spring-cloud-kubernetes与k8s的configmap

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• 本文是《spring-cloud-kubernetes实战系列》的第六篇，主要内容是在kubernetes上部署一个java web应用，该应用使用了spring-cloud-kubernetes框架，可以使用kubernetes的configmap；

关于SpringCloud Config

• 如果您开发过SpringCloud应用，相信您对SpringCloud Config不会陌生，在微服务环境中，业务应用可以从config server获取所需的配置信息，如下图所示：
  

关于kubernetes的configmap

• 这是kubernetes提供的基本服务之一，创建一个configmap资源，对应着一份配置文件，可以将该资源通过数据卷的形式映射到Pod上，这样Pod就能用上这个配置文件了，如下图：
  

spring-cloud-kubernetes带来的礼物

• spring-cloud-starter-kubernetes-config是spring-cloud-starter-kubernetes框架下的一个库，作用是将kubernetes的configmap与SpringCloud Config结合起来，通过spring-cloud-starter-kubernetes-config，我们的应用就像在通过SpringCloud Config取得配置信息，只不过这里的配置信息来自kubernetes的configmap，而不是SpringCloud Config server，如下图所示：
  

• 理论上的准备工作已经差不多了，接下来通过实战来展示spring-cloud-starter-kubernetes-config的神奇之处；

源码下载

• 如果您不打算写代码，也可以从GitHub上下载本次实战的源码，地址和链接信息如下表所示：

• 这个git项目中有多个文件夹，本章的应用在springcloudk8sconfigdemo文件夹下，如下图所示：
  

环境信息

• 本次实战的环境和版本信息如下：

1. 操作系统：CentOS Linux release 7.6.1810
2. minikube：1.1.1
3. Java：1.8.0_191
4. Maven：3.6.0
5. fabric8-maven-plugin插件：3.5.37
6. spring-cloud-kubernetes：1.0.1.RELEASE
7. springboot：2.1.6.RELEASE

• 准备完毕，可以开始实战啦！

编码

1. 通过maven创建名为springcloudk8sconfigdemo的springboot工程，pom.xml内容如下，要注意的是新增了依赖spring-cloud-starter-kubernetes-config，这是本次实战的重点：

<?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>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.1.6.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>com.bolingcavalry</groupId>
    <artifactId>springcloudk8sconfigdemo</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>springcloudk8sconfigdemo</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>

    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
        <spring-boot.version>2.1.6.RELEASE</spring-boot.version>
        <maven-checkstyle-plugin.failsOnError>false</maven-checkstyle-plugin.failsOnError>
        <maven-checkstyle-plugin.failsOnViolation>false</maven-checkstyle-plugin.failsOnViolation>
        <maven-checkstyle-plugin.includeTestSourceDirectory>false</maven-checkstyle-plugin.includeTestSourceDirectory>
        <maven-compiler-plugin.version>3.5</maven-compiler-plugin.version>
        <maven-deploy-plugin.version>2.8.2</maven-deploy-plugin.version>
        <maven-failsafe-plugin.version>2.18.1</maven-failsafe-plugin.version>
        <maven-surefire-plugin.version>2.21.0</maven-surefire-plugin.version>
        <fabric8.maven.plugin.version>3.5.37</fabric8.maven.plugin.version>
        <springcloud.kubernetes.version>1.0.1.RELEASE</springcloud.kubernetes.version>
        <spring-cloud.version>Greenwich.SR2</spring-cloud.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-kubernetes-config</artifactId>
            <version>${springcloud.kubernetes.version}</version>
        </dependency>
    </dependencies>
    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>${spring-cloud.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
                <version>${spring-boot.version}</version>
                <executions>
                    <execution>
                        <goals>
                            <goal>repackage</goal>
                        </goals>
                    </execution>
                </executions>
            </plugin>

            <plugin>
                <!--skip deploy -->
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-deploy-plugin</artifactId>
                <version>${maven-deploy-plugin.version}</version>
                <configuration>
                    <skip>true</skip>
                </configuration>
            </plugin>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-surefire-plugin</artifactId>
                <version>${maven-surefire-plugin.version}</version>
                <configuration>
                    <skipTests>true</skipTests>
                    <!-- Workaround for https://issues.apache.org/jira/browse/SUREFIRE-1588 -->
                    <useSystemClassLoader>false</useSystemClassLoader>
                </configuration>
            </plugin>
            <plugin>
                <groupId>io.fabric8</groupId>
                <artifactId>fabric8-maven-plugin</artifactId>
                <version>${fabric8.maven.plugin.version}</version>
                <executions>
                    <execution>
                        <id>fmp</id>
                        <goals>
                            <goal>resource</goal>
                        </goals>
                    </execution>
                </executions>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

    <profiles>
        <profile>
            <id>kubernetes</id>
            <build>
                <plugins>
                    <plugin>
                        <groupId>io.fabric8</groupId>
                        <artifactId>fabric8-maven-plugin</artifactId>
                        <version>${fabric8.maven.plugin.version}</version>
                        <executions>
                            <execution>
                                <id>fmp</id>
                                <goals>
                                    <goal>resource</goal>
                                    <goal>build</goal>
                                </goals>
                            </execution>
                        </executions>
                        <configuration>
                            <enricher>
                                <config>
                                    <fmp-service>
                                        <type>NodePort</type>
                                    </fmp-service>
                                </config>
                            </enricher>
                        </configuration>
                    </plugin>
                </plugins>
            </build>
        </profile>
    </profiles>
</project>

2. 项目的src\main\resources路径下不要创建application.yml文件，只创建名为bootstrap.yml的文件，内容如下：

spring:
  application:
    name: springcloudk8sconfigdemo
  cloud:
    kubernetes:
      config:
        sources:
          - name: ${spring.application.name}
            namespace: default

• 可见新增了配置项spring.cloud.kubernetes.config.source.name和spring.cloud.kubernetes.config.source.namespace，用于配置信息来源于kubernetes的哪个namespace下的哪个configmap；

3. 增加一个配置类DummyConfig.java，注解ConfigurationProperties的prefix="greeting"表示该类用到的配置项都是名为"greeting"的配置项的子内容 ：

package com.bolingcavalry.springcloudk8sconfigdemo;

import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
@ConfigurationProperties(prefix = "greeting")
public class DummyConfig {

	private String message = "This is a dummy message";

	public String getMessage() {
		return this.message;
	}

	public void setMessage(String message) {
		this.message = message;
	}
}

4. 启动类Springcloudk8sconfigdemoApplication.java，简单起见，将用于验证配置项是否生效的web接口也写在了这里面，即hello方法 ：

package com.bolingcavalry.springcloudk8sconfigdemo;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.boot.context.properties.EnableConfigurationProperties;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

@SpringBootApplication
@RestController
@EnableConfigurationProperties(DummyConfig.class)
public class Springcloudk8sconfigdemoApplication {

    @Autowired
    private DummyConfig dummyConfig;

    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        return dummyConfig.getMessage()
                + " ["
                + new SimpleDateFormat().format(new Date())
                + "]";
    }

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Springcloudk8sconfigdemoApplication.class, args);
    }
}

• 以上就是实战工程的所有代码了，仅仅只是引入了spring-cloud-kubernetes-config的依赖，以及在启动配置文件中指定了configmap的信息，即完成了获取配置文件的所有操作，至于代码中用到配置文件的地方，和使用SpringCloud Config并无差别。

解决权限问题

• 我这里的是minikube，在部署了应用之后，默认的serviceaccount是没有权限访问K8S的API Server资源的，执行以下命令可以提升权限：

kubectl create clusterrolebinding permissive-binding \
  --clusterrole=cluster-admin \
  --user=admin \
  --user=kubelet \
  --group=system:serviceaccounts

• 注意：以上办法只能用于开发和测试环境，不要用在生产环境，生产环境应参考Kubernetes的RBAC授权相关设置来处理，步骤如下：

1. 创建role：

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  namespace: default
  name: pod-reader
rules:
  - apiGroups: [""]
    resources: ["pods","configmaps"]
    verbs: ["get", "watch", "list"]

2. 创建ServiceAccount：

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: config-reader
  namespace: default

3. 绑定Role和ServiceAccount：

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
  name: pod-reader
  namespace: default
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: Role
  name: pod-reader
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: config-reader
    namespace: default

4. 在deployment中指定上面的ServiceAccount；

验证

• 接下来我们在kubernetes环境创建configmap，再将springcloudk8sconfigdemo在kubernetes部署和启动，通过springcloudk8sconfigdemo提供的http接口验证应用是否已经从configmap中取得指定的配置；

1. 在kubernetes环境新建名为springcloudk8sconfigdemo.yml的文件，内容如下：

kind: ConfigMap
apiVersion: v1
metadata:
  name: springcloudk8sconfigdemo
data:
  application.yml: |-
    greeting:
      message: Say Hello to the World
    farewell:
      message: Say Goodbye
    ---
    spring:
      profiles: development
    greeting:
      message: Say Hello to the Developers
    farewell:
      message: Say Goodbye to the Developers
    ---
    spring:
      profiles: production
    greeting:
      message: Say Hello to the Ops

2. 在springcloudk8sconfigdemo.yml文件所在目录执行以下命令，即可在kubernetes创建名为的configmap的资源：

kubectl apply -f springcloudk8sconfigdemo.yml

3. 在springcloudk8sconfigdemo项目的pom.xml文件所在目录，执行以下命令，即可编译构建部署全部完成：

mvn clean install fabric8:deploy -Dfabric8.generator.from=fabric8/java-jboss-openjdk8-jdk -Pkubernetes

• 操作成功后的控制台信息如下：

[INFO] Installing /usr/local/work/k8s/springcloudk8sconfigdemo/target/classes/META-INF/fabric8/kubernetes.json to /root/.m2/repository/com/bolingcavalry/springcloudk8sconfigdemo/0.0.1-SNAPSHOT/springcloudk8sconfigdemo-0.0.1-SNAPSHOT-kubernetes.json
[INFO] 
[INFO] <<< fabric8-maven-plugin:3.5.37:deploy (default-cli) < install @ springcloudk8sconfigdemo <<<
[INFO] 
[INFO] 
[INFO] --- fabric8-maven-plugin:3.5.37:deploy (default-cli) @ springcloudk8sconfigdemo ---
[INFO] F8: Using Kubernetes at https://192.168.121.133:8443/ in namespace default with manifest /usr/local/work/k8s/springcloudk8sconfigdemo/target/classes/META-INF/fabric8/kubernetes.yml 
[INFO] Using namespace: default
[INFO] Updating a Service from kubernetes.yml
[INFO] Updated Service: target/fabric8/applyJson/default/service-springcloudk8sconfigdemo.json
[INFO] Using namespace: default
[INFO] Updating Deployment from kubernetes.yml
[INFO] Updated Deployment: target/fabric8/applyJson/default/deployment-springcloudk8sconfigdemo.json
[INFO] F8: HINT: Use the command `kubectl get pods -w` to watch your pods start up
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] BUILD SUCCESS
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Total time:  13.538 s
[INFO] Finished at: 2019-07-14T17:06:25+08:00
[INFO] ------------------------------------------------------------------------

4. 如果您的环境也是minikube，可以执行以下命令查看服务地址：

minikube service springcloudk8sconfigdemo --url

• 得到服务地址是：http://192.168.121.133:31646

5. 浏览器访问地址：http://192.168.121.133:31646/hello ，得到响应如下图，可见已经从configmap取得了配置文件，并且加载成功：
   

修改profile

• 前面的实战没有指定springboot工程的profile，接下来指定profile为development，看能否加载到配置文件中指定的配置，如下图红框所示：
  

1. 修改项目的src\main\resources路径下的bootstrap.yml文件，增加配置项spring.profiles.active，修改后的完整内容如下：

spring:
  application:
    name: springcloudk8sconfigdemo
  profiles:
    active: development
  cloud:
    kubernetes:
      config:
        sources:
          - name: ${spring.application.name}
            namespace: default

2. 在springcloudk8sconfigdemo项目的pom.xml文件所在目录，执行以下命令，即可编译构建部署全部完成：

mvn clean install fabric8:deploy -Dfabric8.generator.from=fabric8/java-jboss-openjdk8-jdk -Pkubernetes

3. 如果您的环境也是minikube，可以执行以下命令查看服务地址：

minikube service springcloudk8sconfigdemo --url

• 得到服务地址是：http://192.168.121.133:30659

4. 浏览器访问地址：http://192.168.121.133:30659/hello ，得到响应如下图，可见已经从configmap取得了指定profile的配置文件，并且加载成功：
   

• 至此，spring-cloud-kubernetes与k8s的configmap的实战就完成了，我们可以发现借助spring-cloud-kubernetes-config的神奇能力，曾经使用SpringCloud Config来配置的应用几乎不用修改代码，仅仅调整了配置和依赖，就能顺利迁移到kubernetes之上，直接使用原生的配置服务，并且SpringCloud Config Server也可以不用在kubernetes上部署了，再次感受到SpringCloud设计的前瞻性。

一点遗憾

• 虽然我们的应用已经成功从configmap取得配置信息，但遗憾的是，configmap的配置信息被修改后，这些修改是无法实时同步到我们的应用的，只能重启应用来重现获取配置，为了解决这个问题，请参考本系列的下一篇《spring-cloud-kubernetes自动同步k8s的configmap更新》

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