Java程序员如何快速理解Kubernetes

我们希望微服务是可复制的，可替换的工作节点，这样可以轻松进行升级或降级，同时无需任何停机时间，并花费最少代价的管理。我们可以说我们希望他们成为我们的小黄人（minions）。本文我们将通过一个简单的例子来了解Kubernetes可以通过创建和编排一群“小黄人"来为我们做些什么。您可以与本文一起编码或从此处[1]克隆项目。
先决条件

需要将使用Docker容器化微服务以便在Kubernetes中运行它们。我们将使用Minikube，而不是使用云托管的Kubernetes，以便可以在本地沙箱运行。
目的

我们的小黄人军团将是Java微服务。我们希望军团中有不同类型的工作角色，以便能够了解Kubernetes可以为我们做些什么。因此，我们的目标是让每个微服务都响应一个简单的http请求，其响应如下：

使用ASCII字来表示minion的类型。
构建Java Minion服务

我们可以通过Spring Boot Web应用程序来启动我们的微服务，程序使用具有Web启动依赖性的Spring Initializr初始化：

在项目中，创建一个使用@RestController注释的Controller来处理请求。使用@RequestMapping（method = GET）来提供响应主体。所以首先我们可以这样做：
@RequestMapping( method=GET)

@ResponseBody

public String minion() throws UnknownHostException {

StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();

stringBuilder.append("Host: ").append(InetAddress.getLocalHost().getHostName()).append(" ");

return stringBuilder.toString();

}

但这并不能完全满足需求。我们可以输出ASCII字，但选择哪种minion类型？为此可以使用一个技巧。创建一个可以采用我们选择的任何minion类型的应用程序。要做到这一点，需要它包含一个ASCII艺术字库。因此，我们创建了一个名为MinionsLibrary的类，使用@Component注解，在内部我们创建了一个地图，我们使用此博客[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>);

}

或者你可以从https://github.com/ryandawsonuk/minions/tree/master/src/main/java/org/minions/demo获取。
然后告诉微服务是哪种minion类型。使用Spring应用程序的名称属性（我们稍后可以使用Docker环境变量设置）来执行此操作。它还将帮助我们稍后在响应中显示我们的应用程序版本，所以现在的Controller变为：
@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(" ");

stringBuilder.append("Minion Type: ").append(appName).append(" ");

stringBuilder.append("IP: ").append(InetAddress.getLocalHost().getHostAddress()).append(" ");

stringBuilder.append("Version: ").append(version).append(" ");

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

return stringBuilder.toString();

}

现在选择'image'包以匹配应用程序名称，该名称将是minion类型名称（例如'单眼小黄人'）。
容器化并部署

需要为我们的应用程序创建一个Docker镜像。我们想在Docker镜像中构建可执行的jar，然后在容器启动时启动Java应用程序。可以使用多阶段Docker构建来完成此任务。 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

从开始到'FROM openjdk：alpine'是构建JAR，然后jar包被拷贝到基于轻量的openjdk:alpine镜像的下一阶段构建。使用JAVA_OPTS参数来限制程序的内存占用（关于降低内存，可以参考该文章[3]）。
然后使用命令“docker build . -t minion”构建一个镜像。
通过创建Kubernetes部署文件来部署它。我们称之为“minion-army.yml”。这将包含每个minion类型的条目。这是其中的一个minion类型：
apiVersion: apps/v1beta1

kind: Deployment

metadata:

labels:

serviceType: one-eyed-minion

spec:

replicas: 2

template:

metadata:

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:

namespace: default

spec:

selector:

serviceType: one-eyed-minion

ports:
- port: 8080

targetPort: 8080

nodePort: 30080

type: NodePort

请注意，“SPRING_APPLICATION_NAME”变量会自动与spring.application.name属性匹配，以便此minion服务成为单眼小黄人类型。有两个这种minion类型的实例（副本）可用，Kubernetes服务将自动将请求路由到其中一个或另一个。
该服务将通过Minikube以端口30080暴露对外提供服务（对于真正的Kubernetes，该服务的这一点会有所不同，因为我们使用LoadBalancer而不是NodePort，并且不会限制在minikube端口范围）。服务将使用与服务匹配的Pod来处理它。我们将为每种类型提供一种服务。
minion类型的部署将创建两个Pod。每个人都是这种类型的工作节点。
我们可以为每个minion类型重复上面的配置，每次增加外部端口号以便使用不同的端口，或者我们可以使用这个GitHub存储库，它还具有其他配置，可以在不停机的情况下进行小型版本升级（如果我们使用Helm，我们可以避免重复，但我们不想添加比我们更多的工具）。
创建军团

首先启动mMinikube：
minikube start --memory 4000 --cpus 3

等待它开始，然后将您的Docker registry链接到Minikube，并为Minikube构建minion图像：
eval $(minikube docker-env)

docker build . -t minion

然后我们可以部署军团：
kubectl create -f minion-army.yml

并看到类型：
open http://$(minikube ip):30080

open http://$(minikube ip):30081

open http://$(minikube ip):30082

open http://$(minikube ip):30083

每个看起来都很像文章开头的快乐小黄人页面。
我们可以通过“kubectl get pods”来查看整个军队，或者“minikube dashboard”进到Pods页面：

创造更多的部队

我们可以在minikube dashboard的Deployments部分下创建更多特定类型的minions：

一个小黄人倒下，另一个替补他的位置