Kubernetes入门实践--部署运行Go项目

前面的几篇文章从概念层面介绍了Kubernetes是什么，它的内部架构是怎样的。并且也在电脑上安装了Minikube--拥有一个单节点的Kubernetes集群，让我们能够在自己的电脑上开始体验Kubernetes。今天的文章我准备和大家一起一步步地尝试做一个Go应用程序的Docker镜像，把它部署到Minikuebe上运行。今天的文章不需要什么基础，Kubernetes的新手朋友们先一起上车学起来。

应用程序代码

我们用Go写一个简单的HTTP Server，Server侦听3000端口包含"/"和"/health_check"两个路由，今天文章的关注点不在怎么用Go开发程序所以都是Hello World级别的代码，就不更多解释了，直接看代码吧。

package main

import (
    "fmt"
    "net/http"
)

func index(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    fmt.Fprintf(w, "<h1>Hello World</h1>")
}

func check(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    fmt.Fprintf(w, "<h1>Health check</h1>")
}

func main() {
    http.HandleFunc("/", index)
    http.HandleFunc("/health_check", check)
    fmt.Println("Server starting...")
    http.ListenAndServe(":3000", nil)
}

制作程序镜像

接下来开始制作包含应用程序代码的Docker镜像。关于docker相关的使用方法和如何编写Dockerfile，可以在公众号里回复关键字docker获取完整的参考笔记。

dockerfile

在应用程序的根目录添加名为Dockerfile的文件，在文件里添加如下指令：

FROM golang:alpine
RUN mkdir /app
COPY . /app
WORKDIR /app
RUN go build -o main . 
CMD ["/app/main"]

build 镜像

在Dockerfile所在的目录下执行docker build构建镜像

➜  docker build -t go-app-img .

docker会依据Dockerfile里的指令构建镜像，整个构建的过程类似下面：

➜  docker build -t go-app-img .
Sending build context to Docker daemon  9.216kB
Step 1/6 : FROM golang:alpine
alpine: Pulling from library/golang
df20fa9351a1: Pull complete 
ed8968b2872e: Pull complete 
a92cc7c5fd73: Pull complete 
9e0cccf56431: Pull complete 
cbe0275821fc: Pull complete 
Digest: sha256:6042b9cfb4eb303f3bdcbfeaba79b45130d170939318de85ac5b9508cb6f0f7e
Status: Downloaded newer image for golang:alpine
 ---> 3289bf11c284
Step 2/6 : RUN mkdir /app
 ---> Running in b34dccb1f3de
Removing intermediate container b34dccb1f3de
 ---> 1fa1a1c21aa2
Step 3/6 : COPY . /app
 ---> 815660da9d1a
Step 4/6 : WORKDIR /app
 ---> Running in 49dc25fe6bb7
Removing intermediate container 49dc25fe6bb7
 ---> 14776702ccf7
Step 5/6 : RUN go build -o main .
 ---> Running in 3bd4dc1e2bf6
Removing intermediate container 3bd4dc1e2bf6
 ---> 59aa7f96ee42
Step 6/6 : CMD ["/app/main"]
 ---> Running in 6309f604d662
Removing intermediate container 6309f604d662
 ---> 023baffdcb28
Successfully built 023baffdcb28
Successfully tagged go-app-img:latest

验证镜像

这一步其实可以省略，不过为了确保制作的镜像是没有问题，我们通过docker run命令用这个镜像运行容器验证一下。

➜ docker run -d -p 3333:3000 --rm --name go-app-container go-app-img

在这里，我们指示docker从镜像go-app-img运行容器，将主机端口3333绑定到容器的内部端口3000，以后台模式（-d）运行容器，给此容器命名为go-app-container，并在容器结束运行后自动删除容器（--rm）。

打开浏览器输入localhost:3333访问到的页面输出会是：

推送镜像到DockerHub

测试镜像没问题后，将镜像推送到DockerHub，到时候Kubernetes在部署应用时会根据指定的镜像名称从DockerHub上拉取镜像（镜像源是可配置的，不一定非得是DockerHub，可以是私有镜像仓库）。

➜  docker build -t kevinyan001/kube-go-app .   
...

➜  docker push  kevinyan001/kube-go-app
...

用Dockerfile重新构建镜像，指定镜像仓库名。构建完成后将镜像然后推送到DockerHub上。

上面仓库名中的kevinyan001是我自己的DockerHub账号，你们可以直接使用下面的命令拉取我的镜像使用，不过还是建议每个人动手制作自己的镜像。

docker pull kevinyan001/kube-go-app:latest

Kubernetes部署应用

部署应用开始需要先定义预期状态，就是在yaml文件里声明具体的Kubernetes对象的各种预期的状态。然后让Kubernetes创建对象，之后它会始终驱动集群的当前状态向预期状态移动（比如有节点挂了，会新起节点替代挂掉的节点）。部署完应用后后我们还需要通过Service向外部暴露应用，这样才能访问运行在Kubernetes集群里的应用。

下面我们来一步步递进地执行这三个步骤。

开始之前我们需要启动一下Minikube

minikube start

如果你还没有安装可以参照《Minikube-运行在笔记本上的Kubernetes集群》里的安装步骤

定义预期状态

在部署清单文件（deployment.yaml）中定义预期状态

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-go-app
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: go-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: go-app
    spec:
      containers:
        - name: go-app-container
          image: kevinyan001/kube-go-app
          resources:
            limits:
              memory: "128Mi"
              cpu: "500m"
          ports:
            - containerPort: 3000

Kubernetes Deployment 对象（清单文件的kind里指定的）表示运行在集群中的应用。文件里还指定了应用需要一个副本运行（replicas），以及运行的容器名和容器的镜像、资源大小等信息。

Deployment是Kubernetes对象的一种，还有其他很多种对象分别对应Kubernetes里的不同类型的资源。

部署应用

使用上面定义的deployment.yaml创建Deployment对象来运行Go应用程序的容器：

➜ kubectl create -f deployment.yaml
deployment.apps/my-go-app created

➜ kubectl get deployments
NAME        READY     UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
my-go-app   1/1       1            1           24s

➜ kubectl get pods
NAME                         READY     STATUS    RESTARTS   AGE
my-go-app-5bb8767f6d-2pdtk   1/1       Running   0          43s

暴露应用

应用部署完后还不能从外部直接访问，需要把刚才Deployment对象运行的应用程序作为Kubernetes的一个Service对外暴露。

➜ kubectl expose deployment my-go-app --type=NodePort --name=go-app-svc --target-port=3000 
service/go-app-svc exposed

➜ kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
go-app-svc   NodePort    10.104.190.231   <none>        3000:31425/TCP   40h
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP          6d13h

➜ minikube ip
192.168.64.4

通过kubectl get svc查询Service可以得到主机的31425端口映射到了Kubernetes运行着应用的容器的3000端口。在浏览器里使用Kubernetes集群IP加NodePort即可访问到Kubernetes部署的Go应用程序。

打开浏览器通过192.168.64.4:31425（以自己实践时查到的IP和端口为准）访问应用程序定义的两个路由的结果如下：

总结

今天的文章简单的总结了一下将应用程序部署到Kubernetes集群的步骤，Kubernetes里有很多种对象来代表其内部的各种资源，今天部署应用用到的Deployment就是其中的一种，kubectl会根据.yaml文件中的配置信息请求Kubernetes的apiServer创建各种对象，我们后续要做的就是继续研究清楚这些常用到的Kubernetes对象。由于鄙人也是刚开始学习，难免有表达不精确的地方，还请见谅。