Java应用构建并部署K8S

一、背景

如果你

1. 使用Java进行开发
2. 使用容器镜像的制品形式进行交付
3. 制品最终会运行在阿里云ACK或者其他K8S集群上

那么本文档可以帮助您实现研发流程的协同自动化。

二、用户诉求

一般来说，使用K8S部署场景如下：

1. 对源代码进行一定的质量检测，比如单元测试，代码扫描
2. 将源代码构建成为可交付的制品，也就是容器镜像
3. 对制品进行测试环境验证
4. 使用完成验证的制品进行线上部署
5. 使用基础设施即代码的方式，在代码库中管理与应用相关的所有yaml文件。使用这种方式，将k8s的编排能力完全交给开发，比较灵活，也更加利于DevOps的实施。

上述活动需要有不同角色的参与：开发、测试、运维。如何保证不同参与者可以使用统一的交付流程来进行协作，是云效Flow交付流水线要解决的主要问题。

三、云效解决方案

通过云效持续交付流水线和阿里云K8S很好的结合在一起，为应用的持续交付提供了很好的基础保障，如下图：

开发者提交代码变更到代码库，云效在监听着代码库的变动，一旦代码发生变化，将自动触发云效持续部署流水线一次构建任务的运行，包括代码检查、构建、测试部署、测试验证和生产部署等过程。其中，在构建完之后，生成Docker镜像，并自动上传至应用镜像仓库，在部署阶段（测试环境的部署和生产环境的部署）时，获取当前流水线实例构建出来的镜像版本，通过K8S进行容器编排部署。而这一切，都是通过自动化的手段进行完成。

四、云效操作实践

接下来以一个 Java Spring Boot 的代码库为例，讲解如何进行构建并以kubectl apply的方式部署到阿里云 ACK。

创建流水线

1.进入云效（https://devops.aliyun.com）点击页面左上角的dock，选择流水线进入Flow

2.点击右上角【新建流水线】，进入流水线创建向导页面。

3.选择相应模板，并点击创建

4.配置代码库
创建流水线之后会自动弹出添加代码源的窗口，这里选择Flow提供的示例代码源，并进行添加

示例代码库地址为：https://code.aliyun.com/flow-example/spring-boot，请先查看相关的manifest文件，其中包含了一个deployment，一个service，以及一个ingress将这个服务暴露到公网上：

配置镜像构建任务

1.你需要先在cr.console.aliyun.com上创建一个镜像仓库，然后在流水线中进入“镜像构建并推送至阿里云镜像仓库”的任务进行编辑。点击”新建服务授权”，进行阿里云授权。同意授权之后，Flow会将创建好的服务授权自动回填写到表单中。


2.接下来完成区域、仓库的选取。标签填入“${DATETIME}”，表示以流水线触发时的时间戳作为镜像的标签。Dockerfile路径填入”Dockerfile2”
3.配置好之后再“镜像构建并推送至阿里云镜像仓库”任务的下方可以看到该任务输出的变量，这些变量可以在后续的任务中引用。关注其中的第二个和第三个变量即可，其中第二个是该镜像地址的公网地址，第三个是该镜像地址的VPC地址。这里推荐将镜像仓库和ACK集群放在同一个集群，然后在后续的部署任务中选择VPC地址，以加速部署过程。


配置部署任务

点击“Kubernetes发布”任务，进入配置。点击”新建连接”，进行集群授权，完成阿里云授权及集群选取。点击确认之后，集群信息会自动填到任务配置中。

配置变量，填入IMAGE，并选择镜像的VPC地址作为变量值。这样在运行时，Flow会把YAML路径下的所有文件中的${IMAGE}都替换成镜像的地址，然后再进行kubectl发布。

示例代码库中的文件https://code.aliyun.com/flow-example/spring-boot/blob/master/app-configs/manifest-app/app.yaml的内容如下，所以其中的${IMAGE}就会被替换成实际的镜像地址。

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    run: spring-boot-sample
  name: spring-boot-sample
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      run: spring-boot-sample
  template:
    metadata:
      labels:
        run: spring-boot-sample
    spec:
      containers:
      - image: ${IMAGE}
        name: app

配置变量，填入HOST，并输入ACK集群中的“测试域名”：

示例代码库中的文件https://code.aliyun.com/flow-example/spring-boot/blob/master/app-configs/manifest-app/ingress.yaml的内容如下，所以其中的${HOST}就会被替换成实际的测试地址。

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: spring-boot-route
spec:
  rules:
    - host: www.${HOST}
      http:
        paths:
          - backend:
              serviceName: spring-boot-service
              servicePort: 8080
            path: /

添加人工卡点

为了保证经过审批的制品才能进入部署环境，需要添加一个人工卡点，这里假设这个环境是测试环境，需要有测试管理员来审批才能进入。

首选需要在企业中创建一个角色”测试管理员“，并将企业用户”张三”的角色设置为该角色。


然后回到流水线继续进行配置，在主机部署前面添加一个任务，搜索”人工卡点“，并按照角色进行配置：

以上演示了如何添加一个进入测试环境的卡点，添加生产环境的卡点也是类似的，这里不再赘述，可以类似的进行配置。

运行流水线

配置完毕，点击”保存并运行”触发流水线：

扫描、单测及构建上传的任务自动完成，并停在了卡点上。普通人员无权限通过，切换到张三的账号之后，可以通过或者拒绝。

点击”验证通过“，流水线会进入Kubectl部署的任务。

由于在manifest中包含了ingress配置，因此可以通过ack的ingress提供的域名访问服务：

$ curl http://www.${HOST}
Greetings from Spring Boot!

回滚

如果发布完成之后发现线上服务有问题，则需要快速回滚。云效Flow提供了通过历史版本直接进行回滚的能力。

在流水线运行页面点击”部署历史“，然后选择相应的部署任务，便可以看到该部署任务所有的成功部署记录

点击版本3的”回滚“，即可回滚到该版本

通知

为了更好的进行协作，Flow提供了通知能力在流水线不同的生命周期节点上进行通知。一般来讲开发团队会关心部署的成功和失败，那么可以将该事件推送到团队的钉钉群中，配置方式如下，点击”添加插件”，选择钉钉机器人通知，填入webhook地址，运行时机选择”失败“，”成功”

再次运行之后，就会收到相应的通知：

五、结语

通过以上的操作流程，就可以建立起来一个协同多角色的流水线。接下来你可能想再了解其中的一些细节：

1. 定制化代码扫描规则及定制化扫描及单元测试通过规则
2. 如何添加非ACK的K8S集群
3. 如果不希望管理k8syaml文件，只需要更新某个pod的某个容器的镜像，则可以把部署环境改成 Kubernetes 镜像升级 的任务.