SpringBoot+Docker+K8s：云原生部署全流程详解

最新推荐文章于 2025-07-06 19:42:38 发布

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SpringBoot+Docker+K8s：云原生部署全流程详解

一、引言

在当今数字化时代，云原生技术已经成为企业构建和部署应用的主流方式。Spring Boot 作为 Java 领域中快速开发的利器，结合 Docker 的容器化技术以及 Kubernetes（K8s）的强大编排能力，能够实现高效、可靠的应用部署。本文将详细介绍 Spring Boot 应用从开发到基于 Docker 容器化，再到使用 K8s 进行编排部署的全流程。

二、Spring Boot 应用开发基础

2.1 环境搭建

要开发 Spring Boot 应用，首先需要搭建开发环境。以下是基本的环境要求：

JDK 1.8 及以上版本
Maven 或 Gradle 构建工具
开发 IDE（如 IntelliJ IDEA 或 Eclipse）

2.2 创建 Spring Boot 项目

我们可以使用 Spring Initializr（https://start.spring.io/）快速创建一个 Spring Boot 项目。选择合适的依赖，例如 Web 依赖，然后下载项目压缩包并解压到本地。

2.3 编写简单的 Spring Boot 应用

以下是一个简单的 Spring Boot 控制器示例：

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class HelloController {

    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        return "Hello, Spring Boot!";
    }
}

2.4 运行 Spring Boot 应用

在 IDE 中直接运行主应用类（带有 @SpringBootApplication 注解的类），或者使用 Maven 命令 mvn spring-boot:run 来启动应用。访问 http://localhost:8080/hello，如果看到 “Hello, Spring Boot!” 则说明应用启动成功。

三、Docker 容器化 Spring Boot 应用

3.1 Docker 简介

Docker 是一个用于开发、部署和运行应用程序的开放平台。它使用容器化技术，将应用及其依赖打包成一个独立的容器，实现了应用的隔离和可移植性。

3.2 安装 Docker

根据不同的操作系统，从 Docker 官方网站（https://www.docker.com/get-started）下载并安装 Docker。安装完成后，通过 docker --version 命令验证安装是否成功。

3.3 创建 Dockerfile

在 Spring Boot 项目的根目录下创建一个名为 Dockerfile 的文件，内容如下：

# 使用基础镜像
FROM openjdk:11-jre-slim

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 复制项目的 JAR 文件到容器中
COPY target/*.jar app.jar

# 暴露应用端口
EXPOSE 8080

# 启动应用
CMD ["java", "-jar", "app.jar"]

3.4 构建 Docker 镜像

在项目根目录下，使用以下命令构建 Docker 镜像：

docker build -t spring-boot-app:1.0 .

其中，-t 用于指定镜像的标签，spring-boot-app:1.0 是镜像的名称和版本，. 表示使用当前目录下的 Dockerfile 进行构建。

3.5 运行 Docker 容器

构建完成后，使用以下命令运行 Docker 容器：

docker run -p 8080:8080 spring-boot-app:1.0

-p 用于将容器的 8080 端口映射到主机的 8080 端口。访问 http://localhost:8080/hello，验证应用是否在容器中正常运行。

四、Kubernetes 基础与环境搭建

4.1 Kubernetes 简介

Kubernetes 是一个开源的容器编排平台，用于自动化部署、扩展和管理容器化应用。它提供了强大的功能，如自动伸缩、负载均衡、服务发现等。

4.2 安装 Kubernetes 环境

可以使用 Minikube 在本地搭建一个单节点的 Kubernetes 集群。安装步骤如下：

下载并安装 Minikube：根据不同的操作系统，从 Minikube 官方网站（https://minikube.sigs.k8s.io/docs/start/）下载并安装 Minikube。
启动 Minikube：使用以下命令启动 Minikube：

minikube start

验证安装：使用 kubectl version 命令验证 Kubernetes 客户端和服务器版本是否正常。

五、将 Docker 镜像部署到 Kubernetes 集群

5.1 创建 Deployment

Deployment 是 Kubernetes 中用于管理应用副本的资源对象。创建一个名为 spring-boot-app-deployment.yaml 的文件，内容如下：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: spring-boot-app-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: spring-boot-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: spring-boot-app
    spec:
      containers:
      - name: spring-boot-app
        image: spring-boot-app:1.0
        ports:
        - containerPort: 8080

使用以下命令创建 Deployment：

kubectl apply -f spring-boot-app-deployment.yaml

5.2 创建 Service

Service 用于为 Deployment 提供一个稳定的网络访问入口。创建一个名为 spring-boot-app-service.yaml 的文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: spring-boot-app-service
spec:
  selector:
    app: spring-boot-app
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 8080
  type: LoadBalancer

使用以下命令创建 Service：

kubectl apply -f spring-boot-app-service.yaml

5.3 访问应用

在 Minikube 环境中，使用以下命令获取应用的访问地址：

minikube service spring-boot-app-service

浏览器会自动打开应用的访问页面，验证应用是否在 Kubernetes 集群中正常运行。

六、Kubernetes 高级特性应用

6.1 自动伸缩

Kubernetes 提供了 Horizontal Pod Autoscaler（HPA）来实现应用的自动伸缩。创建一个名为 spring-boot-app-hpa.yaml 的文件，内容如下：

apiVersion: autoscaling/v2beta2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: spring-boot-app-hpa
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: spring-boot-app-deployment
  minReplicas: 3
  maxReplicas: 10
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 50

使用以下命令创建 HPA：

kubectl apply -f spring-boot-app-hpa.yaml

6.2 滚动更新

当需要更新应用版本时，可以使用 Kubernetes 的滚动更新功能。首先，构建一个新的 Docker 镜像，例如 spring-boot-app:2.0，然后更新 Deployment 的镜像版本：

kubectl set image deployment/spring-boot-app-deployment spring-boot-app=spring-boot-app:2.0

Kubernetes 会自动以滚动的方式更新应用的副本，确保应用的高可用性。

七、总结

通过本文的介绍，我们详细了解了 Spring Boot 应用从开发到基于 Docker 容器化，再到使用 K8s 进行编排部署的全流程。云原生技术的应用能够提高应用的开发效率、部署速度和可靠性，为企业的数字化转型提供有力支持。