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在 Kubernetes 环境中开发 Spring Boot 项目

这篇教程介绍了如何在 Kubernetes 环境下部署 Spring Boot 应用，严格来说这并不是一篇关于 Spring Boot 的教程，而是一篇关于 Kubernetes 的简单入门。

准备 Kubernetes 环境

在开始教程之前，需要先确保你已经安装有 Kubernetes 环境了，可以参考 week010-install-kubernetes 来安装 Kubernetes。

使用 kubectl cluster-info 查看集群信息：

> kubectl cluster-info
Kubernetes control plane is running at https://kubernetes.docker.internal:6443
CoreDNS is running at https://kubernetes.docker.internal:6443/api/v1/namespaces/kube-system/services/kube-dns:dns/proxy

To further debug and diagnose cluster problems, use 'kubectl cluster-info dump'.

使用 kubectl get all 查看当前集群中所有的资源：

> kubectl get all
NAME                 TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
service/kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1    <none>        443/TCP   53d

准备 Spring Boot 应用

我们直接使用在 week011-spring-boot-on-docker 中创建的 Spring Boot 应用，在那一篇教程中，我们还使用 Jib 插件将应用构建成 Docker 镜像 aneasystone/myapp，并推送到了 DockerHub 公共仓库。

使用 docker 运行应用：

> docker run --rm -p 8080:8080 aneasystone/myapp

将应用部署到 Kubernetes

Kubernetes 使用一个 YAML 文件来部署应用，可以使用 kubectl 来创建这个 YAML 文件：

> kubectl create deployment myapp --image=aneasystone/myapp --dry-run=client -o=yaml > deployment.yaml
> echo --- >> .\deployment.yaml
> kubectl create service clusterip myapp --tcp=8080:8080 --dry-run=client -o=yaml >> .\deployment.yaml

上面的 kubectl create deployment 和 kubectl create service 两个命令本来是用于创建 Deployment 和 Service 的，但是在这里使用了 --dry-run=client 参数只预览执行结果而不真实执行，并通过 -o=yaml 参数将执行结果保存成 YAML 格式的文件。生成的 deployment.yaml 文件内容如下：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    app: myapp
  name: myapp
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  strategy: {}
  template:
    metadata:
      creationTimestamp: null
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
      - image: aneasystone/myapp
        name: myapp
        resources: {}
status: {}
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    app: myapp
  name: myapp
spec:
  ports:
  - name: 8080-8080
    port: 8080
    protocol: TCP
    targetPort: 8080
  selector:
    app: myapp
  type: ClusterIP
status:
  loadBalancer: {}

可以根据需要对文件进行修改，比如将副本数修改为 2，或限制内存占用等，然后再使用 kubectl apply 执行部署：

> kubectl apply -f deployment.yaml
deployment.apps/myapp created
service/myapp created

执行后稍等片刻，使用 kubectl get all 查看应用的执行情况：

> kubectl get all
NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/myapp-5457bd6566-9hkvw   1/1     Running   0          38s

NAME                 TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
service/kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP    53d
service/myapp        ClusterIP   10.106.78.189   <none>        8080/TCP   39s

NAME                    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps/myapp   1/1     1            1           39s

NAME                               DESIRED   CURRENT   READY   AGE
replicaset.apps/myapp-5457bd6566   1         1         1       39s

可以看到我们创建了 Deployment、ReplicaSet、Pod 和 Service 这些资源。

由于 Service 类型是 ClusterIP，因此暴露的端口 8080 只能在集群内部访问，可以使用 kubectl port-forward 将端口代理出来：

> kubectl port-forward service/myapp 8080:8080

Forwarding from 127.0.0.1:8080 -> 8080
Forwarding from [::1]:8080 -> 8080

这样就可以从集群外面访问应用了：

$ curl http://localhost:8080
Hello Docker World

使用 NodePort

在上面创建 Service 的时候，也可以使用 NodePort 类型：

> kubectl create service nodeport myapp --tcp=8080:8080 --dry-run=client -o=yaml >> .\deployment2.yaml

运行之后可以看到 Service 的端口是 8080:32016/TCP：

> kubectl get all
NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/myapp-5457bd6566-82w6b   1/1     Running   0          65s

NAME                 TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
service/kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP          53d
service/myapp        NodePort    10.109.254.94   <none>        8080:32016/TCP   65s

NAME                    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps/myapp   1/1     1            1           65s

NAME                               DESIRED   CURRENT   READY   AGE
replicaset.apps/myapp-5457bd6566   1         1         1       65s

此时可以直接从集群外面通过 32016 端口访问应用：

$ curl http://localhost:32016
Hello Docker World