Spring Boot + k8s = 王炸！

来源:https://www.cnblogs.com/javastack/archive/2023/08/07/17610668.html
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來源：https://blog.csdn.net/qq_14999375/article/details/123309636 ## **前言** K8s + Spring Boot實現零宕機發佈：健康檢查+滾動更新+優雅停機+彈性伸縮+Prometheus監控+配置分離（鏡像復用） ## **配置* ...


來源：https://blog.csdn.net/qq_14999375/article/details/123309636

前言

K8s + Spring Boot實現零宕機發佈：健康檢查+滾動更新+優雅停機+彈性伸縮+Prometheus監控+配置分離（鏡像復用）

配置

健康檢查

  • 健康檢查類型：就緒探針（readiness）+ 存活探針（liveness）
  • 探針類型：exec（進入容器執行腳本）、tcpSocket（探測埠）、httpGet（調用介面）
業務層面

Spring Boot 基礎就不介紹了，推薦看這個實戰項目：

https://github.com/javastacks/spring-boot-best-practice

項目依賴 pom.xml

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>

定義訪問埠、路徑及許可權 application.yaml

management:
  server:
    port: 50000                         # 啟用獨立運維埠
  endpoint:                             # 開啟health端點
    health:
      probes:
        enabled: true
  endpoints:
    web:
      exposure:
        base-path: /actuator            # 指定上下文路徑，啟用相應端點
        include: health

將暴露/actuator/health/readiness和/actuator/health/liveness兩個介面，訪問方式如下：

http://127.0.0.1:50000/actuator/health/readiness
http://127.0.0.1:50000/actuator/health/liveness
運維層面

k8s部署模版deployment.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
spec:
  template:
    spec:
      containers:
      - name: {APP_NAME}
        image: {IMAGE_URL}
        imagePullPolicy: Always
        ports:
        - containerPort: {APP_PORT}
        - name: management-port
          containerPort: 50000         # 應用管理埠
        readinessProbe:                # 就緒探針
          httpGet:
            path: /actuator/health/readiness
            port: management-port
          initialDelaySeconds: 30      # 延遲載入時間
          periodSeconds: 10            # 重試時間間隔
          timeoutSeconds: 1            # 超時時間設置
          successThreshold: 1          # 健康閾值
          failureThreshold: 6          # 不健康閾值
        livenessProbe:                 # 存活探針
          httpGet:
            path: /actuator/health/liveness
            port: management-port
          initialDelaySeconds: 30      # 延遲載入時間
          periodSeconds: 10            # 重試時間間隔
          timeoutSeconds: 1            # 超時時間設置
          successThreshold: 1          # 健康閾值
          failureThreshold: 6          # 不健康閾值

滾動更新

k8s資源調度之滾動更新策略，若要實現零宕機發佈，需支持健康檢查

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: {APP_NAME}
  labels:
    app: {APP_NAME}
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: {APP_NAME}
  replicas: {REPLICAS}    # Pod副本數
  strategy:
    type: RollingUpdate    # 滾動更新策略
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1                   # 升級過程中最多可以比原先設置的副本數多出的數量
      maxUnavailable: 1             # 升級過程中最多有多少個POD處於無法提供服務的狀態
優雅停機

在K8s中，當我們實現滾動升級之前，務必要實現應用級別的優雅停機。否則滾動升級時，還是會影響到業務。使應用關閉線程、釋放連接資源後再停止服務

業務層面

項目依賴 pom.xml

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>

定義訪問埠、路徑及許可權 application.yaml

spring:
  application:
    name: <xxx>
  profiles:
    active: @profileActive@
  lifecycle:
    timeout-per-shutdown-phase: 30s     # 停機過程超時時長設置30s，超過30s，直接停機

server:
  port: 8080
  shutdown: graceful                    # 預設為IMMEDIATE，表示立即關機；GRACEFUL表示優雅關機

management:
  server:
    port: 50000                         # 啟用獨立運維埠
  endpoint:                             # 開啟shutdown和health端點
    shutdown:
      enabled: true
    health:
      probes:
        enabled: true
  endpoints:
    web:
      exposure:
        base-path: /actuator            # 指定上下文路徑，啟用相應端點
        include: health,shutdown

將暴露/actuator/shutdown介面，調用方式如下：

curl -X POST 127.0.0.1:50000/actuator/shutdown
運維層面

確保dockerfile模版集成curl工具，否則無法使用curl命令

FROM openjdk:8-jdk-alpine
#構建參數
ARG JAR_FILE
ARG WORK_PATH="/app"
ARG EXPOSE_PORT=8080

#環境變數
ENV JAVA_OPTS=""\
    JAR_FILE=${JAR_FILE}

#設置時區
RUN ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime && echo 'Asia/Shanghai' >/etc/timezone
RUN sed -i 's/dl-cdn.alpinelinux.org/mirrors.ustc.edu.cn/g' /etc/apk/repositories  \
    && apk add --no-cache curl
#將maven目錄的jar包拷貝到docker中，並命名為for_docker.jar
COPY target/$JAR_FILE $WORK_PATH/


#設置工作目錄
WORKDIR $WORK_PATH


# 指定於外界交互的埠
EXPOSE $EXPOSE_PORT
# 配置容器，使其可執行化
ENTRYPOINT exec java $JAVA_OPTS -jar $JAR_FILE

k8s部署模版deployment.yaml

註：經驗證，java項目可省略結束回調鉤子的配置

此外，若需使用回調鉤子，需保證鏡像中包含curl工具，且需註意應用管理埠（50000）不能暴露到公網

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
spec:
  template:
    spec:
      containers:
      - name: {APP_NAME}
        image: {IMAGE_URL}
        imagePullPolicy: Always
        ports:
        - containerPort: {APP_PORT}
        - containerPort: 50000
        lifecycle:
          preStop:       # 結束回調鉤子
            exec:
              command: ["curl", "-XPOST", "127.0.0.1:50000/actuator/shutdown"]

彈性伸縮

為pod設置資源限制後，創建HPA

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: {APP_NAME}
  labels:
    app: {APP_NAME}
spec:
  template:
    spec:
      containers:
      - name: {APP_NAME}
        image: {IMAGE_URL}
        imagePullPolicy: Always
        resources:                     # 容器資源管理
          limits:                      # 資源限制（監控使用情況）
            cpu: 0.5
            memory: 1Gi
          requests:                    # 最小可用資源（靈活調度）
            cpu: 0.15
            memory: 300Mi
---
kind: HorizontalPodAutoscaler            # 彈性伸縮控制器
apiVersion: autoscaling/v2beta2
metadata:
  name: {APP_NAME}
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: {APP_NAME}
  minReplicas: {REPLICAS}                # 縮放範圍
  maxReplicas: 6
  metrics:
    - type: Resource
      resource:
        name: cpu                        # 指定資源指標
        target:
          type: Utilization
          averageUtilization: 50

Prometheus集成

業務層面

項目依賴 pom.xml

<!-- 引入Spring boot的監控機制-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>io.micrometer</groupId>
    <artifactId>micrometer-registry-prometheus</artifactId>
</dependency>

定義訪問埠、路徑及許可權 application.yaml

management:
  server:
    port: 50000                         # 啟用獨立運維埠
  metrics:
    tags:
      application: ${spring.application.name}
  endpoints:
    web:
      exposure:
        base-path: /actuator            # 指定上下文路徑，啟用相應端點
        include: metrics,prometheus

將暴露/actuator/metric和/actuator/prometheus介面，訪問方式如下：

http://127.0.0.1:50000/actuator/metric
http://127.0.0.1:50000/actuator/prometheus
運維層面

deployment.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
spec:
  template:
    metadata:
      annotations:
        prometheus:io/port: "50000"
        prometheus.io/path: /actuator/prometheus  # 在流水線中賦值
        prometheus.io/scrape: "true"              # 基於pod的服務發現

配置分離

方案：通過configmap掛載外部配置文件，並指定激活環境運行

作用：配置分離，避免敏感信息泄露；鏡像復用，提高交付效率

通過文件生成configmap

# 通過dry-run的方式生成yaml文件
kubectl create cm -n <namespace> <APP_NAME> --from-file=application-test.yaml --dry-run=1 -oyaml > configmap.yaml

# 更新
kubectl apply -f configmap.yaml

掛載configmap並指定激活環境

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: {APP_NAME}
  labels:
    app: {APP_NAME}
spec:
  template:
    spec:
      containers:
      - name: {APP_NAME}
        image: {IMAGE_URL}
        imagePullPolicy: Always
        env:
          - name: SPRING_PROFILES_ACTIVE   # 指定激活環境
            value: test
        volumeMounts:                      # 掛載configmap
        - name: conf
          mountPath: "/app/config"         # 與Dockerfile中工作目錄一致
          readOnly: true
      volumes:
      - name: conf
        configMap:
          name: {APP_NAME}

彙總配置

業務層面

項目依賴 pom.xml

<!-- 引入Spring boot的監控機制-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>io.micrometer</groupId>
    <artifactId>micrometer-registry-prometheus</artifactId>
</dependency>

定義訪問埠、路徑及許可權 application.yaml

spring:
  application:
    name: project-sample
  profiles:
    active: @profileActive@
  lifecycle:
    timeout-per-shutdown-phase: 30s     # 停機過程超時時長設置30s，超過30s，直接停機

server:
  port: 8080
  shutdown: graceful                    # 預設為IMMEDIATE，表示立即關機；GRACEFUL表示優雅關機

management:
  server:
    port: 50000                         # 啟用獨立運維埠
  metrics:
    tags:
      application: ${spring.application.name}
  endpoint:                             # 開啟shutdown和health端點
    shutdown:
      enabled: true
    health:
      probes:
        enabled: true
  endpoints:
    web:
      exposure:
        base-path: /actuator            # 指定上下文路徑，啟用相應端點
        include: health,shutdown,metrics,prometheus

運維層面

確保dockerfile模版集成curl工具，否則無法使用curl命令

FROM openjdk:8-jdk-alpine
#構建參數
ARG JAR_FILE
ARG WORK_PATH="/app"
ARG EXPOSE_PORT=8080

#環境變數
ENV JAVA_OPTS=""\
    JAR_FILE=${JAR_FILE}

#設置時區
RUN ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime && echo 'Asia/Shanghai' >/etc/timezone
RUN sed -i 's/dl-cdn.alpinelinux.org/mirrors.ustc.edu.cn/g' /etc/apk/repositories  \
    && apk add --no-cache curl
#將maven目錄的jar包拷貝到docker中，並命名為for_docker.jar
COPY target/$JAR_FILE $WORK_PATH/


#設置工作目錄
WORKDIR $WORK_PATH


# 指定於外界交互的埠
EXPOSE $EXPOSE_PORT
# 配置容器，使其可執行化
ENTRYPOINT exec java $JAVA_OPTS -jar $JAR_FILE

k8s部署模版deployment.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: {APP_NAME}
  labels:
    app: {APP_NAME}
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: {APP_NAME}
  replicas: {REPLICAS}                            # Pod副本數
  strategy:
    type: RollingUpdate                           # 滾動更新策略
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1
      maxUnavailable: 0
  template:
    metadata:
      name: {APP_NAME}
      labels:
        app: {APP_NAME}
      annotations:
        timestamp: {TIMESTAMP}
        prometheus.io/port: "50000"               # 不能動態賦值
        prometheus.io/path: /actuator/prometheus
        prometheus.io/scrape: "true"              # 基於pod的服務發現
    spec:
      affinity:                                   # 設置調度策略，採取多主機/多可用區部署
        podAntiAffinity:
          preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          - weight: 100
            podAffinityTerm:
              labelSelector:
                matchExpressions:
                - key: app
                  operator: In
                  values:
                  - {APP_NAME}
              topologyKey: "kubernetes.io/hostname" # 多可用區為"topology.kubernetes.io/zone"
      terminationGracePeriodSeconds: 30             # 優雅終止寬限期
      containers:
      - name: {APP_NAME}
        image: {IMAGE_URL}
        imagePullPolicy: Always
        ports:
        - containerPort: {APP_PORT}
        - name: management-port
          containerPort: 50000         # 應用管理埠
        readinessProbe:                # 就緒探針
          httpGet:
            path: /actuator/health/readiness
            port: management-port
          initialDelaySeconds: 30      # 延遲載入時間
          periodSeconds: 10            # 重試時間間隔
          timeoutSeconds: 1            # 超時時間設置
          successThreshold: 1          # 健康閾值
          failureThreshold: 9          # 不健康閾值
        livenessProbe:                 # 存活探針
          httpGet:
            path: /actuator/health/liveness
            port: management-port
          initialDelaySeconds: 30      # 延遲載入時間
          periodSeconds: 10            # 重試時間間隔
          timeoutSeconds: 1            # 超時時間設置
          successThreshold: 1          # 健康閾值
          failureThreshold: 6          # 不健康閾值
        resources:                     # 容器資源管理
          limits:                      # 資源限制（監控使用情況）
            cpu: 0.5
            memory: 1Gi
          requests:                    # 最小可用資源（靈活調度）
            cpu: 0.1
            memory: 200Mi
        env:
          - name: TZ
            value: Asia/Shanghai
---
kind: HorizontalPodAutoscaler            # 彈性伸縮控制器
apiVersion: autoscaling/v2beta2
metadata:
  name: {APP_NAME}
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: {APP_NAME}
  minReplicas: {REPLICAS}                # 縮放範圍
  maxReplicas: 6
  metrics:
    - type: Resource
      resource:
        name: cpu                        # 指定資源指標
        target:
          type: Utilization
          averageUtilization: 50

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  • .NET 開源高性能 MQTT 類庫
    前言 隨著物聯網（IoT）技術的迅猛發展，MQTT（消息隊列遙測傳輸）協議憑藉其輕量級和高效性，已成為眾多物聯網應用的首選通信標準。 MQTTnet 作為一個高性能的 .NET 開源庫，為 .NET 平臺上的 MQTT 客戶端與伺服器開發提供了強大的支持。 本文將全面介紹 MQTTnet 的核心功能 ...
  • Serilog文檔翻譯系列（六） - 可用的接收器、增強器、格式化輸出
    Serilog支持多種接收器用於日誌存儲，增強器用於添加屬性，LogContext管理動態屬性，支持多種輸出格式包括純文本、JSON及ExpressionTemplate。還提供了自定義格式化選項，適用於不同需求。 ...
  • 警惕 Visual Studio 屬性求值副作用導致邏輯不符合預期
    目錄簡介獲取 HTML 文檔解析 HTML 文檔測試參考文章 簡介 動態內容網站使用 JavaScript 腳本動態檢索和渲染數據，爬取信息時需要模擬瀏覽器行為，否則獲取到的源碼基本是空的。 本文使用的爬取步驟如下： 使用 Selenium 獲取渲染後的 HTML 文檔 使用 HtmlAgility ...
  • [使用目前最新版]HybridCLR6.9.0+YooAsset2.2.4實現純C# Unity熱更新方案 (一)
    1.前言 什麼是熱更新 游戲或者軟體更新時，無需重新下載客戶端進行安裝，而是在應用程式啟動的情況下，在內部進行資源或者代碼更新 Unity目前常用熱更新解決方案 HybridCLR，Xlua，ILRuntime等 Unity目前常用資源管理解決方案 AssetBundles，Addressable， ...
  • 在 ASP.NET Core Web API 中使用操作篩選器統一處理通用操作
    本文章主要是在C# ASP.NET Core Web API框架實現向手機發送驗證碼簡訊功能。這裡我選擇是一個互億無線簡訊驗證碼平臺，其實像阿裡雲，騰訊雲上面也可以。 首先我們先去 互億無線 https://www.ihuyi.com/api/sms.html 去註冊一個賬號 註冊完成賬號後，它會送 ...
  • 第28篇 如何.net中實現高效可靠數據同步api
    通過以下方式可以高效，並保證數據同步的可靠性 1.API設計 使用RESTful設計，確保API端點明確，並使用適當的HTTP方法（如POST用於創建，PUT用於更新）。 設計清晰的請求和響應模型，以確保客戶端能夠理解預期格式。 2.數據驗證 在伺服器端進行嚴格的數據驗證，確保接收到的數據符合預期格 ...
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