Kubernetes官方java客户端之四：内部应用

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》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：
   

   

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：
   

   

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》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)》、《详解SpringBoot(2.3)应用制作Docker镜像(官方方案)》

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》、《掌握SpringBoot-2.3的容器探针：深入篇》、《掌握SpringBoot-2.3的容器探针：实战篇》

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)：

名称	链接	备注
项目主页	https://github.com/zq2599/blog_demos	该项目在GitHub上的主页
git仓库地址(https)	https://github.com/zq2599/blog_demos.git	该项目源码的仓库地址，https协议
git仓库地址(ssh)	[e-mail]:zq2599/blog_demos.git	该项目源码的仓库地址，ssh协议

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：
   

   

开发K8S环境内的应用：DemoApplication

1. 打开《Kubernetes官方java客户端：准备》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>                <!--该配置会在jar中增加layer描述文件，以及提取layer的工具-->                <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@Slf4jpublic 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》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-stretchWORKDIR 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layerCOPY --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)：
   

   

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》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: v1kind: Servicemetadata:  name: helloworld  namespace : kubernetesclientspec:  type: NodePort  ports:    - port: 8080      nodePort: 30100  selector:    name: helloworld---apiVersion: extensions/v1beta1kind: Deploymentmetadata:  namespace : kubernetesclient  name: helloworldspec:  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
   

   

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：
   

   

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；

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