Skaffold-简化本地开发kubernetes应用的神器

墙裂推荐kubernetes应用开发者使用的工具

Skaffold-简化本地开发kubernetes应用的神器

墙裂推荐kubernetes应用开发者使用的工具

标签: kubernetes   skaffold   CI/CD  

在我们开发kubernetes应用的过程中,一般情况下是我们在本地开发调试测试完成以后,再通过CI/CD的方式部署到kubernetes的集群中,这个过程首先是非常繁琐的,而且效率非常低下,因为你想验证你的每次代码修改,就得提交代码重新走一遍CI/CD的流程,我们知道编译打包成镜像这些过程就是很耗时的,即使我们在自己本地搭建一套开发kubernetes集群,也同样的效率很低。在实践中,若不在本地运行那些服务,调试将变得颇具挑战。就在几天前,我遇到了Skaffold,它是一款命令行工具,旨在促进kubernetes应用的持续开发,Skaffold可以将构建、推送及向kubernetes集群部署应用程序的过程自动化,听上去是不是很舒服呀~~~

介绍

Skaffold是一款命令行工具,旨在促进Kubernetes应用的持续开发。你可以在本地迭代应用源码,然后将其部署到本地或者远程Kubernetes集群中。Skaffold会处理构建、上传和应用部署方面的工作流。它通用可以在自动化环境中使用,例如CI/CD流水线,以实施同样的工作流,并作为将应用迁移到生产环境时的工具 —— Skaffold官方文档

Skaffold的特点:

  • 没有服务器端组件,所以不会增加你的集群开销
  • 自动检测源代码中的更改并自动构建/推送/部署
  • 自动更新镜像TAG,不要担心手动去更改kubernetes的 manifest 文件
  • 一次性构建/部署/上传不同的应用,因此它对于微服务同样完美适配
  • 支持开发环境和生产环境,通过仅一次运行manifest,或者持续观察变更

另外Skaffold是一个可插拔的架构,允许开发人员选择自己最合适的工作流工具 Skaffold

我们可以通过下面的 gif 图片来了解Skaffold的使用 skaffold-demo

使用

要使用Skaffold最好是提前在我们本地安装一套单节点的kubernetes集群,比如minikube或者Docker for MAC/WindowsEdge

安装

您将需要安装以下组件后才能开始使用Skaffold

1. skaffold

下载最新的Linux版本,请运行如下命令:

$ curl -Lo skaffold https://storage.googleapis.com/skaffold/releases/latest/skaffold-linux-amd64 && chmod +x skaffold && sudo mv skaffold /usr/local/bin

下载最新的OSX版本,请运行:

$ curl -Lo skaffold https://storage.googleapis.com/skaffold/releases/latest/skaffold-darwin-amd64 && chmod +x skaffold && sudo mv skaffold /usr/local/bin

当然如果由于某些原因你不能访问上面的链接的话,则可以前往Skaffoldgithub release页面下载相应的安装包。

2. Kubernetes集群

其中MinikubeGKEDocker for Mac(Edge)Docker for Windows(Edge) 已经过测试,但任何kubernetes群集都是可以使用,为了简单起见,我这里使用的是Docker for Mac(Edge)

3. kubectl

要使用kubernetes那么肯定kubectl也是少不了的,在本地配置上你的目标群集的当前上下文进行开发

4. Docker

这个应该不用多说了吧?

5. Docker 镜像仓库

如果你有私有的镜像仓库,则要先配置上相关的登录认证之类的。我这里为了方便,就直接使用Docker Hub,当然要往上面推送镜像的话,你得提前去docker hub注册一个帐号

开发

我们可以在本地开发一个非常简单的应用程序,然后通过Skaffold来进行迭代开发,这里我们直接使用Skaffold的官方示例,首先clone代码:

$ git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/skaffold

然后我们定位到examples/getting-started目录下去:

$ cd examples/getting-started
$ tree .
.
├── Dockerfile
├── k8s-pod.yaml
├── main.go
├── skaffold-gcb.yaml
└── skaffold.yaml

0 directories, 5 files

该目录下面有一个非常简单的golang程序:(main.go)

package main
import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    for {
        fmt.Println("Hello Skaffold!")
        time.Sleep(time.Second * 2)
    }
}

其中skaffold-gcb.yaml文件我们可以暂时忽略,这个文件是和google cloud结合使用的,我们可以看下skaffold.yaml文件内容,这里我已经将镜像名称改成了我自己的了(cnych/skaffold-example),如下:

apiVersion: skaffold/v1alpha1
kind: Config
build:
  artifacts:
  - imageName: cnych/skaffold-example
    workspace: .
  local: {}
deploy:
  kubectl:
    manifests:
    - paths:
      - k8s-*
      parameters:
        IMAGE_NAME: cnych/skaffold-example

然后我们可以看到k8s-pod.yaml文件,其中的镜像名称是一个IMAGE_NAME的参数,这个地方Skaffold会自动帮我们替换成正在的镜像地址的,所以不用我们做任何更改了,如下:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: getting-started
spec:
  containers:
  - name: getting-started
    image: IMAGE_NAME

然后我们就可以在getting-started目录下面执行skaffold dev命令了:

$ skaffold dev
Starting build...
Found minikube or Docker for Desktop context, using local docker daemon.
Sending build context to Docker daemon  6.144kB
Step 1/5 : FROM golang:1.9.4-alpine3.7
 ---> fb6e10bf973b
Step 2/5 : WORKDIR /go/src/github.com/GoogleCloudPlatform/skaffold/examples/getting-started
 ---> Using cache
 ---> e6ae5322ee52
Step 3/5 : CMD ["./app"]
 ---> Using cache
 ---> bac5f3fd392e
Step 4/5 : COPY main.go .
 ---> Using cache
 ---> 47fa1e536263
Step 5/5 : RUN go build -o app main.go
 ---> Using cache
 ---> f1470fe9f398
Successfully built f1470fe9f398
Successfully tagged a250d03203f9a5df267d8ad63bae8dba:latest
Successfully tagged cnych/skaffold-example:f1470fe9f3984775f5dea87b5f720d67b6c2eeaaf2ca5efd1ca3c3ec7c4d4cce
Build complete.
Starting deploy...
Deploying k8s-pod.yaml...
Deploy complete.
Dependencies may be incomplete.
[getting-started getting-started] Hello Skaffold!
[getting-started getting-started] Hello Skaffold!

Skaffold已经帮我们做了很多事情了:

  • 用本地源代码构建 Docker 镜像
  • 用它的sha256值作为镜像的标签
  • 设置skaffold.yaml文件中定义的 kubernetes manifests 的镜像地址
  • kubectl apply -f命令来部署 kubernetes 应用

部署完成后,我们可以看到 pod 打印出了如下的信息:

[getting-started getting-started] Hello Skaffold!
[getting-started getting-started] Hello Skaffold!
[getting-started getting-started] Hello Skaffold!

同样的,我们可以通过kubectl工具查看当前部署的 POD:

$ kubectl get pods
NAME              READY     STATUS    RESTARTS   AGE
getting-started   1/1       Running   3          1h

然后我们可以打印出上面的 POD 的详细信息:

$ kubectl get pod getting-started  -o yaml
...
spec:
  containers:
  - image: cnych/skaffold-example:f1470fe9f3984775f5dea87b5f720d67b6c2eeaaf2ca5efd1ca3c3ec7c4d4cce
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    name: getting-started
...

我们可以看到我们部署的 POD 的镜像地址,和我们已有的 docker 镜像地址和标签是一样的:

$ docker images |grep skaffold
cnych/skaffold-example                                    f1470fe9f3984775f5dea87b5f720d67b6c2eeaaf2ca5efd1ca3c3ec7c4d4cce   f1470fe9f398        8 minutes ago       271MB

现在,我们来更改下我们的main.go文件:

package main
import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    for {
        fmt.Println("Hello blog.qikqiak.com!")
        time.Sleep(time.Second * 2)
    }
}

当我们保存该文件后,观察 POD 的输出信息:

[getting-started getting-started] Hello Skaffold!
[getting-started getting-started] Hello Skaffold!
[getting-started getting-started] Hello blog.qikqiak.com!
[getting-started getting-started] Hello blog.qikqiak.com!
[getting-started getting-started] Hello blog.qikqiak.com!
[getting-started getting-started] Hello blog.qikqiak.com!
[getting-started getting-started] Hello blog.qikqiak.com!

是不是立刻就变成了我们修改的结果了啊,同样我们可以用上面的样式去查看下 POD 里面的镜像标签是已经更改过了。

总结

我这里为了说明Skaffold的使用,可能描述显得有点拖沓,但是当你自己去使用的时候,就完全能够感受到Skaffold为开发kubernetes应用带来的方便高效,大大的提高了我们的生产力。 另外在kubernetes开发自动化工具领域,还有一些其他的选择,比如AzureDraft、Datawire 的 Forge 以及 Weavework 的 Flux,大家都可以去使用一下,其他微软的Draft是和Helm结合得非常好,不过Skaffold当然也是支持的,工具始终是工具,能为我们提升效率的就是好工具,不过从开源的角度来说,信 Google 准没错。

参考资料

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