Kubernetes官方java客户端之四：内部应用

偏执的太偏执、 2023-03-01 10:21 10阅读 0赞

### 欢迎访问我的GitHub ###

[https://github.com/zq2599/blog\_demos][https_github.com_zq2599_blog_demos]  
内容：所有原创文章分类汇总及配套源码，涉及Java、Docker、Kubernetes、DevOPS等；

### 概览 ###

1.  本文是《Kubernetes官方java客户端》系列的第四篇，以下提到的java客户端都是指client-jar.jar；
2.  前文[《Kubernetes官方java客户端之三：外部应用》][Kubernetes_java]中，咱们开发了一个名为OutsideclusterApplication的SpringBoot应用，该应用并未部署在K8S环境，而是远程访问K8S环境内部的API Server，整体结构如下：  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5_size_16_color_FFFFFF_t_70]
3.  除了前文中部署在外部的方式，还有一种常见场景：使用java客户端的应用自身也部署在K8S环境中，如下图所示，名为DemoApplication的SpringBoot应用部署在K8S环境内，调用java客户端库的API对K8S进行各种操作，整体结构如下：  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]
4.  本文的内容就是开发上图中名为DemoApplication的应用，并且部署在K8S环境中进行验证；

### 额外准备 ###

*  前文[《Kubernetes官方java客户端之三：外部应用》][Kubernetes_java]的实战是一次常规的SpringBoot应用开发，本文的实战和前文略有不同，您需要对以下知识点有所了解：

1.  SpringBoot制作成docker镜像，首选官方推荐的方式，参考[《体验SpringBoot(2.3)应用制作Docker镜像(官方方案)》][SpringBoot_2.3_Docker]、[《详解SpringBoot(2.3)应用制作Docker镜像(官方方案)》][SpringBoot_2.3_Docker 1]
2.  SpringBoot应用在K8S环境下的探针技术，参考[《掌握SpringBoot-2.3的容器探针：基础篇》][SpringBoot-2.3]、[《掌握SpringBoot-2.3的容器探针：深入篇》][SpringBoot-2.3 1]、[《掌握SpringBoot-2.3的容器探针：实战篇》][SpringBoot-2.3 2]

### 源码下载 ###

1.  如果您不想编码，可以在GitHub下载所有源码，地址和链接信息如下表所示(https://github.com/zq2599/blog\_demos)：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">名称</th> 
   <th align="left">链接</th> 
   <th align="left">备注</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">项目主页</td> 
   <td align="left">https://github.com/zq2599/blog_demos</td> 
   <td align="left">该项目在GitHub上的主页</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">git仓库地址(https)</td> 
   <td align="left">https://github.com/zq2599/blog_demos.git</td> 
   <td align="left">该项目源码的仓库地址，https协议</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">git仓库地址(ssh)</td> 
   <td align="left">git@github.com:zq2599/blog_demos.git</td> 
   <td align="left">该项目源码的仓库地址，ssh协议</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

1.  这个git项目中有多个文件夹，本章的应用在kubernetesclient文件夹下，如下图红框所示：  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

### 开发K8S环境内的应用：DemoApplication ###

1.  打开[《Kubernetes官方java客户端：准备》][Kubernetes_java 1]中创建的的kubernetesclient工程，在里面创建子工程，名为helloworld，这是个SpringBoot工程，pom.xml内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
        <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    
        <parent>
            <groupId>com.bolingcavalry</groupId>
            <artifactId>kubernetesclient</artifactId>
            <version>1.0-SNAPSHOT</version>
            <relativePath>../pom.xml</relativePath>
        </parent>
    
        <groupId>com.bolingcavalry</groupId>
        <artifactId>helloworld</artifactId>
        <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
        <name>helloworld</name>
        <description>Demo project for Spring Boot</description>
        <packaging>jar</packaging>
    
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
            </dependency>
    
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
            </dependency>
    
            <dependency>
                <groupId>org.projectlombok</groupId>
                <artifactId>lombok</artifactId>
                <optional>true</optional>
            </dependency>
            
            <dependency>
                <groupId>io.kubernetes</groupId>
                <artifactId>client-java</artifactId>
            </dependency>
    
        </dependencies>
    
        <build>
            <plugins>
                <plugin>
                    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                    <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
                    <version>2.3.0.RELEASE</version>
                    
                    <configuration>
                        <layers>
                            <enabled>true</enabled>
                        </layers>
                    </configuration>
                </plugin>
            </plugins>
        </build>
    
    </project>

1.  编写java代码，创建DemoApplication.java，这里为了简单起见，将引导类和web controller的代码都写在DemoApplication类中：

package com.bolingcavalry.demo;
    
    import com.google.gson.Gson;
    import io.kubernetes.client.openapi.ApiClient;
    import io.kubernetes.client.openapi.Configuration;
    import io.kubernetes.client.openapi.apis.CoreV1Api;
    import io.kubernetes.client.openapi.models.V1PodList;
    import io.kubernetes.client.util.Config;
    import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
    import org.springframework.boot.SpringApplication;
    import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
    
    import java.util.List;
    import java.util.stream.Collectors;
    
    @SpringBootApplication
    @RestController
    @Slf4j
    public class DemoApplication { 
    
        public static void main(String[] args) { 
            SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
        }
    
        @RequestMapping(value = "/hello")
        public List<String> hello() throws Exception { 
            ApiClient client = Config.defaultClient();
            Configuration.setDefaultApiClient(client);
    
            CoreV1Api api = new CoreV1Api();
    
            // 调用客户端API取得所有pod信息
            V1PodList v1PodList = api.listPodForAllNamespaces(null, null, null, null, null, null, null, null, null);
    
            // 使用Gson将集合对象序列化成JSON，在日志中打印出来
            log.info("pod info \n{}", new Gson().toJson(v1PodList));
    
            return v1PodList
                    .getItems()
                    .stream()
                    .map(value ->
                            value.getMetadata().getNamespace()
                            + ":"
                            + value.getMetadata().getName())
                    .collect(Collectors.toList());
        }
    }

1.  还记得[《Kubernetes官方java客户端之二：序列化和反序列化问题》][Kubernetes_java 2]提到的序列化问题吗？上述代码中，log.info那段代码里对V1PodList执行序列化的是Gson，并且hello方法返回的也不是V1PodList实例，而是新做的一个List实例，这样做是因为jackson对V1PodList做序列化会导致异常，这里要避免jackson参与序列化操作；
2.  应用的代码已经写完，接下来是镜像制作用到的Dockerfile文件，该文件和刚才创建的pom.xml文件在同一个目录下(即子工程helloworld的文件夹下)，Dockerfile文件内容如下：

# 指定基础镜像，这是分阶段构建的前期阶段
    FROM openjdk:8u212-jdk-stretch as builder
    # 执行工作目录
    WORKDIR application
    # 配置参数
    ARG JAR_FILE=target/*.jar
    # 将编译构建得到的jar文件复制到镜像空间中
    COPY ${JAR_FILE} application.jar
    # 通过工具spring-boot-jarmode-layertools从application.jar中提取拆分后的构建结果
    RUN java -Djarmode=layertools -jar application.jar extract
    
    # 正式构建镜像
    FROM openjdk:8u212-jdk-stretch
    WORKDIR application
    # 前一阶段从jar中提取除了多个文件，这里分别执行COPY命令复制到镜像空间中，每次COPY都是一个layer
    COPY --from=builder application/dependencies/ ./
    COPY --from=builder application/spring-boot-loader/ ./
    COPY --from=builder application/snapshot-dependencies/ ./
    COPY --from=builder application/application/ ./
    ENTRYPOINT ["java", "org.springframework.boot.loader.JarLauncher"]

1.  在子工程pom.xml文件所在目录执行以下命令完成编译构建：

mvn clean package -U -DskipTests

1.  接下来要制作镜像文件了，请确保当前电脑已经安装并运行了docker，另外构建docker镜像的操作我仅在macOS和Linux操作系统下执行成功，在Windows环境能否成功请自行尝试；
2.  在Dockerfile所在目录执行以下命令即可创建docker镜像文件：

docker build -t 192.168.50.43:5888/common/helloworld:1.0-SNAPSHOT .

1.  上述命令执行成功后，镜像文件还只是在本机的docker仓库中，请放置到K8S环境可以访问的地方，我这里是在内网部署了镜像仓库Harbor，执行以下命令即可从本地仓库推送到Harbor(可能需要先登录，与Harbor的设置有关)：  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]
2.  镜像准备完成，接下来就是在K8S环境部署了，在K8S环境创建名为helloworld.yaml的文件，内容如下，可见deployment和service都配置好了，另外请注意serviceAccountName属性的值为kubernates-client-service-account，此serviceAccountName是在[《Kubernetes官方java客户端之一：准备》][Kubernetes_java 1]一文中创建好的RBAC资源，令咱们开发的helloworld应用有权限请求API Server：

apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
      name: helloworld
      namespace : kubernetesclient
    spec:
      type: NodePort
      ports:
        - port: 8080
          nodePort: 30100
      selector:
        name: helloworld
    ---
    apiVersion: extensions/v1beta1
    kind: Deployment
    metadata:
      namespace : kubernetesclient
      name: helloworld
    spec:
      replicas: 1
      template:
        metadata:
          labels:
            name: helloworld
        spec:
          serviceAccountName: kubernates-client-service-account
          containers:
            - name: helloworld
              image: 192.168.50.43:5888/common/helloworld:1.0-SNAPSHOT
              tty: true
              livenessProbe:
                httpGet:
                  path: /actuator/health/liveness
                  port: 8080
                initialDelaySeconds: 5
                failureThreshold: 10
                timeoutSeconds: 10
                periodSeconds: 5
              readinessProbe:
                httpGet:
                  path: /actuator/health/readiness
                  port: 8080
                initialDelaySeconds: 5
                timeoutSeconds: 10
                periodSeconds: 5
              ports:
                - containerPort: 8080
              resources:
                requests:
                  memory: "512Mi"
                  cpu: "100m"
                limits:
                  memory: "1Gi"
                  cpu: "1000m"

1.  helloworld.yaml所在目录执行命令：kubectl apply -f helloworld.yaml  
    ![在这里插入图片描述][2020072408131637.png]
2.  我这边，上图中的Pod所在宿主机IP地址是192.168.50.135，因此用浏览器访问http://192.168.50.135:30100/hello，如下图，可见当前K8S环境下所有Pod名称都返回了：  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

至此，SpringBoot应用通过K8S官方java客户端，成功获取了自身所在K8S环境的信息，通过前文和本章，咱们对K8S官方java客户端已经有了基本的认识，接下来的实战会开启这个客户端更丰富的能力；

[https_github.com_zq2599_blog_demos]: https://github.com/zq2599/blog_demos
[Kubernetes_java]: https://blog.csdn.net/boling_cavalry/article/details/107528068
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230209/32197aa1628241a18deb6bec62cd9254.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20230209/897a3af2ac5c4f46a5500ebc41b74bac.png
[SpringBoot_2.3_Docker]: https://blog.csdn.net/boling_cavalry/article/details/106597358
[SpringBoot_2.3_Docker 1]: https://blog.csdn.net/boling_cavalry/article/details/106598189
[SpringBoot-2.3]: https://blog.csdn.net/boling_cavalry/article/details/106605264
[SpringBoot-2.3 1]: https://blog.csdn.net/boling_cavalry/article/details/106606442
[SpringBoot-2.3 2]: https://blog.csdn.net/boling_cavalry/article/details/106607225
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20230209/31b245fa844b47cabc4f4d96b5e66aa5.png
[Kubernetes_java 1]: https://blog.csdn.net/boling_cavalry/article/details/107480015
[Kubernetes_java 2]: https://blog.csdn.net/boling_cavalry/article/details/107503695
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20230209/a4f2651e9acd429fb106af8d0f22684f.png
[2020072408131637.png]: /images/20230209/3251d88b5bc74307bff3c02ebd2fcc60.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20230209/e1cae15ae9ec436ebf216269385e4f70.png