最近一直在研究基於Kubernetes和SpringBoot的微服務架構，在研究過程中，逐漸意識到，一個優秀的微服務架構在最大化地做到高內聚、松耦合的同時，也必須要求架構內的微服務基於一定的規範進行設計。符合這些規範的微服務，纔是是體系內的“優秀公民”，只有體系內的都是“優秀公民”，才能保障微服務架構的健康發展。
針對這一設計理念，我決定寫幾篇博文，來定義一下我認爲的“優秀公民”，給後續搭建微服務提供一些範例。
SpringBoot由於其自帶Servlet容器，可以獨立運行，並且配置簡單，容易上手，最重要的是基於JavaEE平臺，使得SpringBoot非常適合開發微服務。所以本文決定以一個簡單的SpringBoot應用爲例，來演示一下，如何把SpringBoot以微服務的形式部署到Kubernetes集羣裏。
閱讀本文您需要具備基本的Java、Docker和Kubernetes知識。
SpringBoot Hello World
首先，我們先創建一個最簡單的SpringBoot應用。項目的源碼結構如下：
src
--main
--java
--hello
-Application.java
-HelloController.java
pom.xml
HelloController.java是一個SpringMVC的Controller，內容如下：
package hello;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
@RestController
public class HelloController {
@RequestMapping("/")
public String index() {
return "Greetings from Spring Boot!";
}
}
可以看到我們以註解的方式聲明瞭一個RestController，然後將URI（/）映射到index方法裏，這樣，只要有URI爲“/”的請求，就會返回“Greetings from Spring Boot!”。
Application.java是程序的入口，內容如下：
package hello;
import java.util.Arrays;
import org.springframework.boot.CommandLineRunner;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
@SpringBootApplication
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
@Bean
public CommandLineRunner commandLineRunner(ApplicationContext ctx) {
return args -> {
System.out.println("Let's inspect the beans provided by Spring Boot:");
String[] beanNames = ctx.getBeanDefinitionNames();
Arrays.sort(beanNames);
for (String beanName : beanNames) {
System.out.println(beanName);
}
};
}
}
Application類裏面包含兩個方法，main方法是整個程序的入口，另外commandLineRunner方法被註解成了@Bean，程序在啓動的時候，這個方法會被自動執行，將整個Application Context裏面所有的bean都打印出來，這個方法是便於各位瞭解SpringBoot底層原理的，在生產環境中可以刪除。
最後是根目錄的Maven pom.xml:
<?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 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>org.springframework</groupId>
<artifactId>gs-spring-boot</artifactId>
<version>0.1.0</version>
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>2.0.0.RELEASE</version>
</parent>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
</dependencies>
<properties>
<java.version>1.8</java.version>
</properties>
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
</plugin>
</plugins>
</build>
</project>
SpringBoot提供了spring-boot-starter-parent、spring-boot-starter-web以及spring-boot-maven-plugin，這樣就大大簡化了SpringBoot項目的Maven配置，基於“約定優於配置”的理念，可以讓開發人員快速上手，輕鬆開發出SpringBoot應用。
開發完成後，在項目根目錄執行：
mvn package
如果一切正常的話，會在target目錄裏生成一個名爲gs-spring-boot-0.1.0.jar的文件。我們可以這樣運行這個jar:
cd target
java -jar ./gs-spring-boot-0.1.0.jar
在瀏覽器上訪問：http://localhost:8080，可以看到如下輸出：
springboot.png
這樣，我們就完成了一個基本的SpringBoot應用。
構建Docker鏡像
接下來，我們來構建一個Docker鏡像，用於運行剛纔我們開發的SpringBoot應用。
首先，我們要構建一個基礎鏡像，這個鏡像包含了簡單的操作系統，JDK環境等等。我們沒有直接使用dockerhub上的Java8基礎鏡像，而是基於opensuse的基礎鏡像，之後在上面安裝OpenJDK，原因是我們公司在生產環境使用SUSE Linux，運維人員對SUSE更熟悉，這也反映出在文章開始我提到的，一個微服務框架內的“優秀公民”要爲了符合規範，做一些妥協，這樣整個微服務體系纔可以健康發展。
廢話少說，直接上代碼。構建基礎鏡像的Dockerfile如下：
FROM opensuse:latest
MAINTAINER "Feng Di <[email protected]>"
LABEL description="Base Image Java 8"
RUN zypper -n update && zypper -n install java-1_8_0-openjdk && mkdir /app
之後我們打成名爲opensuse-java8的docker鏡像：
docker build -t opensuse-java8:latest .
接下來，構建應用鏡像的Dockerfile如下：
FROM opensuse-java8:latest
MAINTAINER "Feng Di <[email protected]>"
LABEL description="Spring Boot Image"
WORKDIR /app
COPY gs-spring-boot-0.1.0.jar /app/app.jar
EXPOSE 8080
CMD java -jar /app/app.jar
注意構建這個鏡像時，需要將上一章編譯出的gs-spring-boot-0.1.0.jar放到於上面Dockerfile相同目錄下。
docker build -t springbootdemo:latest .
在Kubernetes上運行
這裏我們使用Minikube在自己的開發機上跑一個K8S集羣。
- minikube的詳細信息請移步：https://kubernetes.io/docs/getting-started-guides/minikube/
- minikube在Mac上安裝需要提前安裝VirtualBox和Kubectl，
VirtualBox安裝介質可在官網上下載：https://www.virtualbox.org/wiki/Downloads - 用於某些原因，minikube在國內運行需要做一些改造，具體請移步：https://www.cnblogs.com/sxwen/p/8421188.html
安裝好minikube後，運行下面命令啓動minikube：
minikube start
由於minikube裏面的docker daemon與本機的不相同，這裏我們需要先將剛纔構建的鏡像上傳到minikube的docker daemon裏面。首先將剛纔構建的鏡像導出到一個tar包裏：
docker save springbootdemo:latest > springbootdemo.tar
之後切換到minikube的docker daemon並執行導入：
eval $(minikube docker-env)
docker load < springbootdemo.tar
創建一個名爲springbootdemo.yaml的文件，這個文件容器編排的腳本
apiVersion: apps/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
name: springbootdemo
spec:
replicas: 2 # tells deployment to run 2 pods matching the template
template: # create pods using pod definition in this template
metadata:
labels:
app: springbootdemo
spec:
containers:
- name: springbootdemo
image: springbootdemo:latest
imagePullPolicy: Never #just for minikube,do not use this in production!!!
ports:
- containerPort: 8080
注意這裏因爲要minikube使用本地構建的鏡像，所以我在編排腳本里面加入了這一行：“imagePullPolicy: Never ”，意思是說讓kubernetes在創建pod的時候不從dockerhub上pull鏡像，而是直接使用本地的鏡像，這個設置僅用於開發測試，這個在生產環境上千萬不要這麼用。
接下來，我們創建這個deployment，然後將這個服務暴露出去：
kubectl create -f springbootdemo.yaml
kubectl expose deployment springbootdemo --type="LoadBalancer"
minikube service springbootservice --url
此時我們執行“kubectl get pods”，如果剛纔創建的pod正常啓動了，我們可以執行如下命令查看這個服務對外暴露的IP和端口：
minikube service springbootservice --url
我這裏的輸出爲：http://192.168.99.100:30009/
在瀏覽器上輸入上述地址，可以看到我們的服務跑起來了：
minikube.png
服務擴容
在服務的運行過程中，有時我們可能會面臨服務的消費者過多，對服務產生很大壓力的場景。這個時候，我們就需要對這個服務做彈性擴容。
現在運行如下命令：
kubectl get pods
我們可以看到，現在springbootdemo這個服務，有兩個實例在運行，下面我將它擴充到4個：
kubectl scale deployment springbootdemo --replicas=4
再次執行“kubectl get pods”，可以看到服務成功擴充到了4個節點。
總結
以上就是一個基於kubernetes和springboot的簡單實例，在這個實例中，我們將一個springboot的應用以微服務的形式部署到了kubernetes集羣中，並實現了對外暴露、對外服務。當然這僅僅是一個“Hello World”實例，kubernetes和springboot都是非常成熟非常優雅的框架，我相信將這兩個技術結合使用構建微服務是一個不錯的選擇。