云原生：Kubernetes下的Java应用部署实战详解

随着云原生技术的蓬勃发展，Kubernetes 已成为容器编排领域的事实标准，为微服务架构提供了强大的支撑。对于 Java 开发者而言，掌握在 Kubernetes 上部署和管理 Java 应用的技能变得尤为重要。本文将手把手带你完成一次 Java 应用从零到部署上 Kubernetes 的全过程，涵盖关键步骤、最佳实践及实用技巧。

qq_39209927

1155人浏览 · 2024-05-27 09:00:00

qq_39209927 · 2024-05-27 09:00:00 发布

一、准备工作

1.1 Docker 及 Kubenetes 安装

1.2 Java应用准备

二、构建 Docker 镜像

2.1 本地Docker Registry搭建

2.2 推送镜像到本地Docker Registry

三、使用 kubenetes 部署

四、Kubenetes常用命令

一、准备工作

1.1 Docker 及 Kubenetes 安装

首先确保你的电脑上已经安装了 Docker 和 kubectl。Docker 的安装可以直接安装 Docker Desktop 即可，然后在 Docker Desktop 中直接启用 Kubenetes，如图所示：

Mac 上安装 kubectl 可直接通过 brew install kubectl 进行安装，安装完成后执行 kubectl cluster-info 命令进行查看，会返回如下内容

Kubernetes control plane is running at https://kubernetes.docker.internal:6443
CoreDNS is running at https://kubernetes.docker.internal:6443/api/v1/namespaces/kube-system/services/kube-dns:dns/proxy

1.2 Java应用准备

这一步比较简单，直接在 SpringBoot 中写一个简单的接口即可，接口如下：

@RestController
public class TestController {

    @GetMapping("/test")
    public String test() {
        return "ok";
    }
}

二、构建 Docker 镜像

在刚才 Java 应用的基础上编写 Dockerfile，指定基础镜像为 openjdk，复制应用代码，并定义启动命令，Dockerfile 详细内容如下：

# 基础镜像
FROM openjdk:8-jdk-alpine
# 将本地文件夹挂载到容器中
VOLUME /tmp
# 复制文件到容器，我的jar包文件名为 k8s-demo-1.0-SNAPSHOT.jar
ADD target/k8s-demo-1.0-SNAPSHOT.jar app.jar
# 启动命令，这里也已指定堆内存大小，垃圾回收器，运行环境等
ENTRYPOINT java -jar app.jar

Dockerfile 文件编写好后就可以构建 Java 应用的镜像并推送至 Docker registry，由于注册 Docker Hub 相对来说比较麻烦，这里在本地搭建 Docker Registry。

2.1 本地Docker Registry搭建

具体的步骤如下：

首先要从 Docker 拉取 Registry 镜像

docker pull registry:2

然后运行 registry，指定其映射端口为 5000，这里并未设置用户名密码，无需相关认证操作

docker run -d -p 5000:5000 --name registry registry:2

2.2 推送镜像到本地Docker Registry

首先需要给镜像添加新标签，指向本地 Registry

docker tag k8s-demo:latest localhost:5000/k8s-demo:latest

然后就可以将镜像推送到本地 Registry

docker push localhost:5000/k8s-demo:latest

到 Docker Desktop 中查看镜像是否推送成功

三、使用 kubenetes 部署

Kubenetes 通过配置文件来定义各种资源，主要用于定义和管理集群内的各个资源对象，如 Pods、Services、Deployments、ConfigMaps、Secrets等。这些配置文件通常采用YAML格式编写，因其简洁明了且易于阅读和编辑而被广泛使用。如下为 Deployment 资源文件内容：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: k8s-demo-deployment
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: k8s-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: k8s-demo
    spec:
      containers:
        - name: k8s-demo
          image: localhost:5000/k8s-demo:latest # 指定本地registry 获取镜像
          ports:
            - containerPort: 8080

service 资源文件定义

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: k8s-demo-service
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: k8s-demo # 与Deployment中定义的label匹配
  ports:
    - port: 80 # Service监听的端口
      targetPort: 8080 # Pod中的容器端口
      nodePort: 30081 # 指定在节点上开放的端口，可选，如果不指定，Kubernetes会自动分配一个可用端口

使用 kubectl 命令来部署应用，部署的命令如下

kubectl apply -f app-deployment.yaml
kubectl apply -f app-service.yaml

分别执行部署命令后可以通过相应的命令查看，查看命令为

kubectl get deployments
kubectl get services
kubectl get pods

从命令返回的状态可以看出，是 Running 状态，到这里就可以正常访问你的Java应用了，查看自己的电脑的IP，在浏览器直接访问，访问结果如图

是不是感觉很简单呢，这是单机的实现，如果在生产环境部署要复杂的多。

四、Kubenetes常用命令

以下是一些 Kubernetes (`kubectl`) 常用命令的总结，这些命令对于管理和操作 Kubernetes 集群非常关键

命令	含义
kubectl get pods	查看当前命名空间下的所有Pod
kubectl get pods -o wide	查看Pod详情，包括节点信息
kubectl get all	查看所有资源，包括Pod、deployment、service、replicaset
kubectl apply -f deployment.yaml/service.yanl	部署应用
kubectl create -f <file>	根据YAML或JSON文件创建资源
kubectl run <name> --image=<image>	快速运行一个容器
kubectl delete -f <file>	根据文件删除资源
kubectl logs <pod-name>	查看Pod的日志
kubectl cluster-info	显示集群基本信息
kubectl autoscale deployment <deployment-name> --min=<min-replicas> --max=<max-replicas> --cpu-percent=<target-cpu>	设置Deployment的自动扩缩容
kubectl scale deployment <deployment-name> --replicas=<number>	调整Deployment副本数量
kubectl top	显示资源（CPU、内存、存储）的使用情况。如 kubectl top pods，可以指定排序，通过 --sort-by=cpu来设置