spring-boot 2.5.4，nacos 作為配置、服務發現中心，Cloud Native Buildpacks 打包映象，GitLab CI/CD

本文主要介紹 Java 通過 Cloud Native Buildpacks 打包映象，通過 Gitlab 配置 CI/CD。以及使用 nacos 作為配置中心，使用 grpc 作為 RPC 框架。

前置條件：

• JDK 版本：1.8
• gradle 版本：7.1
• spring-boot 版本：2.5.4
• nacos 版本：1.3.1
• GitLab 配置
  
  

spring-boot gradle 外掛

spring-boot gradle 外掛在 gradle 中提供 spring-boot 支援。該外掛可以打 jar 或者 war 包。

plugins {

	id 'org.springframework.boot' version '2.5.4'

}

新建一個 gradle 專案，該專案在只引用 id 'org.springframework.boot' version '2.5.4' 外掛的情況下，gralde 任務分佈完全沒有變化，如下圖所示。

引入 java 外掛

plugins {

    id 'java'

    id 'org.springframework.boot' version '2.5.4'

}

但當引入 java 外掛後，情況就大大不同了，可見，spring-boot 外掛和 java 外掛一起應用後，將產生如下反應：

1. 建立bootJar任務，執行該任務會生成一個 fat jar。該 jar 包把所有的類檔案打包進 BOOT-INF/classes 中，把專案依賴的所有 jar 包打包進 BOOT-INF/lib 中。

2. 配置 assemble 任務，該任務依賴於 bootJar 任務，所以執行 assemble 任務的時候也會執行 bootJar。

3. 配置 jar 任務，該任務可以配置 jar 包的 classifier。配置方式如下，預設情況下 classifier 為空字串：

   bootJar {
   
       classifier = 'boot'
   
   }
   
   jar {
   
       classifier = ''
   
   }
   
   

4. 建立 bootBuildImage 任務，該任務可以使用 CNB 打包 OCI 映象。後面會詳細介紹如何使用 CNB。

5. 建立 bootRun 任務用於執行應用程式。

6. 建立 bootArchives 配置，注意這裡是配置，不是任務。當應用 maven 外掛時會為 bootArchives 配置建立 uploadBootArchives 任務。bootArchives 預設情況下包含 bootJar 或 bootWar 任務生成的檔案。

   uploadBootArchives {
   
       repositories {
   
           mavenDeployer {
   
               repository url: 'https://repo.example.com'
   
           }
   
       }
   
   }
   
   

7. 建立 developmentOnly 配置。該配置用於管理開發時的依賴，比如 org.springframework.boot:spring-boot-devtools，該依賴僅在開發時使用，無需打進 jar 包中。

   dependencies {
   
       developmentOnly 'org.springframework.boot:spring-boot-devtools'
   
   }
   
   

8. 建立 productionRuntimeClasspath 配置。它等價於 runtimeClasspath 中的依賴減去 developmentOnly 配置中的依賴。

9. 配置 JavaCompile 任務預設使用 UTF-8。

10. 配置 JavaCompile 任務使用 -parameters 配置編譯器引數。

引入 io.spring.dependency-management 外掛

引入該外掛後，將自動管理依賴版本。

plugins {

    id 'java'

    id 'org.springframework.boot' version '2.5.4'

    id "io.spring.dependency-management" version "1.0.11.RELEASE"

}

group 'com.toy'

version '1.0.0-SNAPSHOT'

repositories {

    mavenCentral()

}

dependencies {

    developmentOnly 'org.springframework.boot:spring-boot-devtools'

}

引入 grpc 框架

基於本示例使用 nacos 作為服務發現中心，本示例將使用 net.devh:grpc-spring-boot-starter 依賴作為框架。

工程結構

目前為止，我們介紹了 java 專案中引入 spring gradle 所需的外掛，以及各個元件的作用。接下來我們介紹如何引入 grpc，以及引入 grpc 後，我們的工程結構。

改造後工程結構總體如下：

protobuf

用於儲存 proto 檔案，以及釋出 proto 檔案，當客戶端引用時，保證 jar 包最小。build.gradle 檔案內容如下：

plugins {

    id 'java'

    id 'idea'

    id 'com.google.protobuf' version '0.8.17' //google proto 外掛

    id 'maven-publish'

}

group 'com.toy'

version '1.0.0-SNAPSHOT'

repositories {

    mavenCentral()

}

dependencies {

    //用於生成 java 類

    compileOnly 'io.grpc:grpc-protobuf:1.39.0'

    compileOnly 'io.grpc:grpc-stub:1.39.0'

}

protobuf {

    protoc {

        artifact = "com.google.protobuf:protoc:3.17.3"

    }

    plugins {

        grpc {

            artifact = 'io.grpc:protoc-gen-grpc-java:1.39.0'

        }

    }

    generateProtoTasks {

        all()*.plugins {

            grpc {

            }

        }

    }

}

publishing {

    publications {

        proto_package(MavenPublication) {

        }

    }

    repositories {

        maven {

            allowInsecureProtocol = true

            url '你的 Maven 倉庫地址'

            credentials {

                username = 'Maven 賬號'

                password = 'Maven 密碼'

            }

        }

    }

}

生成的 Java 類路徑為 $projectName/build/.. 如下所示，生成的所有 class 檔案位於 proto 資料夾下：

rpc

1. 在 rpc 專案中新增啟動類 ToyApplication，內容如下：

   package com.toy.rpc;
   
   import org.springframework.boot.SpringApplication;
   
   import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
   
   /**
   
    * @author Zhang_Xiang
   
    * @since 2021/8/20 15:34:58
   
    */
   
   @SpringBootApplication(scanBasePackages = {"com.toy.*"})
   
   public class ToyApplication {
   
       public static void main(String[] args) {
   
           SpringApplication.run(ToyApplication.class, args);
   
       }
   
   }
   
   

2. 在包 com.toy.rpc.impl 中新增 HelloImpl 檔案，內容如下：

   package com.toy.rpc.impl;
   
   import com.toy.proto.GreeterGrpc;
   
   import com.toy.proto.HelloReply;
   
   import com.toy.proto.HelloRequest;
   
   import io.grpc.stub.StreamObserver;
   
   import net.devh.boot.grpc.server.service.GrpcService;
   
   /**
   
    * @author Zhang_Xiang
   
    * @since 2021/8/20 15:35:56
   
    */
   
   @GrpcService
   
   public class HelloImpl extends GreeterGrpc.GreeterImplBase {
   
       @Override
   
       public void sayHello(HelloRequest request, StreamObserver<HelloReply> responseObserver) {
   
           HelloReply reply = HelloReply.newBuilder().setMessage("Hello " + request.getName()).build();
   
           responseObserver.onNext(reply);
   
           responseObserver.onCompleted();
   
       }
   
   }
   
   

3. 新增整合測試

   (1)新增整合測試配置

   package com.toy.config;
   
   import net.devh.boot.grpc.client.autoconfigure.GrpcClientAutoConfiguration;
   
   import net.devh.boot.grpc.server.autoconfigure.GrpcServerAutoConfiguration;
   
   import net.devh.boot.grpc.server.autoconfigure.GrpcServerFactoryAutoConfiguration;
   
   import org.springframework.boot.autoconfigure.ImportAutoConfiguration;
   
   import org.springframework.boot.test.context.TestConfiguration;
   
   /**
   
   * @author Zhang_Xiang
   
   * @since 2021/8/12 16:26:25
   
   */
   
   @TestConfiguration
   
   @ImportAutoConfiguration({
   
           GrpcServerAutoConfiguration.class, // Create required server beans
   
           GrpcServerFactoryAutoConfiguration.class, // Select server implementation
   
           GrpcClientAutoConfiguration.class}) // Support @GrpcClient annotation
   
   public class IntegrationTestConfigurations {
   
   }
   
   

   (2)新增測試類

   package com.toy;
   
   import com.toy.config.IntegrationTestConfigurations;
   
   import com.toy.proto.GreeterGrpc;
   
   import com.toy.proto.HelloReply;
   
   import com.toy.proto.HelloRequest;
   
   import net.devh.boot.grpc.client.inject.GrpcClient;
   
   import org.junit.jupiter.api.Test;
   
   import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
   
   import org.springframework.test.annotation.DirtiesContext;
   
   import org.springframework.test.context.junit.jupiter.SpringJUnitConfig;
   
   import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertEquals;
   
   /**
   
   * @author Zhang_Xiang
   
   * @since 2021/8/20 16:02:41
   
   */
   
   @SpringBootTest(properties = {
   
           "grpc.server.inProcessName=test", // Enable inProcess server
   
           "grpc.server.port=-1", // Disable external server
   
           "grpc.client.inProcess.address=in-process:test" // Configure the client to connect to the inProcess server
   
   })
   
   @SpringJUnitConfig(classes = {IntegrationTestConfigurations.class})
   
   @DirtiesContext
   
   public class HelloServerTest {
   
       @GrpcClient("inProcess")
   
       private GreeterGrpc.GreeterBlockingStub blockingStub;
   
       @Test
   
       @DirtiesContext
   
       public void sayHello_replyMessage() {
   
           HelloReply reply = blockingStub.sayHello(HelloRequest.newBuilder().setName("Zhang").build());
   
           assertEquals("Hello Zhang", reply.getMessage());
   
       }
   
   }
   
   

4. build.gradle

   plugins {
   
       id 'java'
   
       id 'idea'
   
       id 'org.springframework.boot' version '2.5.4'
   
       id "io.spring.dependency-management" version "1.0.11.RELEASE"
   
   }
   
   group 'com.toy'
   
   version '1.0.0-SNAPSHOT'
   
   repositories {
   
       mavenCentral()
   
   }
   
   dependencies {
   
       implementation platform('io.grpc:grpc-bom:1.39.0') //使所有 protobuf 外掛的版本保持一致
   
       implementation 'net.devh:grpc-spring-boot-starter:2.12.0.RELEASE'
   
       developmentOnly 'org.springframework.boot:spring-boot-devtools'
   
       implementation project(':protobuf') //引入 protobuf 專案
   
       testImplementation 'org.junit.jupiter:junit-jupiter-api:5.7.2'
   
       testRuntimeOnly 'org.junit.jupiter:junit-jupiter-engine:5.7.2'
   
       testImplementation 'io.grpc:grpc-testing'
   
       testImplementation('org.springframework.boot:spring-boot-starter-test')
   
   }
   
   bootBuildImage {
   
       imageName = "harbor.xxx.com/rpc/${project.name}:${project.version}"
   
       publish = true
   
       docker {
   
       publishRegistry {
   
               username = "admin"
   
               password = "admin"
   
               url = "harbor.xxx.com"
   
           }
   
       }
   
   }
   
   test {
   
       useJUnitPlatform()
   
   }
   
   

至此，整個 grpc 專案基礎結構完成。

新增 nacos 配置中心、服務發現

1. 在 rpc 專案 build.gradle 檔案中引入讀取 nacos 配置的 jar 包和註冊服務到 nacos 中的 jar 包。

   dependencies{
   
       implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-web' //用於註冊服務
   
       //新增此引用的原因是為了解決 spring boot 2.5.4 無法讀取 nacos 配置的問題
   
       implementation 'org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-bootstrap:3.0.3'
   
       implementation 'com.alibaba.cloud:spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery:2021.1'
   
       implementation 'com.alibaba.cloud:spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config:2021.1'
   
   }
   
   

2. 新增讀取服務配置，在 rpc 專案中新增 bootstrap.propertise，內容如下：

   spring.profiles.active=dev
   
   spring.application.name=toy
   
   

   新增 bootstrap-dev.properties，內容如下：

   spring.cloud.nacos.config.server-addr=127.0.0.1:8848
   
   spring.cloud.nacos.config.namespace=52f2f610-46f6-4c57-a089-44072099adde
   
   spring.cloud.nacos.config.file-extension=yaml
   
   spring.cloud.nacos.config.group=DEFAULT_GROUP
   
   spring.cloud.nacos.discovery.namespace=52f2f610-46f6-4c57-a089-44072099adde
   
   spring.cloud.nacos.discovery.server-addr=127.0.0.1:8848
   
   

至此，完成了服務端通過 nacos 讀取配置，並且把服務端註冊到 nacos 中。

gitlab CI/CD

在根專案目錄下新增 .gitlab-ci.yml 檔案。當 gitlab 安裝了 runner 後，將自動觸發 CI/CD，內容如下：

variables:

  CONTAINER_NAME: toy

  IMAGE_VERSION: 1.0.0

  IMAGE_TAG: harbor.xxx.com/toy/rpc

  PORT: 10086

stages:

  - test

  - publishJar

  - bootBuildImage //spring-boot 從 2.3.0 版本以後引入了 BootBuildImage 任務。

  - deploy

test:

  stage: test

  script:

    - gradle clean

    - gradle rpc:test

publishProtoBuf:

  stage: publishJar

  script:

    - gradle protobuf:publish

bootBuildImage:

  stage: bootBuildImage

  script:

    - gradle rpc:bootBuildImage

deployDev:

  stage: deploy

  script:

    - ssh $SERVER_USER@$SERVER_IP "docker login --username=$REGISTERY_NAME --password=$REGISTRY_PWD harbor.xxx.com; docker pull $IMAGE_TAG:$IMAGE_VERSION;"

    - ssh $SERVER_USER@$SERVER_IP "docker container rm -f $CONTAINER_NAME || true"

    - ssh $SERVER_USER@$SERVER_IP "docker run -d -p $PORT:$PORT -e JAVA_OPTS='-Xms512m -Xmx512m -Xss256K'  --net=host --name $CONTAINER_NAME $IMAGE_TAG:$IMAGE_VERSION"

  when: manual

這幾個步驟什麼意思呢？

• 定義專案級別的變數
• 定義了 4 個步驟，其中每個步驟中的任務又是可以並行的
  • test：執行專案中的單元測試（專案中沒有寫單元測試）、整合測試
  • publishJar：釋出專案中 protobuf 專案到私有 maven 倉庫中
  • bootBuildImage：打包映象，並根據配置釋出到映象倉庫中，這裡打包過程需要詳細說明
  • deploy：部署映象到遠端伺服器中，在此步驟中配置了 when:manual，意思是手動觸發此步驟

注意： 這裡 SERVER_USER、SERVER_IP、$REGISTERY_NAME 和 $REGISTRY_PWD 在 Gitlab 中通過超級管理員做了全域性配置，即在所有專案中都可以使用。

定義 gitlab CI/CD 變數

CI/CD 變數一共有 4 種定義方式，如下：

1. 在 .gitlab-ci.yml 檔案中定義
   
   
2. 在專案中定義
3. 在組中定義
4. gitlab 全域性變數

變數優先順序（從高到低）

1. 觸發變數、流水線變數、手動流水線變數
2. 專案變數
3. 組變數
4. 全域性變數
5. 繼承變數
6. .gitlab-ci.yml 檔案中，job 中定義的變數
7. .gitlab-ci.yml 中定義的變數，job 外的變數
8. 部署變數
9. 預定義變數

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