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云端的生存之道，第 1 单元：将 Spring Boot 部署到 Kubernetes

在本期的" 云端的生存之道 "中，您会了解将 Spring Boot 应用程序部署到IBM Cloud 上托管的 Kubernetes 集群中的步骤。

探索云端的生存之道

云端的生存之道 是一个教程和视频系列，专门帮助开发者和操作人员了解如何利用云原生思维方式构建和运行 Spring 应用程序。要查看整个系列，可查看系列概述。

前提条件

如果要在自己的系统上按照本教程中的步骤进行操作，需要满足以下条件：

Java 8+
Maven
Docker
Kubectl
一个IBM Cloud 帐户
您心仪的 IDE

您可以在此 GitHub 仓库中找到本教程中使用的代码。

初始化 Kubernetes 集群

第一步是初始化 IBM Cloud 上的 Kubernetes 集群。IBM Cloud 可能需要几分钟时间来启动新的 Kubernetes 集群；因此，通过先执行初始化操作，可以在后台运行的同时完成一些其他步骤。

登录到您的 IBM Cloud 帐户。在 Dashboard 页面的右上方，您应该会看到按钮 Create resource 。

如果该按钮未出现在此页面的顶部，请在资源目录页面中查找 Kubernetes Service 。
在本教程中，您将创建一个免费的 Lite Kubernetes 集群
。要初始化 Lite 集群，您需要升级自己的 IBM Cloud 帐户（如果尚未升级）。

别担心。本教程中的所有资源都是免费的；在闲置一段时间（通常为 30 天）后，它们将被关闭，或者被控制在免费限制范围内。您的信用卡对帐单上不会出现任何新的费用。

我也输入了自己的信用卡信息来完成此操作，所以我们是共同进退的！
在您升级帐户之后，选择 Lite ；对于集群名称，使用 living-on-the-cloud ，然后选择 Create cluster ：

IBM Cloud 现在将开始初始化 Kubernetes 集群。如前所述，这将需要几分钟时间，因此，在 IBM Cloud 完成初始化过程的同时，可继续执行后续步骤。

创建一个容器注册表

返回到资源目录页面，搜索 Container Registry 并将其选中；它应如下所示：

在创建注册表页面上，您可以查看定价套餐。默认情况下，我们的帐户将设置为 Lite 套餐，因此，它会受到速率限制，以便遵循 0.5GB 存储空间和 5GB 提取数据的限制。
单击 Create 以转至 Registry 主页，其中为您提供 Container Registry 的概述 - 可用的名称空间、注册表和镜像的数量。

配置 IBM Cloud 和 Docker CLI

如果您尚未安装 IBM Cloud 命令行界面（CLI），请下载并进行安装。
打开终端或命令窗口，然后输入以下命令以验证安装是否成功：

ibmcloud --version

您会获得类似下面的返回结果：

ibmcloud version 0.14.0+3303164-2019-02-07T02:13:34+00:00

让我们开始配置 IBM Cloud CLI 以使用 IBM Cloud 帐户资源。

运行以下命令以安装容器注册表插件：

ibmcloud plugin install container-registry -r Bluemix

完成安装脚本后，运行以下命令以确保安装成功：

ibmcloud cr info

您会获得与下面类似的输出：

Container Registry                us.icr.io
Container Registry API endpoint   https://us.icr.io/api
IBM Cloud API endpoint            https://api.ng.bluemix.net
IBM Cloud account details         <account details>
IBM Cloud organization details    <organization details>

注意：如果先前安装了容器注册表，并且容器注册表 URL 包含" bluemix" 一词，请了解如何更新您的 API 端点。

使用以下命令以通过 IBM Cloud CLI 登录到您的 IBM Cloud 帐户：

ibmcloud login -a https://api.ng.bluemix.net

系统会提示您输入与 IBM Cloud 帐户关联的电子邮件和密码。

注意：如果您使用联合 IBM Cloud 帐户，请执行这些步骤。
在登录后，为容器注册表创建一个名称空间。虽然名称空间的名称可以随意，但在本教程和系列教程中，我将使用 living-on-the-cloud
。

要创建名称空间，请运行以下命令：

ibmcloud cr namespace-add living-on-the-cloud

您会获得以下响应：
```
Adding namespace 'living-on-the-cloud'...

Successfully added namespace 'living-on-the-cloud'
```
使用以下命令行登录到容器注册表：

ibmcloud cr login

创建要用于 Docker 命令行的 API 令牌。

ibmcloud cr token-add --description "Living on the Cloud" --non-expiring --readwrite

描述也可以随意，但在本系列教程中，我将使用 "Living on the Cloud" 。

您会获得类似下面的响应：

Token identifier   b6ff5759-e085-58da-8086-ead373a9e9da
Token              eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJqdGkiOiJiNmZmNTc1OS1lMDg1LTU4ZGEtODA4Ni1lYWQzNzNhOWU5ZGEiLCJpc3MiOiJyZWdpc3RyeS5uZy5ibHVlbWl4Lm5ldCJ9.1zgwfBe6epmFrh-PfZWR5Kf3ZyyL4M6QFLymLCPyqEM

将 Docker 守护程序链接到容器注册表：

docker login us.icr.io -u token

当系统提示您输入密码时，请使用您获得的令牌。

虽小犹荣

现在可以开始做一些我最喜欢的事情了 - 编码。这次只是编写一个简单的应用程序，但是随着您继续学习本系列教程，我将向您展示如何向该应用程序添加新功能。

转至 start.spring.io 。
- Group ID 和 Artifact 可以由您决定，但我分别使用了 com.ibm.developer 和 storm-tracker *（因为我们正在讨论云，而 storm（风暴）即表示云，明白了吗？）。
- 对于 Dependencies ，您将需要引入 Web 。
单击 Generate Project ，这将使用您刚刚输入的值来下载一个脚手架式 Spring Boot 项目的 ZIP 压缩文件。
解压缩该压缩文件，然后在您的 IDE 中打开该项目。

目前，storm-tracker 应用程序将仅执行非常简单的"Hello World"。

创建名为 StormTrackerController 的新类并向其添加 @GetMapping ，这将返回 "Hello World"
作为响应。

完整的类应如下所示：
```
@RestController
@RequestMapping("/api/v1/storms")
public class StormTrackerController {

  @GetMapping
  public ResponseEntity<String> helloWorld(){
   return ResponseEntity.ok("Hello World");
  }
}
```
此时最好启动该应用程序并验证一切是否正常运行。如果您不熟悉 Spring Boot，那么端点应位于 http:localhost:8080/api/v1/storms 。
在 pom.xml
中，您将添加一个插件来将该应用程序容器化，并将其推送到您刚刚在 IBM Cloud 帐户上设置的容器注册表。

在 pom.xml 中的 <build><plugins> 下，添加以下内容：
```
<plugin>
  <groupId>io.fabric8</groupId>
  <artifactId>docker-maven-plugin</artifactId>
  <extensions>true</extensions>
  <configuration>
    <images>
      <image>
        <name>us.icr.io/living-on-the-cloud/${project.name}</name>
        <build>
          <from>adoptopenjdk/openjdk8-openj9</from>
          <entryPoint>
            <exec>
              <arg>java</arg>
              <arg>-jar</arg>
              <arg>/${project.build.finalName}.jar</arg>
            </exec>
          </entryPoint>
          <assembly>
            <targetDir>/</targetDir>
            <mode>dir</mode>
            <descriptorRef>artifact</descriptorRef>
          </assembly>
        </build>
      </image>
    </images>
  </configuration>
</plugin>
```
让我们快速完成此插件配置的重要部分。
- 在 <plugin><configuration><images><image>
  下，您将设置名称以及镜像在容器注册表中的存储位置：
  
  <name>us.icr.io/living-on-the-cloud/${project.name}</name>
  - us.icr.io 是 IBM Cloud 容器注册表的 API 端点（可能需要进行更改以与您的区域匹配）。
  - living-on-the-cloud 是您之前创建的容器名称空间。
  - ${project.name} 是仓库的名称，该仓库是一个容器仓库，用于存储所有相关镜像；如果您使用的是之前提供的相同值，那么它可以解析为 storm-tracker 。
- 在 <build>
  下，声明应基于哪个镜像来构建 Docker 镜像：
  
  <from>adoptopenjdk/openjdk8-openj9</from>
  
  对于基础 Docker 镜像，您使用的是 AdoptOpenJDK OpenJ9 镜像的 Java 8 版本。（了解有关 AdoptOpenJDK 和 OpenJ9 的更多信息。）Eclipse OpenJ9 是可免费使用的开源 JVM 实现，它大约占用 Hotspot 所用内存的 60%。
- 同样在 <build> 下，您将定义 Docker 镜像的入口点，并将项目工件复制到 Docker 镜像中：
```
<entryPoint>
   <exec>
     <arg>java</arg>
     <arg>-jar</arg>
     <arg>/${project.build.finalName}.jar</arg>
   </exec>
 </entryPoint>
 <assembly>
   <targetDir>/</targetDir>
   <mode>dir</mode>
   <descriptorRef>artifact</descriptorRef>
 </assembly>
```
项目工件是在执行 mvn package 时构建的 JAR 文件。
弄清楚这一切后，执行以下命令来构建项目，将其容器化，然后将其推送到容器注册表：

mvn package docker:build docker:push

在构建执行结束时，您会看到以下输出：

[INFO] DOCKER> Pushed us.icr.io/living-on-the-cloud/storm-tracker in 14 seconds

如果返回到容器注册表主页，那么您会看到它现在存储了一个镜像：

云端的生存之道，第 1 单元：将 Spring Boot 部署到 Kubernetes

部署到 Kubernetes

至此，您的 Kubernetes 集群有望完成初始化。要验证是否已完成初始化，请返回到 Dashboard 页面并查看您刚刚创建的集群的状态是否为 Normal 。

云端的生存之道，第 1 单元：将 Spring Boot 部署到 Kubernetes

下一部分将会执行相当多的命令。但不用担心，我将介绍每一条命令的用法。

将 container-service 插件添加到 IBM Cloud CLI，这还将下载并安装 kubectl
：

ibmcloud plugin install container-service

注意：如果要了解"kubectl"的发音，请观看权威指南（由 Waldo Grundenwald 编写）。
将 IBM Cloud CLI 设置为您集群所在的区域。在先前的镜像中，区域为 Dallas（它将转换为 us-south ）。如果您的集群位于其他区域，那么可以运行命令 ibmcloud regions
来查看所有区域。

要设置区域，请运行以下命令：

ibmcloud ks region-set us-south
下载您集群的配置信息：

ibmcloud ks cluster-config living-on-the-cloud

此命令的输出响应应如下所示：

export KUBECONFIG=/Users/<username>/.bluemix/plugins/container-service/clusters/living-on-the-cloud/kube-config-hou02-living-on-the-cloud.yml

我们将复制此行并将其粘贴到终端以设置环境变量 KUBECONFIG （ kubectl 将从中读取值）。
要验证 kubectl
能否连接到您的集群，请运行以下命令：

kubectl get nodes

返回的输出应如下所示：
```
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
10.77.223.210 Ready <none> 8h v1.11.7+IKS
```

在正确配置了命令行后，现在可以开始部署并配置 Spring Boot 应用程序。

部署并运行您之前在集群上创建的镜像：

kubectl run storm-tracker --image=us.icr.io/living-on-the-cloud/storm-tracker

此行告知 Kubernetes 运行 --image argument 所定义的名为 storm-tracker 的镜像。
为了能够从外部 IP 访问您的服务，您需要公开该服务，如下所示：

kubectl expose deployment storm-tracker --port=8080 --target-port=8080 --name=storm-tracker-service --type=NodePort

该代码包含许多项，我将为您分解：
```
expose
deployment
storm-tracker
--port=8080
--targetPort=8080
```

要查找已公开的端口，可以要求 Kubernetes 提供您刚刚创建的 NodePort

的描述：

kubectl describe service storm-tracker-service

这会提供以下输出：

Name:                     storm-tracker-service
Namespace:                default
Labels:                   run=storm-tracker
Annotations:              <none>
Selector:                 run=storm-tracker
Type:                     NodePort
IP:                       XXX.XXX.XXX.XXX
Port:                     <unset>  8080/TCP
TargetPort:               8080/TCP
NodePort:                 <unset>  30299/TCP
Endpoints:                XXX.XXX.XXX.XXX:8080
Session Affinity:         None
External Traffic Policy:  Cluster
Events:                   <none>

在此示例输出中，公开的端口为 30299 。

您还需要获取 Kubernetes 集群的公共 IP：

ibmcloud ks workers --cluster living-on-the-cloud

输出应如下所示：

ID                                                 Public IP         Private IP        Machine Type   State    Status   Zone    Version
kube-hou02-paeb33817993d9417f9ad8cfad7fcf270e-w1   184.172.XXX.XXX   XXX.XXX.XXX.XXX   free           normal   Ready    hou02   1.11.7_1544