SpringBoot+Docker+K8s云原生部署全流程(从零到发布)

目录

• 从零到发布：SpringBoot + docker + K8s 云原生部署全流程
• 一、前言
• 二、环境准备
• 2.1 开发环境搭建
• 2.2 Docker 环境安装
• 2.3 Kubernetes 环境搭建
• 三、Spring Boot 项目开发
• 3.1 创建 Spring Boot 项目
• 3.2 编写简单的 RESTful API
• 3.3 项目打包
• 四、Docker 镜像构建与管理
• 4.1 编写 Dockerfile
• 4.2 构建 Docker 镜像
• 4.3 运行 Docker 容器进行测试
• 4.4 推送 Docker 镜像到镜像仓库
• 五、Kubernetes 部署应用
• 5.1 创建 Deployment
• 5.2 创建 Service
• 5.3 查看部署状态
• 5.4 访问应用
• 六、持续集成与持续部署（CI/CD）
• 6.1 选择 CI/CD 工具
• 6.2 配置 github Actions
• 6.3 触发 CI/CD 流程
• 七、总结

从零到发布：SpringBoot + Docker + K8s 云原生部署全流程

一、前言

在当今的软件开发领域，云原生技术已经成为主流趋势。Spring Boot 以其快速开发和便捷配置的特性，成为 Java 开发者构建 Web 应用的首选框架；Docker 为应用提供了轻量级的容器化解决方案，实现了应用的隔离和可移植性；Kubernetes（K8s）则是容器编排的事实标准，能够高效地管理和调度容器化应用。本文将详细介绍如何将一个 Spring Boot 应用从开发到通过 Docker 打包，最终使用 K8s 进行云原生部署的全流程。

二、环境准备

2.1 开发环境搭建

1. Java 开发环境
   • 确保系统安装了 JDK 8 或更高版本。可以从 oracle 官网或 OpenJDK 官网下载对应系统的安装包进行安装。安装完成后，配置 JAVA_HOME、PATH 等环境变量。例如，在 linux 系统中，可以编辑 /etc/profile 文件添加如下内容：

export JAVA_HOME=/path/to/your/jdk
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH

- 验证 Java 安装是否成功，在终端执行 `java -version` 命令，若输出 Java 版本信息，则说明安装成功。

2. Maven 或 Gradle 构建工具
   • Maven：从 Maven 官网下载二进制包，解压到指定目录。配置 MAVEN_HOME 和 PATH 环境变量，同样在 /etc/profile 文件中添加：

export MAVEN_HOME=/path/to/your/maven
export PATH=$MAVEN_HOME/bin:$PATH

- 验证 Maven 安装，执行 `mvn -v` 命令，若输出 Maven 版本信息则安装成功。
- **Gradle**：也可以选择 Gradle 作为构建工具，从 Gradle 官网下载安装包，按照官方文档进行安装和配置。

2.2 Docker 环境安装

1. Linux 系统
   • 对于 Ubuntu 系统，可以使用以下命令安装 Docker：

sudo apt-get update
sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl gnupg-agent software-properties-common
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu$(lsb_release -cs) stable"
sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

- 安装完成后，使用 `sudo docker run hello-world` 命令验证 Docker 是否安装成功。

2. Windows 系统
   • 从 Docker 官网下载 Docker Desktop for Windows 安装包，运行安装程序，按照提示完成安装。安装完成后，启动 Docker Desktop，在命令提示符或 PowerShell 中执行 docker run hello-world 进行验证。

2.3www.devze.com Kubernetes 环境搭建

1. 本地开发环境 - Minikube
   • Minikube 是一个在本地快速搭建单节点 K8s 集群的工具。从 Minikube 官网下载对应系统的二进制文件，添加到系统 PATH 中。
   • 启动 Minikube，执行以下命令：

minikube start

- 配置 `kubectl` 与 Minikube 集群交互：

kubectl config use-context minikube

2. 云环境 - 以阿里云 ACK 为例
   • 登录阿里云控制台，进入容器服务 ACK 页面，创建一个 K8s 集群。按照向导完成集群的配置，包括节点数量、节点规格等。
   • 下载并配置 kubectl，通过阿里云提供的凭证信息连接到创建的集群。

三、Spring Boot 项目开发

3.1 创建 Spring Boot 项目

1. 使用 Spring Initializr
   • 访问 Spring Initializr 网站（https://start.spring.io/），选择项目的元数据，如项目类型（Maven Project 或 Gradle Project）、Java 版本、Spring Boot 版本等。
   • 添加所需的依赖，例如 Spring Web 用于构建 Web 应用。点击 Generate 按钮下载项目压缩包，解压到本地开发环境。
2. 使用 IDE 创建项目
   • 在 IntelliJ IDEA 中，选择 File -> New -> Project，在左侧选择 Spring Initializr，按照向导完成项目创建。

3.2 编写简单的 RESTful API

1. 创建 Controller 类
   • 在 src/main/java 目录下创建一个 Controller 类，示例代码如下：

package com.example.demo.controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframewandroidork.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class HelloController {
    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        return "Hello, Spring Boot!";
    }
}

2. 运行项目进行测试
   • 在 IDE 中运行 Spring Boot 应用的主类（通常是带有 @SpringBootApplication 注解的类）。
   • 打开浏览器或使用工具（如 Postman）访问 http://localhost:8080/hello，若看到返回 Hello, Spring Boot!，则说明 API 编写成功。

3.3 项目打包

1. Maven 打包
   • 在项目根目录下执行以下命令进行打包：

mvn clean package

- 打包完成后，在 `target` 目录下会生成一个 `.jar` 文件。

2. Gradle 打包
   • 若使用 Gradle，执行以下命令：

gradle build

- 生成的 `.jar` 文件位于 `build/libs` 目录下。

四、Docker 镜像构建与管理

4.1 编写 Dockerfile

在项目根目录下创建一个名为 Dockerfile 的文件，内容如下：

# 基础镜像
FROM openjdk:11-jre-slim
# 设置工作目录
WORKDIR /app
# 将打包好的 Spring Boot 应用复制到容器中
COPY target/demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar app.jar
# 暴露应用端口
EXPOSE 8080
# 启动应用
CMD ["java", "-jar", "app.jar"]

4.2 构建 Docker 镜像

在项目根目录下，执行以下命令构建 Docker 镜像：

docker build -t springboot-demo:1.0 .

其中，springboot-demo:1.0 是镜像的名称和版本号，. 表示使用当前目录下的 Dockerfile 进行构建。

4.3 运行 Docker 容器进行测试

构建完成后，使用以下命令运行 Docker 容器：

docker run -p 8080:8080 springboot-demo:1.0

-p 8080:8080 表示将容器的 8080 端口映射到宿主机的 8080 端口。访问 http://localhost:8080/hello，若能看到之前编写的 API 返回结果，则说明容器运行正常。

4.4 推送 Docker 镜像到镜像仓库

1. 注册镜像仓库账号
   • 可以选择公共的镜像仓库，如 Docker Hub，也可以使用云服务商提供的私有镜像仓库，如阿里云容器镜像服务。注册并登录相应的镜像仓库。
2. 登录镜像仓库
   • 以 Docker Hub 为例，在终端执行以下命令登录：

docker login

输入用户名和密码完成登录。

3. 标记镜像

- 为了将镜像推送到指定的镜像仓库，需要给镜像添加合适的标签：

docker tag springboot-demo:1.0 your-dockerhub-username/springboot-demo:1.0

4. 推送镜像
   • 执行以下命令将镜像推送到 Docker Hub：

docker push your-dockerhub-username/springboot-demo:1.0

五、Kubernetes 部署应用

5.1 创建 Deployment

在项目根目录下创建一个名为 deployment.yaml 的文件，内容如下：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: springboot-demo-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: springboot-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: springboot-demo
    spec:
      containers:
      - name: springboot-demo
        image: your-dockerhub-username/springboot-demo:1.0
        ports:
        - containerPort: 8080

执行以下命令创建 Deployment：

kubectl apply -f deployment.yaml

replicas: 3 表示创建 3 个副本，确保应用的高可用性。

5.2 创建 Service

创建一个名为 service.yaml 的文件，内容如下：

apiVersion: vphp1
kind: Service
metadata:
  name: springboot-demo-service
spec:
  selector:
    app: springboot-demo
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 8080
  type: LoadBalancer

执行以下命令创建 Service：

kubectl apply -f service.yaml

type: LoadBalancer 表示创建一个负载均衡器，将外部流量分发到后端的 Pod 上。

5.3 查看部署状态

使用以下命令查看 Deployment 和 Service 的状态：

kubectl get deployments
kubectl get services

确保 Deployment 的 READY 状态为 3/3，Service 分配到了外部 IP 地址。

5.4 访问应用

如果使用 Minikube，可以执行以下命令获取应用的访问地址：

minikube service springboot-demo-service

如果是云环境，使用 Service 分配的外部 IP 地址访问 http://<external-ip>/hello，若能看到 API 返回结果，则说明应用部署成功。

六、持续集成与持续部署（CI/CD）

6.1 选择 CI/CD 工具

可以选择 Jenkins、GitLab CI/CD、GitHub Actions 等工具实现 CI/CD 流程。这里以 GitHub Actions 为例进行介绍。

6.2 配置 GitHub Actions

1. 在项目根目录下创建 .github/workflows 目录。
2. 在该目录下创建一个名为 ci-cd.yml 的文件，内容如下：

name: Spring Boot CI/CD
on:
  push:
    branches:
      - main
jobs:
  build-and-deploy:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
      - name: Checkout code
        uses: actions/checkout@v2
      - name: Set up Java
        uses: actions/setup-java@v1
        with:
          java-version: 11
      - name: Build with Maven
        run: mvn clean package
      - name: Set up Docker Buildx
        uses: docker/setup-buildx-action@v1
      - name: Login to Docker Hub
        uses: docker/login-action@v1
        with:
          username:${{ secrets.DOCKERHUB_USERNAME }}
          password:${{javascript secrets.DOCKERHUB_PASSWORD }}
      - name: Build and push Docker image
        uses: docker/build-push-action@v2
        with:
          context: .
          push: true
          tags: your-dockerhub-username/springboot-demo:latest
      - name: Set up kubectl
        uses: azure/setup-kubectl@v1
      - name: Deploy to Kubernetes
        run: |
          kubectl config set-cluster my-cluster --server=${{ secrets.K8S_SERVER }}
          kubectl config set-credentials my-user --token=${{ secrets.K8S_TOKEN }}
          kubectl config set-context my-context --cluster=my-cluster --user=my-user
          kubectl config use-context my-context
          kubectl apply -f deployment.yaml
          kubectl apply -f service.yaml

3. 在 GitHub 项目的设置中添加 DOCKERHUB_USERNAME、DOCKERHUB_PASSWORD、K8S_SERVER、K8S_TOKEN 等 Secrets，确保敏感信息的安全。

6.3 触发 CI/CD 流程

每次向 main 分支推送代码时，GitHub Actions 会自动触发 CI/CD 流程，完成代码构建、镜像打包、推送和 K8s 部署等操作。

七、总结

通过以上步骤，我们完成了从 Spring Boot 项目开发到 Docker 镜像构建，再到使用 K8s 进行云原生部署的全流程。并且通过 CI/CD 工具实现了代码的自动化部署，提高了开发和部署效率。在实际项目中，可以根据需求对各个环节进行优化和扩展，确保应用的高可用性、可扩展性和安全性。

到此这篇关于SpringBoot+Docker+K8s云原生部署全流程(从零到发布)的文章就介绍到这了,更多相关SpringBoot+Docker+K8s云原生部署内容请搜索编程客栈(www.devze.com)以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大js家以后多多支持编程客栈(www.devze.com)！