip):30080

open http://$(minikube ip):30081

open http://$(minikube ip):30082

open http://$(minikube ip):30083

每一個看起來都非常像文章開頭的快樂小黃人頁面。
我們能夠通過“kubectl get pods”來檢視整個軍隊,或者“minikube dashboard”進到Pods頁面:
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創造很多其它的部隊

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我們能夠在minikube dashboard的Deployments部分下建立很多其它特定型別的minions:
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一個小黃人倒下,還有一個替補他的位置

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假設從瀏覽器點選快樂小黃人服務時得到的:
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假設殺死“happy-minion-58c9c46d67-j84s9”會發生什麼?能夠通過儀表板的Pod部分刪除:
kubectl delete pod happy-minion-58c9c46d67-j84s9

假設你在瀏覽器中點選重新整理幾次(殺死小黃人兵可能須要一點時間),你會看到該服務會使用該型別的還有一個小黃人。

假設瀏覽Pod部分,您將看到Kubernetes建立了一個新的Pod來取代您刪除的那個。以保證該部署中有兩個節點。
Minion升級

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我們還能夠為小黃人進行滾動升級。

為此,我們應該在minions-army.yml檔案的每一個Deployment部分的'spec'部分以下(它能夠直接位於同一級別的'replicas'以下):

minReadySeconds: 10

strategy:

   type: RollingUpdate

   rollingUpdate:

     maxUnavailable: 1

     maxSurge: 1

然後將Controller類中的版本號更改為0.2。儲存它然後執行:
docker build . -t minion:0.2

然後開啟minion-army.yml並找到 - 用“0.2”替換全部“最新”。儲存更改並執行:
kubectl apply -f minion-army.yml --record

重新整理當中一個minion型別的瀏覽器,以檢視版本號更改是否與kubectl rollout status部署中看到的內容一致。當中是minion型別(比如one-eyed-minion)。


小黃人回滾

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要檢視已部署的歷史記錄,請執行kubectl rollout history deployment ,回滾執行 kubectl rollout undo deployment --to-revision = 1(可能須要一段時間)。
銷燬軍團

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用以下方法摧毀軍隊:
kubectl delete -f minion-army.yml

用“minikube stop”停止minikube。


相關連結:

  1. https://github.com/ryandawsonuk/minions/blob/master/minion-army.yml

  2. http://textart4u.blogspot.co.uk/2013/08/minions-emoticons-text-art-for-facebook.html

  3. https://dzone.com/articles/how-to-decrease-jvm-memory-consumption-in-docker-u


原文連結:https://dzone.com/articles/minions-in-minikube-a-kubernetes-intro-for-java-de


Kubernetes實戰培訓

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Kubernetes應用實戰培訓將於2018年10月12日在深圳開課,3天時間帶你係統學習Kubernetes 本次培訓包括:容器基礎、Docker基礎、Docker進階、Kubernetes架構及部署、Kubernetes經常使用物件、Kubernetes網路、儲存、服務發現、Kubernetes的排程和服務質量保證、監控和日誌、Helm、專案實踐等,點選下方圖片檢視詳情。

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