将Spring Boot服务迁移到Kubernetes

当许多JAVA开发人员使用Spring框架来快速创建Web服务，但是其在生产环境中运行可能是个比较大的挑战，因为有很多运行方式和云提供商。当然您可以使用像AWS Elastic Beanstalk这样的服务来保持其运行，实现自动缩放、零停机部署、无需部署新版本的基础设施经验等等。但是，这些服务对于预算较低的人来说会花费很多钱，同时失去对服务基础设施的控制。

如果预算有限，想以低成本获得弹性Beanstalk的所有好处，可以使用Kube.NETes，并且它是开源的！

1 生成Docker镜像

Kubernetes是一个容器编排平台，它可以自动化地部署、扩展和管理容器化应用程序。Kubernetes的工作原理是这样的：您可以从应用程序创建Docker镜像，并“告诉”Kubernetes启动您创建的一个或多个镜像实例。然后，Kubernetes会自动将这些实例分配给可用的节点，并确保它们始终处于运行状态。如果有节点失败或需要扩展应用程序，则Kubernetes会自动重新分配实例，以确保应用程序始终处于可用状态。因此，我们的第一步是从Spring Boot服务创建一个镜像。

以下一个Dockerfile示例：

FROM openjdk:8-jdk-alpine
VOLUME /tmp
MAINTAINER Samuel Birocchi <samuel.birocchi@gobots.com.br>
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

有了这个和docker build插件，我们可以运行gradle clean buildDocker（或使用maven docker插件）来构建docker镜像。请注意，它将创建一个带有gradle.properties或build.gradle上配置的版本标签的映像。

2 创建部署和Pods

现在要将创建好的镜像放在Kubernetes上，我们需要将其上传到注册表中。我们可以上传到公共docker注册表，但是该映像将对每个人都可用！由于我们的服务是私有的，因此我们需要上传到私有注册表。幸运的是，Gcloud为您的帐户提供了私有注册表。

这样一来，就可以最终将服务放在Kubernetes集群上了！由于正在使用Gcloud，因此使用GKE创建集群非常容易，请按照本教程进行操作。创建集群后，配置命令行连接它后，需要为应用程序创建部署（或复制控制器）以实现可扩展性。使用以下配置作为初始配置:

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

考虑到在最后一步中配置了Kubernetes命令行界面（kubectl），因此我们可以使用kubectl apply -f Deployment.yml为Kubernetes集群创建一个新的部署，并使用此配置。过一段时间后，您可以使用kubectl get deployment spring-boot-deployment检查部署的状态，并使用kubectl get pods spring-boot-app检查pod的状态。如果要检查pod的日志，则可以使用kubectl log命令。

3 使用服务公开我们的Pods

现在，我们的Pod正在运行，需要创建一个服务来将Pod公开。使用下配置创建服务：

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，服务配置非常简单。但是，此配置未公开。我们可以将服务类型设置为LoadBalancer，因为gcloud会自动为我们的服务创建真正的负载均衡器和外部IP。实际上尝试使用此配置我们无法正确设置TLS和HTTPS，我们希望服务仅通过HTTPS协议访问。但是该怎么做呢？

4 使用Ingress进行路由

可以找到Kubernetes Ingress来使用。它是一个较新的功能，但非常有效。它几乎像一个类型为LoadBalancer的服务，但您可以设置自定义路由规则。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，我们将入口设置为仅允许使用kubernetes.io/ingress.allow-http："false"进行HTTPS连接。但是，您会发现此文件中有TLS配置。我们需要首先创建一个Secret，其中包含用于Ingress访问的ssl证书数据。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

应用所有配置后，我们可以使用 kubectl get ingress spring-boot-ingress 命令检查应用程序的外部 IP。通过 HTTPS 访问，我们的 Spring Boot 应用程序就运行在 Kubernetes 集群上了！

重要！Kubernetes服务对默认pod端口和端点“/”执行健康检查。如果您没有映射该端点或者它受到保护，则需要加入livenessProbe和readinessProbe配置。

建议在部署到生产之前使用minikube测试这些设置，以便您熟悉Kubernetes环境。

要部署新版本，请使用kubectl set image deployment/spring-boot-deployment spring-boot-app=your-new-image或仅使用kubectl edit deployment spring-boot-deployment编辑配置。使用第二个命令，您可以同时更新图像和Pod的数量。如果您只想扩展应用程序，请运行kubectl scale deployment spring-boot-deployment --replicas=10或创建自动缩放配置。

更新部署会导致Kubernetes滚动更新，无需停机，因为它会处理所有内容，您只需坐下来放松即可。将基础架构更改为GKE后，可以减少关注应用程序的健康状况，更多地关注开发。Kubernetes非常易于与CI工具（如Jenkins、GitLab CI、BitBucket Pipelines等）一起使用。