4-K8S 部署Java应用及应用程序生命周期管理

1、在kubernetes中部署应用程序流程

准备项目源码-->编译构建-->产出war包，打包到镜像中-->推送到镜像仓库

获取源代码是开发人员提交代码的代码托管地址，有Git、SVN、Gitlab等

镜像分类

1、基础镜像：如centos、Ubuntu等
2、环境镜像：如JDK、Python、go
3、项目镜像：是将项目打包到里面，基于环境镜像去打包

为什么自己构建镜像？

1、特殊环境配置
2、容易排查故障
3、标准化
4、更安全一些

制作Java镜像

1、安装编译基础环境

yum install -y java-1.8.0-openjdk maven

修改加速下载位置（更换下载源）添加如下内容

vim /etc/maven/settings.xml

152     <mirror>
153       <id>mirrorId</id>
154       <mirrorOf>repositoryId</mirrorOf>
155       <name>Human Readable Name for this Mirror.</name>
156       <url>http://my.repository.com/repo/path</url>
157     </mirror>
158      -->
159     <mirror>
160       <id>aliyun</id>
161       <name>aliyun</name>
162       <url>http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/</url>
163       <mirrorOf>central</mirrorOf>
164     </mirror>165   </mirrors>

2、编译构建

首先在其他机器上安装数据库，

yum install -y mariadb-server
systemctl start mariadb.service && systemctl enable mariadb.service
mysql_secure_installation  初始化数据库信息

在创建镜像这台机器上拷贝数据库文件到数据库机器上

scp /root/tomcat-java-demo-master/db/tables_ly_tomcat.sql root@192.168.10.112:/

登录数据库创建数据库、导入数据、创建用户授权可以连接的用户

mysql -uroot -p123456
create database test;
use test;
source /tables_ly_tomcat.sql;
create user `test`@'%' identified by '123456';
grant all privileges on test.* to 'test'@'%';
flush privileges;
select host,user from mysql.user;

开始构建产出war包

yum install -y git
git clone https://github.com/lizhenliang/tomcat-java-demo.git
cd tomcat-java-demo-master/              #进入项目目录
vim /root/tomcat-java-demo-master/src/main/resources/application.yml  #编辑数据库连接地址
mvn clean package -D maven.skip.test=true   #开始构建
ls /root/tomcat-java-demo-master/target/ly-simple-tomcat-0.0.1-SNAPSHOT.war #查看构建好的镜像

编写Dockerfile

vim /root/tomcat-java-demo-master/Dockerfile

FROM tomcat:8
LABEL maintainer fage
#RUN rm -rf /usr/local/tomcat/webapps/*
ADD target/*.war /usr/local/tomcat/webapps/ROOT.war

注意修改实际环境的数据库地址，否则无法连接到数据库

构建项目镜像

docker build -t java-demo:v1 .

docker images|grep java

 

推送到镜像仓库，可以搭建私有仓库和公有仓库harbor、registry、hub公有仓库等

搭建完成登录上传

docker login #输入账号、密码
docker tag java-demo:v1 xxxx/java-demo:v1
docker push xxxx/java-demo:v1　

使用deployment部署Java应用

deployment功能

1、部署无状态应用
2、管理pod和replicaset
3、具有上部署、副本设定、滚动升级、回滚等功能
4、提供声明式更新，例如只更新一个image
  应用场景：web服务、微服务

命令行部署方式(直接部署到集群)

1、部署过程

kubectl delete deploy web && kubectl delete svc web
kubectl create deployment web --image=lizhenliang/java-demo
kubectl get pods,svc
kubectl describe pod web-6b9c78c94f-smcdr  #可以查看到详细过程和信息

2、发布访问端口（等于创建service）

kubectl expose deployment web --port=80 --target-port=8080 --type=NodePort --name=web     #发布控制器接口，暴露应用服务端口
kubectl get pods,svc -o wide     #查看详细信息
kubectl get ep                   #查看负载均衡

 

测试访问

 

 

Pod与container的关系

container在集群上管理和运行容器的对象
通过label-selector（标签）相关联
Pod通过控制器实现营业的运维、伸缩、滚动升级等

编辑控制器以及控制器中的资源

kubectl create deployment deployment web2 --image=lizhenliang/java-demo --dry-run=client -o yaml > deployment.yaml  #生成yaml文件

vim deployment.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web2
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      project: demo        #这里的标签必须跟service标签对应上
      app: java            #这里的标签必须跟service标签对应上
  template:
    metadata:
      labels:
        project: demo     #这里的标签必须跟service标签对应上
        app: java         #这里的标签必须跟service标签对应上
    spec:
      containers:
      - name: web
        image: lizhenliang/java-demo
        ports:
        - containerPort: 8080

编辑配置service文件

kubectl expose deployment web2 --port=80 --target-port=8080 --dry-run=client -o yaml > servive.yaml  #生成service的yaml

vim service.yaml　

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web2
spec:
  selector:
    project: demo       #这里的标签必须跟deployment标签对应上
    app: java           #这里的标签必须跟deployment标签对应上
  ports:
  - name: default
    protocol: TCP
    port: 80              #提供给外部访问的接口
    targetPort: 8080      #容器内部管控
  type: NodePort

生效配置

kubectl apply -f deployment.yaml
kubectl apply -f service.yaml
kubectl get pods,svc

应用升级、弹性伸缩、回滚、删除

应用升级

kubectl set image deployment web nginx=nginx:1.16
kubectl set image deployment web java-demo=tomcat:8 --record=true #记录版本号历史命令(方便回滚)

查看升级状态
kubectl rollout status deployment web

弹性伸缩

kubectl scale deployment web --replicas=10    #设定副本数量为10

kubectl autoscale deployment web --min=10 --max=15 --cpu-percent=80   #当podCPU使用率达到80%自动添加副本数量

kubectl get hpa    #查看到pod资源使用情况

查看hpa前提：

1、部署metrics-server

2、部署pod要设置requests，如下配置

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web2
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      project: demo
      app: java
  template:
    metadata:
      labels:
        project: demo
        app: java
    spec:
      containers:
      - name: web
        image: lizhenliang/java-demo
        ports:
        - containerPort: 8080
        resources:
          requests:
            cpu: 500m
          limits:
            cpu: 1

　　

回滚

kubectl rollout history deployment web    #查看升级历史版本
kubectl rollout undo deployment web     #直接回滚到上个版本
kubectl rollout undo deployment web --to-revision=2  #指定版本进行回滚

删除

kubectl delete deploy web
kubectl delete svc web

应用程序生命周期管理

Pod对象：pod设计思想、应用自修复、init container、静态pod

Pod对象存在的意义： Pod为亲密性应用而存在

亲密性应用场景：

两个应用之间发生文件交互
两个应用需要通过127.0.0.1或者socket通信(典型组合：nginx+php)
两个应用需要发生频繁的调用

Pod基本概念

最小部署单元
一组容器的集合
一个pod中的容器共享网络命名空间
Pod是短暂的

Pod对象：容器分类

Infrastructure Container：基础容器，维护整个pod网络空间
Initcontainers：初始化同期，先于业务容器开始执行
Containers：与业务容器并行启动

Pod对象：应用自修复（重启策略+健康检查）

重启策略：

Always：当容器终止退出后，总是重启容器，默认策略。
  适用场景：nginx、mysql等长期运行的程序
  配置位置为container同级

OnFailure：当容器异常退出（退出状态码0）时才重启容器。
  适用场景：定时任务

Never：当容器终止退出，从不重启容器
  适用场景：临时任务

健康检查两种类型

LivenessProbe（存活检查）
  如果检测失败，将杀死容器，根据pod的restartPolicy来操作

ReadinessProbe（就绪检查）
  如果检查失败，kubernetes会把pod从server endpoints(负载均衡)中剔除
  与镜像位置同级　

支持以下三种检测方法

httpGet：发送HTTP请求，返回200-400范围状态码为成功
exec：   执行shell命令返回状态码是0为成功
tcpsocket：发起TCP Socket建立成功

httpGet方式

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: web
  name: web
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: web
  strategy: {}
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web
    spec:
      restartPolicy: Always  #重启策略，默认Always
      containers:
      - image: nginx
        name: nginx
        resources: {}
        livenessProbe:      #可以同时使用，不同维度的检查
          httpGet:
            path: /index.html
            port: 80
          initialDelaySeconds: 5 #第一次启动pod多少秒后执行健康检查
          periodSeconds: 5       #健康检查周期（5秒）
        readinessProbe:          #可以同时使用，不同维度的检查
          httpGet:
            path: /index.html
            port: 80
          initialDelaySeconds: 5 #启动pod多少秒后执行健康检查
          periodSeconds: 5       #健康检查周期（5秒）

应用生效

kubectl apply -f pods.yaml

演示重启pod过程

kubectl exec -it web4-547f8789f5-vgh4l bash
rm -f /usr/share/nginx/html/index.html

查看pod状态，过10秒左右就会自动重启

kubectl get pods

再次进入到容器中查看

exec方式

apiVersion: apps/v1
。。。跟上面的一样忽略部分
    spec:
      restartPolicy: Always
      containers:
      - image: nginx
        name: nginx
        resources: {}
        livenessProbe:
          exec:
            command:
            - cat
            - /tmp/healthy
          initialDelaySeconds: 5
          periodSeconds: 5

tcpSocket 方式

apiVersion: v1
。。。。忽略部分
    spec:
      restartPolicy: Always
      continers:
      - Images: lizhenliang/java-demo
        name: java-demo
        livenessProbe:
        tcpSocket:
          port: 8080
        initiaIDelaySeconds: 30
        periodSeconds: 20　

Pod对象：init container

Init container：

1、基本支持所有普通容器特征
2、优先于普通容器执行
  不支持健康检查，只用于初始化

应用场景

1、 控制普通容器启动，初始化容器后才会启动业务容器

2、 初始化配置，例如下载应用配置文件（镜像等）、注册信息等

 

初始化容器让配置文件放到容器中：使用数据卷共享

cat init-conttainers.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: init-demo
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    ports:
    - containerPort: 80
    volumeMounts:
    - name: workdir
      mountPath: /usr/share/nginx/html
  initContainers:    #优先执行
  - name: install
    image: busybox
    command:
    - wget
    - "-O"
    - "/work-dir/index.html"
    - http://kubernetes.io
    volumeMounts:
    - name: workdir
      mountPath: "/work-dir"
    dnsPolicy: Default    #数据共享配置
    volumes:
    - name: workdir
      emptyDir: {}

生效文件

kubectl apply -f init-container.yaml
kubectl get pods

查看分配到那个节点 

kubectl get pods -o wide

Pod对象：静态Pod

静态pod：固定在某个node上面，由kubelet管理生成一种pod，无法使用控制器

在kubelet配置文件启用静态pod

vim /var/lib/kubelet/config.yaml
...
staticPodPath: /etc/kunernetes/manifests   #指定静态pod位置
...

将部署的pod yaml放到该目录会由kubelet自动创建，默认是启用的

静态Pod特点：

1、yaml只能是pod，不能使用控制器
2、pod是由kubelet拉起的，只管理当前节点上yaml
3、kubelet会定期扫描静态pod目录 /etc/kubernetes/manifests/ 根据目录下的yaml启动或删除pod，删除yaml就等于删除pod

在节点上写好yaml文件即可，在master节点会自动创建pod，由kubelet自动拉起

 在master上查看

kubelet会定时扫描/etc/kubernetes/mamfests/目录下的文件