云原生架构之Spring Cloud+Kubernetes配置中心方案

一方案概述

利用Kubernetes原生configmap/secret 资源作为配置中心，不用关注服务可用性，即网络问题，同时也不用引入新的组建，造成运维成本。

二 SpringCloudKubernetes 配置中心方案

2.1 方案介绍

2.1.1 spring-cloud-starter-kubernetes-config

spring-cloud-starter-kubernetes-config是spring-cloud-starter-kubernetes下的一个库，作用是将kubernetes的configmap与SpringCloud Config结合起来。spring-boot-actuator/spring-boot-actuator-autoconfigure两个包的引入，使得应用可以进行热更新，当configmap/secret发生变更的时候，可以不重启Pod或进程进行热变更配置。

2.1.2 功能简介

SpringCloud Kubernetes Config 组件主要提供以下几种功能：

实时监控 ConfigMap、Secret 配置变化从而更新服务配置。
定时轮询加载 ConfigMap、Secret 配置从而更新服务配置。

2.2 配置发现过程

本质上配置管理利用了etcd的存储，首先是应用调用 spring-cloud-kubernetes-config 包，其调用了底层java实现的kubernetes-client，通过调用k8s api来实现从etcd中获取configmap和secret资源信息。

2.3 方案特点

优点：
- 使用K8s内置资源，无需考虑引入配置中心服务，不用考虑配置中心服务高可用。
- 云原生架构，配置中心下沉至基础设施层，无需业务代码耦合，减少成本。
不足：
- dev/test 环境也需要上K8s，确保环境一致性。
- 需要将配置资源configmap/secret引入到GitOps流程中。

三实战

新建 bootstrap.yml 配置文件，最终的application.yaml 使用k8s 的configmap/secret资源。

spring:profiles:## 如果 PROFILE 为空，则使用devactive: ${PROFILE:dev}application:name: springboot-configcloud:# 监控k8s configmap/secret api获取配置kubernetes:reload:#自动更新配置的开关设置为打开enabled: true#更新配置信息的模式：polling是主动拉取，event是事件通知mode: polling#主动拉取的间隔时间是500毫秒period: 500#是否监控 Secret 的更改来执行更新monitoring-secrets: trueconfig:namespace: springconfigname: ${spring.application.name}-cm# 模式仅启动configmap获取，启用secret使用enable-apisecrets:enable-api: truenamespace: springconfigname: ${spring.application.name}-secret#labels:#指定 Label 标签名词，根据这个标签筛选 Secret，读取其中配置#secret: enabled#自定义的 Labelmanagement:endpoint:restart:enabled: truehealth:enabled: trueinfo:enabled: true复制代码

在此模拟三种获取配置方式：

ConfigurationPropertiesEnvironment

3.1 Configmap

3.1.1 value方式

// -----------------value configmap-----------------@Value("${config.applicationVersion}")private String applicationVersion;@Value("${config.app.domain}")private String domain;// configmap value@RequestMapping("/value")public String value() {return applicationVersion + "|" + domain;}复制代码

3.1.2 ConfigurationProperties

@Data@ConfigurationProperties(prefix = "config")@Componentpublic class SpringBootConfigProperties {private String applicationVersion;public String getApplicationVersion() {return applicationVersion;}}// -----------------properties configmap-----------------@Autowiredprivate SpringBootConfigProperties springBootConfigProperties;// configmap properties@RequestMapping("/properties")public String propertie() {return springBootConfigProperties.getApplicationVersion();}复制代码

3.1.3 Environment

// -----------------env configmap & secret-----------------@Autowiredprivate Environment environment;// configmap env@RequestMapping("/env")public String env() {return environment.getProperty("config.applicationVersion") + "|" + environment.getProperty("config.app.domain");}复制代码

3.2 Secret

3.2.1 value

// -----------------value secret-----------------@Value("${secret.username}")private String username;@Value("${secret.password}")private String password;// secret value@RequestMapping("/valuesecret")public String values() {return username + "|" + password;}复制代码

3.2.2 ConfigurationProperties

@ConfigurationProperties("secret")@Component@Datapublic class SpringBootConfigPropertiesSecret {private String username;private String password;}// -----------------properties secret-----------------@Autowiredprivate SpringBootConfigPropertiesSecret springBootConfigPropertiesSecret;// secret properties@RequestMapping("/propertiessecret")public String properties() {return springBootConfigPropertiesSecret.getUsername() + "|" + springBootConfigPropertiesSecret.getPassword();}复制代码

3.2.3 Environment

// -----------------env configmap & secret-----------------@Autowiredprivate Environment environment;// secret env@RequestMapping("/envsecret")public String envs() {return environment.getProperty("secret.username") + "|" + environment.getProperty("secret.password");}复制代码

3.3 项目目录结构

3.4 K8s部署文件

3.4.1 Deployment

在此模拟一个简单的springboot web应用，提供web接口，将获取的configmap/secret 内容返回。

apiVersion: apps/v1kind: Deploymentmetadata:namespace: springconfigname: springboot-configlabels:app: springboot-configspec:replicas: 1selector:matchLabels:app: springboot-configtemplate:metadata:labels:app: springboot-configspec:containers:- name: springboot-configimage: ccr.ccs.tencentyun.com/xxxxxxxxxxxxxops-dev/springbootconfig:img_v2imagePullPolicy: IfNotPresent# 在此制定使用那个变量，用于指定配置文件env:- name: PROFILEvalue: prodports:- containerPort: 8080protocol: TCPlivenessProbe:httpGet:port: 8080path: /actuator/healthperiodSeconds: 10initialDelaySeconds: 3terminationGracePeriodSeconds: 10failureThreshold: 5timeoutSeconds: 10readinessProbe:httpGet:port: 8080path: /actuator/healthinitialDelaySeconds: 5periodSeconds: 10failureThreshold: 5timeoutSeconds: 10复制代码

3.4.2 Configmap

创建configmap 资源，内部包含dev/test/prod环境内容，具体使用那个配置，在deployment中 PROFILE 环境变量传入。

kind: ConfigMapapiVersion: v1metadata:name: springboot-config-cmnamespace: springconfigdata:application.yml: |-spring:profiles: devconfig:applicationVersion: dev-0.0.1app:domain: dev.web.app.comapi-domain: devapi.web.app.comauth-callback-api: https://dev.web.app.com/dev/wx/bind-callbackaws-proxy-host: 192.168.9.82aws-proxy-port: 8118cors-allowed-origins: http://local.web.app.com, https://dev.web.app.com---spring:profiles: testconfig:applicationVersion: test-0.0.1app:domain: test.web.app.comapi-domain: testapi.web.app.comauth-callback-api: https://test.web.app.com/dev/wx/bind-callbackaws-proxy-host: 192.168.9.82aws-proxy-port: 8118cors-allowed-origins: http://local.web.app.com, https://test.web.app.com---spring:profiles: prodconfig:applicationVersion: prod-0.0.1app:domain: web.app.comapi-domain: api.web.app.comauth-callback-api: https://web.app.com/dev/wx/bind-callbackaws-proxy-host: 192.168.9.82aws-proxy-port: 8118cors-allowed-origins: http://web.app.com, https://web.app.com复制代码

3.4.3 Secret

secret存储相对敏感的信息（尽管K8s中的secret使用的是 base64加密，后期可以配合vault 配合解决K8s配置安全性问题）

apiVersion: v1kind: Secrettype: Opaquemetadata:name: springboot-config-secretnamespace: springconfiglabels:secret: enableddata:secret.username: YWRtaW4NCg==secret.password: MTIzNDU2复制代码

3.4.4 Service

由于是web应用，提供servie暴露接口。

apiVersion: v1kind: Servicemetadata:name: springbootconfignamespace: springconfiglabels:app: springboot-configspec:ports:- port: 8080protocol: TCPtargetPort: 8080type: ClusterIPselector:app: springboot-config复制代码

3.5 项目源码

项目位置：github.com/redhatxl/cl…

3.6 配置参数

3.6.1 ConfigMap 可配置参数

参数名称	类型	默认值	参数描述
spring.cloud.kubernetes.config.enabled	Boolean	true	是否启动 Config 动态配置
spring.cloud.kubernetes.config.name	String	${spring.application.name}	设置要查找的 ConfigMap 的名称
spring.cloud.kubernetes.config.namespace	String	Client名称空间	设置在哪个 Kubernetes Namespace 查找 ConfigMap 资源
spring.cloud.kubernetes.config.paths	List	null	设置ConfigMap装入实例的路径
spring.cloud.kubernetes.config.enableApi	Boolean	true	ConfigMap通过API 启用或禁用使用实例

3.6.2 Secret 可配置参数

参数名称	类型	默认值	参数描述
spring.cloud.kubernetes.secrets.enabled	Boolean	true	是否启动 Secret 动态配置
spring.cloud.kubernetes.secrets.name	String	${spring.application.name}	设置要查找的 Secret 的名称
spring.cloud.kubernetes.secrets.namespace	String	Client名称空间	设置在哪个 Kubernetes Namespace 查找 Secret 资源
spring.cloud.kubernetes.secrets.labels	Map	null	设置用于查找 Secret 的标签
spring.cloud.kubernetes.secrets.paths	List	null	设置安装 Secret 的路径
spring.cloud.kubernetes.secrets.enableApi	Boolean	false	启用或禁用通过 API 监听 Secret

3.6.3 Reload 可配置参数

参数名称	类型	默认值	参数描述
spring.cloud.kubernetes.reload.enabled	Boolean	false	启动动态配置监控
spring.cloud.kubernetes.reload.monitoring-config-maps	Boolean	true	允许监视 ConfigMap 中的更改
spring.cloud.kubernetes.reload.monitoring-secrets	Boolean	false	允许监控 Secret 的变化
spring.cloud.kubernetes.reload.strategy	Enum	refresh	配置更新策略： – refresh(更新) – restart_context(重启Spring容器) – shutdown(杀死应用使Kubernetes对其重启))
spring.cloud.kubernetes.reload.mode	Enum	event	指定监听策略： – event：配置发生变化就执行更新 – polling：定时检测配置变化从而更新配置
spring.cloud.kubernetes.reload.period	Duration	15s	使用 polling 策略时检测间隔时间