从 0 到 1 掌握部署第一个 Web 应用到 Kubernetes 中

文章目录

前言
构建一个 hello world web 应用
- 项目结构
- 项目核心文件
- 启动项目检查项目是否构建成功
容器化我们的应用
- 编写 Dockerfile
- 构建 docker 镜像
- 推送 docker 镜像仓库
使用 labs.play-with-k8s.com 构建 Kubernetes 集群并部署应用
- 构建 Kubernetes 集群环境
- 编写部署文件
总结
个人简介

前言

随着容器化技术的普及，部署 Web 应用到 Kubernetes（K8s）已经成为现代开发中常见的实践。本教程将从零开始，引导您构建并部署一个简单的 Java Spring Boot Web 应用到 Kubernetes 集群，覆盖从代码开发到容器化再到集群部署的完整流程。
本文一共包含三个部分：使用 Java Spring Boot 构建一个简单的 Hello World Web 应用、编写 Dockerfile 构建镜像将应用容器化、使用 labs.play-with-k8s.com 快速体验 Kubernetes 的部署与运行。

构建一个 hello world web 应用

我们可以使用 Spring Initializr 快速生成一个 Spring Boot 项目，也可以使用 ide 脚手架工具帮助我们快速构建一个简单的 Hello World Web 应用，此部分内容比较简单大家可以选择合适的方式构建。

项目结构

项目核心文件

HelloWorldController.java
package org.demo.springwebwithk8s.controller;

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class HelloWorldController {

    @RestController
    public class HelloController {
        @GetMapping("/")
        public String sayHello() {
            return "Hello world!";
        }
    }
}


application.properties
spring.application.name=spring-web-with-k8s
server.port=8080

启动项目检查项目是否构建成功

启动项目，使用 curl 命令访问 http://localhost:8080，检查是否正常输出 “Hello world!”

正常输出 “Hello world!” ，项目构建成功。

容器化我们的应用

容器化是将应用打包为一个可以在任何地方运行的轻量级环境。下面我们将我们构建的 hello world 应用打包成 Docker 镜像。

编写 Dockerfile

# 使用的基础镜像
FROM openjdk:17-jdk-alpine

# 定义环境变量 注意地址是否和本地 jar 包地址是否一致
ARG JAR_FILE=target/spring-web-with-k8s-0.0.1-SNAPSHOT.jar

# 将应用的 jar 文件复制到容器中
COPY ${JAR_FILE} app.jar

# 暴露端口
EXPOSE 8080

# 定义运行命令
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "/app.jar"]

构建 docker 镜像

docker build -t hello-world-app:1.0 .

docker build: 命令用于根据 Dockerfile 构建 Docker 镜像。
-t: 表示为构建的镜像指定一个标签（tag）。

hello-world-app:1.0:
hello-world-app: 镜像名称，用于标识你的应用镜像。
1.0: 镜像的版本号，可以帮助区分同一应用的不同版本。

.: 指定 Dockerfile 所在的路径。在当前目录（.）中寻找 Dockerfile。

检测镜像是否正常构建

docker run -d -p 8080:8080  --name hello-world-app hello-world-app:1.0

docker run: 命令用于运行一个容器。
-d: 后台运行容器（Detached 模式）。
--name hello-world-app: 为容器指定一个名字 hello-world-app，方便后续管理（例如查看状态、停止容器等）。
-p 8080:8080: 端口映射，将宿主机的 8080 端口映射到容器的 8080 端口。
hello-world-app:1.0: 指定运行的镜像名称和版本号，表示基于这个镜像创建并运行容器。

推送 docker 镜像仓库

本文以 hub.docker.com 为例

# Docker Hub 要求推送的镜像以 username/repository:tag 格式命名。为本地镜像打上 Docker Hub 所需的标签
docker tag hello-world-app:1.0 your-dockerhub-username/hello-world-app:1.0

docker push your-dockerhub-username/hello-world-app:1.0

使用 labs.play-with-k8s.com 构建 Kubernetes 集群并部署应用

最后，我们使用 labs.play-with-k8s.com 快速部署我们的应用到 Kubernetes 集群中。

构建 Kubernetes 集群环境

首先创建三台服务器实例，构建 Kubernetes 集群
初始化 master 节点并初始化网络

kubeadm init --apiserver-advertise-address $(hostname -i) --pod-network-cidr 10.5.0.0/16
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/cloudnativelabs/kube-router/master/daemonset/kubeadm-kuberouter.yaml

将另外两台服务器实例添加入集群

kubeadm join 192.168.0.6:6443 --token y18e92.u3f9xgtio2vifvkb \
        --discovery-token-ca-cert-hash sha256:85d66d0f4ae5122084bf0149029b9a9e374007cf6ae91913cab9cdf6b6f66789

集群搭建结果查看

编写部署文件

在 Kubernetes 中，部署文件（YAML 文件）是 Kubernetes 对象的声明式配置。等价于使用 kubectl 命令行工具逐步手动创建、管理和配置这些对象的命令。通过部署文件，你可以用一种声明式的方式告诉 Kubernetes 需要什么样的资源，而 Kubernetes 会自动实现和维持这些需求。
hello-world-service.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: hello-world-service
spec:
  selector:
    app: hello-world
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 8080
  type: LoadBalancer
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: hello-world
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: hello-world
  template:
    metadata:
      labels:
        app: hello-world
    spec:
      containers:
      - name: hello-world
        image: your-dockerhub-username/hello-world-app:1.0
        ports:
        - containerPort: 8080

部署 kubectl apply -f hello-world-deployment.yaml

访问是否部署成功

总结

本文我们从零开始构建并部署了一个 Java Spring Boot Web 应用到 Kubernetes 集群，完整经历了以下步骤：

应用开发：我们使用 Spring Boot 构建了一个简单的 "Hello World" 应用，奠定了部署的基础。
应用容器化：通过编写 Dockerfile，将 Spring Boot 应用打包成 Docker 镜像，为跨平台部署和环境一致性提供支持。
Kubernetes 部署：利用 labs.play-with-k8s.com，快速构建 Kubernetes 集群，成功部署和运行了容器化的 Web 应用。