程序员都知道SpringCloud与Kubernetes可以进行生态融合吗？

Spring Cloud与Kubernetes的生态融合

Spring Cloud和Kubernetes都是微服务运行平台，经常被人们拿来做比较，然而二者所关注的对象和解决的问题还是存在着本质差异的。

本节我们从它们各自的功能特性出发，介绍它们与微服务的关系。

Spring Cloud与Kubernetes各自的优劣势

微服务综合了软件技术、架构风格、组织、流程管理等软件工程的方方面面，而Spring Cloud和Kubernetes平台都从技术的角度解决微服务架构所关注的问题。

微服务架构不仅提供一套可供评估的软件构建原则及架构风格，还提供一个平台或者工具来显著降低应用转型微服务的难度。 下面我们 就 从 微 服 务 关 注 的 这 些 焦 点 出 发 ， 分 别 看 下 Spring Cloud 和Kubernetes的优劣势。

Spring Cloud的优劣势

优势

● Spring平台提供统一的编程模型，Spring Boot快速创建应用的能力可以显著提高开发者的微服务开发效率。

● Spring生态有成熟的、覆盖大多数运行时软件的库可供选择。

它能提供更多的特性、更强的控制，以及更好的语言一致性选项。

● 不同的Spring Cloud库可以很好地整合在一起。例如，Feign客户端可以使用Hystrix作为熔断器，使用Ribbon作为请求负载均衡器。

● 使用Spring Boot和Spring Cloud体系微服务框架，开发者有更强的控制和定制化能力，开发人员可以根据不同业务场景和使用习惯来进行定制化开发，这个决定权掌握在开发者手中。

劣势

● Spring Cloud最主要的缺点是它只针对Java语言。微服务强调技术栈的多样性。Netflix Prana项目实现了SideCar模式，它试图屏蔽开发者接入Netflix基础设施的语言性差异，提供客户端库基于标准的HTTP协议，使那些非JVM语言编写的应用也可以存在于Netflix OSS系统中，但是这种方式显然不够优雅。

● Java开发者需要关注非常多业务功能以外的技术事项。每个微服务都需要运行各种客户端来获得配置恢复、服务发现、负载均衡等功能。除了实现所有的功能性服务，Java开发者还需要投入额外的精力来构建和管理一个通用的微服务平台。

● 在一个完整的微服务项目中，开发者往往需要依赖SpringCloud平台组件，还需要考虑自动化部署、调度、资源管理、进程隔离、自愈、构建流水线等平台功能。而这些能力除了需要第三方软件的支持，还需要有相应的运行时技术保障。

Kubernetes的优劣势

优势

● Kubernetes是语言无关的容器管理平台，能够兼容云原生应用和传统的Web应用。它提供的服务包含配置管理、服务发现、负载均衡、度量收集和日志聚合，而这些平台功能对应用不存在侵入性。这使得组织可以只提供一个平台，供多个使用不同技术栈的应用项目使用。

● 相 比 Spring Cloud 平 台 ， Kubernetes 实 现 了 更 广 阔 的MSA（Micro Service Architect，微服务框架）概念集合。

除了提供运行时服务，Kubernetes也提供环境变量、设置资源限制、RBAC、管理应用生命周期、自动伸缩、自愈等特性。

劣势

● Kubernetes是兼容多种语言的，因此它的服务和原语是通用的，没有针对不同的平台做优化，缺少灵活性。例如，配置是通过环境变量或者挂载文件系统传递给应用的。它没有Spring Cloud配置提供的那样精妙的配置更新能力。

● Kubernetes不是一个针对开发者的平台。它的目的是供具有DevOps思想的IT人员或运维人员使用。因此，应用开发者需要学习很多新的概念，以及新的解决问题的方式思路。不管使用MiniKube来部署一个Kubernetes开发实例多么容易，手工安装一个高可用的Kubernetes集群还是有明显的操作成本的。

● Kubernetes在使用过程中，相比Spring Cloud技术平台，从使用体验上来说，更像一个黑盒。当出现技术问题时，调试和跟踪过程都对开发人员不透明，无法做定制化的绑定或者更改，存在一定的技术壁垒。

从上面两者的优劣势对比来看，两个平台都有各自的优势和对微服务不同的关注点和着力点。Spring Cloud相对容易上手，对开发者友好，但是完全掌握平台需要一定的技术积累和实践，才能游刃有余；而Kubernetes是对DevOps友好的，有着陡峭的学习曲线，同时包含了更广泛的微服务概念。

Spring Cloud与Kubernetes的融合

结合上述对Spring Cloud和Kubernetes的优劣势分析，我们可以融合它们各自的优势，搭建出适合公司的微服务平台。下图的技术栈和构建流程可以作为参考。

使用Spring Boot，可以帮助业务应用快速开发、简化应用的启动和加载。通过Spring Cloud生态，可以为微服务平台提供服务的注册与发现、配置管理、事件驱动框架、消息队列、安全认证管理、容错管理、负载均衡、健康监测等功能。

Kubernetes平台结合DevOps实践方法论，借助第三方的Jenkins、Maven等工具实现自动打包、构建、上传部署交付物到容器仓库，通过Kubernetes的Yaml文件，可以定义部署交付物在容器集群环境下的集群配置。

Spring Cloud Kubernetes项目

Spring Cloud Kubernetes（GitHub开源项目）是Spring Cloud官方提供的一个通用服务接口实现，用来促成Kubernetes原生环境下运行的Spring Cloud或者Spring Boot应用更好地相互集成。

Spring Cloud Kubernetes提供了如下4个核心特性。

● Kubernetes生态意识识别。

● Kubernetes环境下Discovery Client实现服务发现。

● PropertySource使用ConfigMap实现配置加载管理。

● Ribbon在Kubernetes下的发现。

Kubernetes生态意识识别

从开发者的使用角度来看，Spring Boot应用程序启动和调试无须在Kubernetes中部署，因为Spring Cloud Kubernetes项目代码依赖Fabric8 Kubernetes Java客户端，它可以使用HTTP协议与KubernetesServer的Rest API进行通信。

● Kubernetes配置文件自动配置

当应用程序在Kubernetes中作为Pod运行时，名为Kubernetes的Spring配置文件将自动被激活。它可以自定义配置，对Kubernetes平台中部署Spring Boot应用程序按需加载对应的Beans（根据不同的测试、开发、生产配置文件）。

● Istio意识

当应用程序类的路径中包含 spring-cloud-kubernetes-istio模块时，相关模块的配置文件将被添加到应用程序中。然后可以在Beans和@Configuration 类 中 使 用 spring@Profile （ "Istio" ） 注 释 。 这 时Spring应用将包含一个客户端模块（Istio-Client），可以通过这个Istio生态意识模块与Istio提供的API进行交互。

Discovery Client实现服务发现

该项目提供了Kubernetes的Discovery Client的客户端实现。通过此客户端可以按名称查询Kubernetes端点。Kubernetes API服务器通常将服务公开为代表HTTP和HTTPs地址端点的集合，客户端可以从作为 Pod 运 行 的 Spring Boot 应 用 程 序 进 行 访 问 。 Spring Cloud Kubernetes Ribbon项目可以使用此功能来获取服务端点列表。Maven依赖如下：

如 果 需 要 启 用 Discovery Client 的 加 载 ， 请 将@EnableDiscoveryClient添加到相应的配置或应用程序类中。

PropertySource使用ConfigMap实现配置加载管理Kubernetes提供了一个ConfigMap资源，用于以键值对或嵌入式的application.properties或application.yaml文件的形式来外部化要传递给应用程序的参数。在Spring Cloud Kubernetes配置项目中，Kubernetes ConfigMap实例可以在应用中观察到ConfigMap实例中检测到的变化，并装配Beans或Spring上下文。这个组件的功能与SpringCloud Config 配 置 中 心 的 功 能 类 似 ， 只 不 过 配 置 信 息 源 来 自Kubernetes的ConfigMap。

找到的所有匹配的ConfigMap都将按以下方式处理。

● 应用单个配置属性。

● 将名为application.yaml或者application.properties的任何属性的内容都用作属性文件。

假设我们有一个名为demo的Spring Boot应用程序，使用以下属性读取其线程池配置。

可以将其外部化为Yaml格式的配置映射。

Ribbon在Kubernetes下的服务发现Spring Cloud调用微服务的Ribbon组件实现客户端的负载均衡功能，以便自动发现它可以在哪个端点到达给定服务。该机制已在Spring开源项目中实现，Kubernetes客户端可以自动填充RibbonServerList，其中包含有关此类端点的信息。该实现是以下启动器的一部分，可以通过将其依赖项添加到Maven文件来实现该依赖。

填充端点列表后，通过匹配Ribbon Client注解中定义的服务名称，Kubernetes客户端搜索位于当前名称空间或项目中的已注册端点。

spring-cloud-starter-kubernetes-ribbon 模块可以从spring.factories文件中找到自动配置类。

自动配置类 RibbonKubernetesAutoConfiguration的源码如下。

KubernetesRibbonClientConfiguration是使用@RibbonClients注解导入的配置类，也就是通过ImportBeanDefinitionRegistrar注册的，源码如下。

Kubernetes作为容器调度运行平台，保证了微服务的弹性、负载、语言无关、扩缩容等强大的DevOps能力，而Spring Cloud框架提供的开发者经验是面向开发人员友好的微服务平台，两个平台都有各自的强项。在微服务实践过程中，我们需要集成它们各自的优势，最终诉求是满足业务场景、解决复杂问题域、提高开发效能、提升服务的交付效率。

本文给大家讲解的内容是SpringCloud与Kubernetes的生态融合

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