在本教程中，我们将通过一个FastAPI入门案例，详细讲解如何将应用打包成Docker镜像，并使用Python的Kubernetes库进行部署。本教程适合新手，将逐步引导你完成整个过程。

一、准备工作

在开始之前，请确保你已经安装了以下工具：

1. Docker：用于容器化你的应用。
2. kubectl：Kubernetes的命令行工具，用于与Kubernetes集群交互。
3. Python：编写FastAPI应用。
4. Kubernetes集群：可以是本地的Minikube集群，也可以是云平台上的集群。

二、编写FastAPI应用

首先，我们创建一个简单的FastAPI应用。以下是一个基本的应用示例：

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

@app.get("/")
def read_root():
    return {"Hello": "World"}

保存为 main.py。

三、创建Dockerfile

接下来，我们需要创建一个Dockerfile来打包我们的FastAPI应用。在项目根目录下创建一个名为Dockerfile的文件，并添加以下内容：

# 使用官方Python基础镜像
FROM python:3.9-slim

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 复制应用代码到容器
COPY . /app

# 安装依赖
RUN pip install -r requirements.txt

# 暴露应用端口
EXPOSE 8000

# 启动应用
CMD ["uvicorn", "main:app", "--host", "0.0.0.0", "--port", "8000"]

同时，创建一个requirements.txt文件，列出你的依赖：

fastapi
uvicorn

四、构建Docker镜像

使用以下命令构建Docker镜像：

docker build -t fastapi-app .

构建完成后，你可以使用以下命令测试镜像：

docker run -p 8000:8000 fastapi-app

访问 http://localhost:8000，确保应用正常运行。

五、使用Python的Kubernetes库部署应用

首先，确保你已经安装了Python的Kubernetes库：

pip install kubernetes

然后，我们需要创建一个Kubernetes部署配置文件。在项目根目录下创建一个名为deployment.yaml的文件，并添加以下内容：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: fastapi-deployment
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: fastapi
  template:
    metadata:
      labels:
        app: fastapi
    spec:
      containers:
      - name: fastapi
        image: fastapi-app
        ports:
        - containerPort: 8000

接下来，使用Python脚本来创建Kubernetes资源。创建一个名为create_deployment.py的文件，并添加以下内容：

from kubernetes import client, config

# 加载kubeconfig配置文件
config.load_kube_config()

# 创建Deployment对象
v1 = client.AppsV1Api()
deployment = client.V1Deployment(
    api_version="apps/v1",
    kind="Deployment",
    metadata=client.V1ObjectMeta(name="fastapi-deployment"),
    spec=client.V1DeploymentSpec(
        replicas=2,
        selector=client.V1LabelSelector(match_labels={"app": "fastapi"}),
        template=client.V1PodTemplateSpec(
            metadata=client.V1ObjectMeta(labels={"app": "fastapi"}),
            spec=client.V1PodSpec(containers=[client.V1Container(name="fastapi", image="fastapi-app", ports=[client.V1ContainerPort(container_port=8000)])]
        )
    )
)

# 创建Deployment
resp = v1.create_namespaced_deployment(namespace="default", body=deployment)
print(f"Deployment created. status: {resp.status}")

运行脚本，部署你的FastAPI应用：

python create_deployment.py

六、验证部署

使用以下命令检查你的部署状态：

kubectl get deployments

你应该会看到fastapi-deployment已经创建，并且有2个副本正在运行。

七、访问应用

为了访问你的FastAPI应用，你可能需要创建一个服务来暴露部署。创建一个名为service.yaml的文件，并添加以下内容：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: fastapi-service
spec:
  selector:
    app: fastapi
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 8000
  type: LoadBalancer

使用以下命令创建服务：

kubectl apply -f service.yaml

然后，你可以使用以下命令获取服务的外部IP：

kubectl get services

访问返回的外部IP地址，你应该能看到你的FastAPI应用正在运行。

全栈开发体验课

如果你对FastAPI和Kubernetes的结合使用感兴趣，并希望深入了解它们的高级应用和最佳实践，我们为你准备了一个特别优惠的体验课程。只需100元，你就能获得一个月的深入学习机会，让你的技能更上一层楼。这个课程将涵盖从基础到高级的各个方面，帮助你构建高效、可维护的后端服务。立即报名，开启你的技术提升之旅！