k8s编程operator——(4) kubebuilder & controller-runtime源码分析

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原创 2023-03-03 18:22:08 2.2k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

使用KubeBuilder入门Kubernetes二次开发 Kubernetes 的使用者将通过学习其 APIs 是如何设计和实现的，从而更深入地了解 Kubernetes 。这本书将教读者如何开发自己的 Kubernetes APIs 以及如何设计核心 Kubernetes API 的原理。官方文档链接：引言 - The Kubebuilder BookKubeBuilder 是Go语言实现的一个工具，用于k8s开发的脚手架，通过基础配置可以生成一个代码模板，这个代码模板可以实现创建CRD资源对象。1、下载kubebuilder 2、验证安装是否成功 3.... 阅读详情

文章目录

参考资料：https://book.kubebuilder.io/

k8s编程operator系列：
k8s编程operator——(1) client-go基础部分
 k8s编程operator——(2) client-go中的informer
k8s编程operator——(3) 自定义资源CRD
k8s编程operator——(4) kubebuilder & controller-runtime
k8s编程operator实战之云编码平台——①架构设计
 k8s编程operator实战之云编码平台——②controller初步实现
 k8s编程operator实战之云编码平台——③Code-Server Pod访问实现
 k8s编程operator实战之云编码平台——④web后端实现
 k8s编程operator实战之云编码平台——⑤项目完成、部署

1、KubeBuilder使用

1.1 下载

需要的条件：

go version：v1.19+
docker version：version 17.03+
kubectl version：version v1.11.3+
k8s cluster：v1.11.3+

安装kubebuilder：

# download kubebuilder and install locally.
curl -L -o kubebuilder https://go.kubebuilder.io/dl/latest/$(go env GOOS)/$(go env GOARCH)
chmod +x kubebuilder && mv kubebuilder /usr/local/bin/

1.2 使用

1、创建工程

# 创建一个文件夹
mkdir kubebuilder-demo
cd kubuilder-demo

# 初始化工程
kubebuilder init

# 或者使用下面命令来指定domain，如果不指定，默认的domain就是my.domain
kubebuilder init --domain <domain>

使用kubebuilder init命令初始化后，kubebuilder会为我们生成一套工程模板，并下载依赖，kubebuilder生成的模板中的代码是依赖于controller-runtime来实现的。初始化，后它会提示我们来创建一个api：

在这里插入图片描述

我们首先看使用kubebuilder为我们生成了哪些文件：

config文件夹：里面是一系列的yaml文件

Dockerfile：构建该程序Docker镜像的Dockerfile

Makefile：在Makefile中有很多有用的命令，比如生成我们的CRD的yaml文件；生成RBAC文件；生成DeepCopy等方法实现；构建项目；构建Docker镜像；安装CRD到我们的集群中；从集群中卸载CRD；部署我们的controller到集群中等。

在这里插入图片描述

使用make help可以查看Makefile给我们提供了哪些命令：
在这里插入图片描述

2、创建api

# 创建api，需要指定 GVK
kubebuilder create api --group test.com --version v1 --kind Foo

使用kubebuilder create api命令，会提示我们是否创建Resource以及Controller，最后提示我们下个步骤是make manifests

在这里插入图片描述

然后我们来查看一下，这个步骤生成了哪些文件：

如下图，create api命令生成了我们的工程代码文件。

api目录：这个目录中是我们的自定义资源的go类型以及类型注册
bin目录：bin目录下是kubebuilder使用的用于生成自定义资源的go类型以及CRD、RBAC等yaml文件的程序
crd目录：CRD的yaml文件
sample目录：创建自定义资源(CR)的yaml文件
controllers目录：我们要实现的controller
main.go：main文件

在这里插入图片描述

使用kubebuilder -h命令可以查看kubebuilder的使用帮助信息：

kubebuilder使用插件的形式来生成我们的工程模板，有多种插件，默认使用的是go.kubebuilder.io/v3，在使用时使用默认的即可。

在这里插入图片描述

下图为bukebuilder中的源码，可以看到其使用了插件的设计。

在这里插入图片描述

在插件中定义了我们的工程代码的模板，然后根据我们使用kubebuilder时的参数选项对模板进行渲染来生成我们的工程文件。

在这里插入图片描述

在我们工程的bin目录下有一个controller-gen的可执行文件，kubebuilder用它来生成我们的工具代码以及kubernetes的yaml文件。

3.修改types文件中的字段

接下来我们就可以修改types.go文件中的自定义资源的go类型来添加我们需要的字段。

比如我们可以给FooSpec添加下面三个字段。

在这里插入图片描述

在修改完types文件后，需要执行make manifests命令来生成CRD的yaml文件

# 重新生成CRD
make manifests

执行命令后，在crd/base文件夹下根据我们的Type生成了CRD的yaml文件：

在这里插入图片描述

4、安装CRD

使用下面的命令来安装CRD到我们的集群中

make install

但是在执行这一步的时候可能会报错：
在这里插入图片描述

执行这个命令需要使用kustomize，我们可以先把它下载到bin目录在执行这个命令

# 下载kustomize
make kustomize

如果下载不下来，那么你需要一个科学上网。

如果没有报错，可以不下载。下载下来之后，重新执行make install。

但是如果实在下不下来，那么可以自己来安装CRD：

kubectl apply -f ./config/crd/bases/test.com.my.domain_foos.yaml

安装完成后，使用kubectl来查看：

kubectl get crd

在这里插入图片描述

5、启动我们的程序

在启动程序前，修改一下我们的controller：

在foo_controller.go中有一个Reconcile方法，我们的主要逻辑就在这里实现，在这就简单打印一下：

func (r *FooReconciler) Reconcile(ctx context.Context, req ctrl.Request) (ctrl.Result, error) {
	log := log.FromContext(ctx)

	// TODO(user): your logic here
	obj := testcomv1.Foo{}
	err := r.Client.Get(context.Background(), req.NamespacedName, &obj)
	if err != nil {
		log.Error(err, "get foo")
		return ctrl.Result{Requeue: true, RequeueAfter: time.Second * 10}, err
	}
	fmt.Println("foo name:", obj.Name)

	return ctrl.Result{}, nil
}

然后，使用下面命令来启动程序

make run

如下图所示，程序已经启动起来，但是由于我们的自定义资源中还没有对象，因此没有收到信息：

在这里插入图片描述

6、创建自定义资源对象

使用下面的命令来创建自定义资源对象：

[root@master kubebuilder-demo]# kubectl create -f config/samples/
foo.test.com.my.domain/foo-sample created

在创建自定义资源对象后，我们的程序就收到了信息：

在这里插入图片描述

到此，一个简单的kubebuilder使用就介绍完了，使用kubebuilder可以生成我们的controller的工程模板代码，这些代码依赖controller-runtime这个库，在后面将会介绍。同时还会生成一系列工具，使用工具可以生成Docker镜像、CRD的yaml文件、RBAC的yaml文件等。