容器創(chuàng)建或者應(yīng)用部署配置繁雜且存在變數(shù)，為了保證系統(tǒng)靈活性和復(fù)用性，本文重點(diǎn)講述如何以模板引擎為核心，構(gòu)建統(tǒng)一的容器部署框架。

在大家使用容器的過(guò)程中，都會(huì)有一種經(jīng)歷，容器配置項(xiàng)眾多大概有四五十項(xiàng)，且需要一定技術(shù)背景才能理解。部署過(guò)程中，用戶常常會(huì)因?yàn)閷?duì)于配置參數(shù)缺乏理解，導(dǎo)致容器啟動(dòng)，應(yīng)用部署或者升級(jí)時(shí)遇到各種各樣的問(wèn)題。用戶如何加快對(duì)不同參數(shù)的理解并且能夠根據(jù)不同的應(yīng)用類(lèi)型和場(chǎng)景，做相應(yīng)擴(kuò)展，本文將重點(diǎn)要探討和解決這些問(wèn)題。

容器創(chuàng)建或者應(yīng)用部署配置繁雜且存在變數(shù)，為了保證系統(tǒng)靈活性和復(fù)用性，決定以模板引擎為核心，構(gòu)建統(tǒng)一的容器部署框架。本文重點(diǎn)講述如何構(gòu)建模板引擎以及以模板引擎為核心構(gòu)建容器部署框架的運(yùn)行原理。模板引擎中，符合一定格式規(guī)范的文件是基礎(chǔ)，對(duì)于可能有變化或者根據(jù)部署流程需要變化的位置，使用參數(shù)標(biāo)識(shí)站位。模板文件結(jié)尾追加參數(shù)標(biāo)識(shí)的定義，用來(lái)執(zhí)行參數(shù)標(biāo)識(shí)語(yǔ)義轉(zhuǎn)化。模板或者參數(shù)標(biāo)識(shí)的具體內(nèi)容，可以通過(guò)特定配置文件讀取或者接收客戶端請(qǐng)求參數(shù)。

模板引擎

模板引擎由模板定義，模板解析，模板轉(zhuǎn)換，模板執(zhí)行四個(gè)模塊組成。模板定義依賴(lài)于容器集群的管理框架，是非可執(zhí)行的文件。模板解析器負(fù)責(zé)把模板一分為二：一部分形成非可執(zhí)行的部署模板；一部分形成部署模板中參數(shù)的定義說(shuō)明，參數(shù)定義說(shuō)明通過(guò)唯一的站位標(biāo)識(shí)符與部署模板中的站位標(biāo)識(shí)符一一對(duì)應(yīng)。模板轉(zhuǎn)換器接受參數(shù)值，結(jié)合解析器中生成的部署模板，參數(shù)值標(biāo)識(shí)與模板中占位標(biāo)識(shí)關(guān)聯(lián)，參數(shù)值通過(guò)占位標(biāo)識(shí)替換，生成可執(zhí)行文件。模板執(zhí)行器負(fù)責(zé)根據(jù)模板創(chuàng)建對(duì)象，一般有調(diào)度框架或者容器引擎承擔(dān)。

模板引擎的執(zhí)行原理如圖1所示：

圖1 模板引擎的執(zhí)行原理

模板定義

模板定義包括兩類(lèi)信息：部署模板；參數(shù)標(biāo)識(shí)。

以kubernetes的部署模板為例，部署模板涉及到4種不同類(lèi)型定義，分別是：資源、版本、信息說(shuō)明、數(shù)據(jù)配置。

1.資源：表示kubernetes中定義的對(duì)象類(lèi)型。

2.版本：表示對(duì)象的版本

3.信息說(shuō)明：包括對(duì)象名稱(chēng)，標(biāo)簽，注釋等，為對(duì)象查找或者調(diào)度提供索引。

4.數(shù)據(jù)配置：負(fù)責(zé)定義容器處于運(yùn)行態(tài)遵循的標(biāo)準(zhǔn)，包括端口、環(huán)境變量、資源、調(diào)度、健康檢查等。

參數(shù)標(biāo)識(shí)由6個(gè)屬性組成，分別是parameters、name、description、displayname、value、type。

1.parameters：參數(shù)定義起始標(biāo)志

2.description：參數(shù)的提示信息

3.displayname：具體語(yǔ)義信息

4.name：與引用參數(shù)名稱(chēng)對(duì)應(yīng)，表示描述信息為對(duì)應(yīng)的引用參數(shù)

5.value：參數(shù)默認(rèn)值

6.type：代表不同的樣式，客戶端根據(jù)type類(lèi)型，呈現(xiàn)具體樣式

以kubernetes中的namespace對(duì)象為例，模板的完整定義如下代碼所示：

由上述代碼中，包含兩部分內(nèi)容：部署模板，參數(shù)說(shuō)明。

部署模板如下代碼塊所示：

部署模板定義對(duì)象創(chuàng)建的所有內(nèi)容，模板中字段含義描述如下：

1.apiVersion：通用選項(xiàng)，定義版本信息

2.Kind：定義對(duì)象類(lèi)型，區(qū)別不同的對(duì)象

3.Metadata：定義部署時(shí)指定的參數(shù)鍵值對(duì)

4${}:表示參數(shù)的引用值，即可替代參數(shù)

參數(shù)標(biāo)識(shí)，定義了客戶端動(dòng)態(tài)獲取參數(shù)后的展現(xiàn)形態(tài)，下面代碼示例參數(shù)標(biāo)識(shí)定義：

參數(shù)標(biāo)識(shí)定義統(tǒng)一的格式。通過(guò)語(yǔ)義轉(zhuǎn)化，把繁雜的配置轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩粢子诶斫獾姆绞��？蛻舳俗x取到Parameters標(biāo)識(shí)，通過(guò)模板解析器抽象可輸入?yún)��?shù)，展示需要的Form表單，提供用戶輸入的功能。

模板定義由對(duì)Kubernetes或者Docker熟悉的專(zhuān)業(yè)人員編寫(xiě)�？梢愿鶕�(jù)具體的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，進(jìn)行實(shí)時(shí)和動(dòng)態(tài)調(diào)整，保證部署的靈活性和擴(kuò)展性。同時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)不同的對(duì)象，提供基礎(chǔ)模板。用戶在具備一定知識(shí)背景的基礎(chǔ)上同樣可以進(jìn)行模板制作和維護(hù)。

模板解析器

通過(guò)輸入輸出流獲取模板中參數(shù)標(biāo)識(shí)，進(jìn)行語(yǔ)義轉(zhuǎn)化，得到易于理解的配置參數(shù)。模板解析器的工作原理如下圖2所示：

圖2 模板解析器的工作原理

客戶端發(fā)起創(chuàng)建對(duì)象請(qǐng)求，服務(wù)端收到請(qǐng)求以后，會(huì)根據(jù)請(qǐng)求的對(duì)象類(lèi)型自關(guān)聯(lián)基礎(chǔ)模板。通過(guò)文件流的方式，讀取基礎(chǔ)模板，讀取過(guò)程中以Parameters標(biāo)志為起始點(diǎn)，獲取參數(shù)描述信息。解析完成，參數(shù)以Json串的方式返回客戶端，客戶端根據(jù)Json串，動(dòng)態(tài)生成需要用戶填寫(xiě)的表單，用戶根據(jù)表單內(nèi)容完成參數(shù)輸入操作。

模板解析器重點(diǎn)解析模板定義中的參數(shù)標(biāo)識(shí)。通過(guò)語(yǔ)義轉(zhuǎn)化，信息提示，形成易辨識(shí)的輸入項(xiàng)。對(duì)用戶而言，解析完成以后能夠屏蔽繁雜的技術(shù)指標(biāo)，用戶的關(guān)心點(diǎn)由技術(shù)轉(zhuǎn)變到業(yè)務(wù)配置。最大程度降低使用成本，增加易用性。

模板轉(zhuǎn)化器

模板轉(zhuǎn)化器是模板引擎的核心，重點(diǎn)解決三個(gè)問(wèn)題：獲取部署模板，參數(shù)與值轉(zhuǎn)換，構(gòu)建可執(zhí)行文件�？蛻舳税涯０褰馕銎髦袇�數(shù)賦予真實(shí)值，傳遞到服務(wù)端，服務(wù)端讀取模版內(nèi)容，遇到參數(shù)的標(biāo)志位結(jié)束，把讀取的內(nèi)容通過(guò)文件流寫(xiě)到新文件，生成部署文件，接著用參數(shù)值對(duì)部署文件中的參數(shù)做關(guān)聯(lián)替換，生成最終的可執(zhí)行文件。模板轉(zhuǎn)化器的工作原理如圖3所示：

圖3 模板轉(zhuǎn)化器的工作原理

獲取部署模板：由模板定義可知，模板中包含兩部分內(nèi)容：部署模板和參數(shù)標(biāo)識(shí)。模板轉(zhuǎn)化器首先需要部署模板，通過(guò)文件流的方式讀取模板定義中的部署模板，讀取過(guò)程中以parameters標(biāo)識(shí)符分割，獲取部署模板。

參數(shù)值轉(zhuǎn)化：核心是解決參數(shù)與占位符關(guān)聯(lián)和賦值問(wèn)題。模板轉(zhuǎn)換器通過(guò)模板參數(shù)定義的name屬性key關(guān)聯(lián)，模板轉(zhuǎn)化器拿到參數(shù)值以后，獲取參數(shù)值對(duì)應(yīng)的key（key在部署模板唯一），并且根據(jù)key，替換部署模板中占位標(biāo)識(shí)，完成參數(shù)替換。

構(gòu)建可執(zhí)行文件：通過(guò)文件流的方式，把前兩部轉(zhuǎn)化的字符流輸出到文件，構(gòu)建出可執(zhí)行文件。

模板轉(zhuǎn)換器執(zhí)行以后，生成的可執(zhí)行文件如下所示：

模板執(zhí)行器

模板執(zhí)行器接收可執(zhí)行的部署文件，對(duì)于文件中定義的部署類(lèi)型進(jìn)行解析，拆分成若干個(gè)可執(zhí)行任務(wù)。容器引擎根據(jù)收到的任務(wù)執(zhí)行操作，最終協(xié)同完成部署工作。模板執(zhí)行器往往依賴(lài)于容器調(diào)度和執(zhí)行引擎。以Kubernetes容器編排框架為例，模板轉(zhuǎn)化器生成的可執(zhí)行文件，以字符流的方式傳輸?shù)終ubernetes的Server端，Kubernetes根據(jù)傳入文件，自動(dòng)解析文件內(nèi)容，并且做出相關(guān)操作。對(duì)于模板引擎而言，無(wú)論是Kubernetes還是Swarmkit都能夠得到友好的支持。模板執(zhí)行器的工作原理如圖4所示：

圖4 模板執(zhí)行器的工作原理

模板執(zhí)行器執(zhí)行以后的結(jié)果如圖5所示：

圖 5

通過(guò)模板引擎的方式，可以對(duì)容器的配置做靈活使用，無(wú)論是容器部署還是其他資源主題對(duì)象創(chuàng)建，都有對(duì)應(yīng)模板支持。模板處理引擎不需要根據(jù)模板的變動(dòng)而不斷的修改代碼。與此同時(shí)，用戶可以從自己理解的語(yǔ)義關(guān)注配置信息，不需要關(guān)注具體技術(shù)細(xì)節(jié)和實(shí)現(xiàn)方式，簡(jiǎn)化操作行為，降低使用成本。

本文為《程序員》原創(chuàng)文章，本文作者：李寧，BoCloud博云高級(jí)架構(gòu)師。

標(biāo)簽： 業(yè)務(wù)場(chǎng)景 程序員 架構(gòu)師 

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