云计算

Go 程序部署的演进之路

Go 程序部署的演进之路

宿主机运行

先给出一个最简单的 go web 程序:

  • 监听 8888 端口
  • 访问 localhost:8888,执行 index 回调函数,返回 hello world
// filename: main.go
package main

import (
    "fmt"
    "net/http"
)

func main() {
    http.HandleFunc("/", index)
    http.ListenAndServe(":8888", nil)
}

func index(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    fmt.Fprintf(w, "<h1>Hello World</h1>")
}

最开始的部署也很简单,将该程序编译成二进制程序,丢到服务器上运行即可。

CGO_ENABLED=0 GOOS=linux GOARCH=amd64 go build -o go-app main.go
nohup ./go-app &> go-app.log &

由于程序运行在宿主机上,因此可直接通过 localhost 访问。

image-20210720104741924

docker 容器中运行

随着近几年容器化技术的发展,我们的服务渐渐都开始容器化。

Dockerfile 构建 docker 镜像

FROM golang:alpine
RUN mkdir /app
COPY . /app
WORKDIR /app
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux GOARCH=amd64 go build -o go-app main.go
EXPOSE 8888
CMD ["/app/go-app"]
docker build -t "gocloudcoder/kube-go-app:v1" .

运行 映射端口 8888

  • 程序运行在容器内,无法直接通过 localhost 访问
  • 通过 -p 选项将容器内的 8888 端口服务 映射在宿主机的 8888 端口
  • 通过 localhost 访问
docker run --rm -p 8888:8888 gocloudcoder/kube-go-app:v1

image-20210720104741924

docker-compose 部署

我们知道,项目不可能只有后端,需要数据库,后端,前端共同组成一个项目。

这里为了方便,我们只演示后端与前端。

当然,可以把所有的服务都放在一个容器里面,但这并不推荐,一般一个容器我们只运行一个服务。

这将带来一个问题,多个容器之间怎么共享服务:

比如,我们的 golang 后端服务在端口 8888,在我们的前端中需要调用后端接口,但是两者不运行在同一个容器中,无法直接通过 localhost 调用。

当然,docker 提供了可以调用的方式,但是这无疑增加了我们部署的难度。

那么 docker-compose 给我们提供了一个新的方式。

首先我们创建一个 nginx 镜像。

nginx 配置文件如下:

  • 将 kube-go-app:8888 端口转发到 Backend
  • 将 go 后端服务通过 nginx 转发
  • 监听 8080,用于前端页面
upstream Backend {
    # hello is the internal DNS name used by the backend Service inside Kubernetes
    server kube-go-app:8888;
}

server {
    listen 8888;
    location / {
        # The following statement will proxy traffic to the upstream named Backend
        proxy_pass http://Backend;
    }
}

server {
     listen 8080;
     location / {
            root /usr/share/nginx/html;
     }
}

创建 nginx 镜像:

FROM nginx:alpine
COPY conf /etc/nginx/conf.d/default.conf
WORKDIR /usr/share/nginx/html
COPY . .
docker build -t "gocloudcoder/kube-nginx:v1" .

docker-compose 配置文件:

version: "2.0"
services:
  kube-go-app:
    image: "gocloudcoder/kube-go-app:v1"
    container_name: kube-go-app
    restart: always
    ports:
      - '8888:8888'
  kube-go-web:
    image: "gocloudcoder/kube-nginx:v1"
    container_name: kube-nginx
    restart: always
    ports:
      - '8080:8080'
    depends_on:
      - kube-go-app

启动服务:

docker-compose up

浏览器访问:

nginx 服务启动正常

image-20210720115623629

go 后端服务正常:

image-20210720104741924

k8s 部署

我们慢慢的并不能满足于此,因为现在都是集群化呀,docker-compose 只能用于单机版,出事故了服务没办法快速回复。

现在 k8s 就是云计算时代的操作系统,是王者般的存在!

如果你想了解 k8s 的详细内容,请查阅官网:https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/overview/what-is-kubernetes/

它有以下优点:

  • 服务发现和负载均衡

    Kubernetes 可以使用 DNS 名称或自己的 IP 地址公开容器,如果进入容器的流量很大, Kubernetes 可以负载均衡并分配网络流量,从而使部署稳定。

  • 存储编排

    Kubernetes 允许你自动挂载你选择的存储系统,例如本地存储、公共云提供商等。

  • 自动部署和回滚

    你可以使用 Kubernetes 描述已部署容器的所需状态,它可以以受控的速率将实际状态 更改为期望状态。例如,你可以自动化 Kubernetes 来为你的部署创建新容器, 删除现有容器并将它们的所有资源用于新容器。

  • 自动完成装箱计算

    Kubernetes 允许你指定每个容器所需 CPU 和内存(RAM)。 当容器指定了资源请求时,Kubernetes 可以做出更好的决策来管理容器的资源。

  • 自我修复

    Kubernetes 重新启动失败的容器、替换容器、杀死不响应用户定义的 运行状况检查的容器,并且在准备好服务之前不将其通告给客户端。

  • 密钥与配置管理

    Kubernetes 允许你存储和管理敏感信息,例如密码、OAuth 令牌和 ssh 密钥。 你可以在不重建容器镜像的情况下部署和更新密钥和应用程序配置,也无需在堆栈配置中暴露密钥

我们的 程序的部署终极方式便是采用 k8s 部署。

由于部署 k8s 集群非常的麻烦,有兴趣的朋友可以查阅官网。这里我们只是演示如何使用 k8s 部署我们的程序。

使用部署对象(Deployment)创建后端

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: backend
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: kube-go-app
      tier: backend
      track: stable
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: kube-go-app
        tier: backend
        track: stable
    spec:
      containers:
        - name: kube-go-app
          image: "gocloudcoder/kube-go-app:v1"
          ports:
            - name: http
              containerPort: 8888

创建 kube-go-app Service 对象

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: kube-go-app
spec:
  selector:
    app: kube-go-app
    tier: backend
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 8888
    targetPort: http

使用部署对象(Deployment)创建前端应用

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: frontend
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: kube-go-app
      tier: frontend
      track: stable
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: kube-go-app
        tier: frontend
        track: stable
    spec:
      containers:
        - name: kube-nginx
          image: "gocloudcoder/kube-nginx:v1"
          lifecycle:
            preStop:
              exec:
                command: ["/usr/sbin/nginx","-s","quit"]

创建前端 Service 对象

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: frontend
spec:
  selector:
    app: kube-go-app
    tier: frontend
  ports:
  - protocol: "TCP"
    name: "kube-go-app"
    port: 8888
    targetPort: 8888
  - protocol: "TCP"
    name: "frontend"
    port: 8080
    targetPort: 8080
  type: LoadBalancer
kubectl apply -f go-app-deployment.yaml
kubectl apply -f go-app-service.yaml
kubectl apply -f nginx-deployment.yaml
kubectl apply -f nginx-service.yaml

浏览器访问:

nginx 服务启动正常

image-20210720115623629

go 后端服务正常:

image-20210720104741924

至此我们部署的方式从本地,docker,docker-compose,到终极解决方案 k8s,已经全部完成。

相关代码也已经托管到 github 上:

https://github.com/jaronnie/gopher-road/tree/main/docker-to-k8s/k8s/example/deploy-with-go

当然上述仍然不是一个完整的项目流程,没有加入数据库服务,但是包含了大致的流程。

如果你想完整体验一个项目使用 docker-compose 和 k8s 部署的话:

访问:https://github.com/jaronnie/music-player

参考链接

k8s系列第一篇之k8s组件说明

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