Helm介绍（基本使用、架构简介、Hook机制）

前言

Helm 是 Kubernetes 的包管理器。包管理器类似于我们在 Ubuntu 中使用的apt、Centos中使用的yum 或者Python中的 pip 一样，能快速查找、下载和安装软件包。Helm 由客户端组件 helm 和服务端组件 Tiller 组成, 能够将一组K8S资源打包统一管理, 是查找、共享和使用为Kubernetes构建的软件的最佳方式。

解决问题：

能对多个模板文件（yaml文件）进行统一管理，设想一下，如果没有helm，如何执行多个模板文件呢？那就得一个个的执行kubectl apply -f xxx.yaml。而如今有了helm，只需要将文件放入chart包中，然后一句helm install xxx path便可以执行所有的模板文件。当然helm的好处不仅于此，还有其他便利之处，有待大家挖掘。

基本使用

   //创建一个chart包模板
    helm create xxx(chart包名)

    //安装
    helm install xxx -n namespace

    //卸载
    helm uninstall xxx -n namespace

    //预填充变量/参数
    helm install xxx -n namespace --dry-run

chart包结构

架构介绍

组件

Helm 包含两个组件，分别是 helm 客户端 和 Tiller 服务器：

• helm 是一个命令行工具，用于本地开发及管理chart，chart仓库管理等
• Tiller 是 Helm 的服务端。Tiller 负责接收 Helm 的请求，与 k8s 的 apiserver 交互，根据chart 来生成一个 release 并管理 release
• chart Helm的打包格式叫做chart，所谓chart就是一系列文件, 它描述了一组相关的 k8s 集群资源
• release 使用 helm install 命令在 Kubernetes 集群中部署的 Chart 称为 Release
• Repoistory Helm chart 的仓库，Helm 客户端通过 HTTP 协议来访问存储库中 chart 的索引文件和压缩包

原理

下面图描述了 Helm 的几个关键组件 Helm（客户端）、Tiller（服务器）、Repository（Chart 软件仓库）、Chart（软件包）之间的关系以及它们之间如何通信 ：

创建release

• helm 客户端从指定的目录或本地tar文件或远程repo仓库解析出chart的结构信息
• helm 客户端指定的 chart 结构和 values 信息通过 gRPC 传递给 Tiller
• Tiller 服务端根据 chart 和 values 生成一个 release
• Tiller 将install release请求直接传递给 kube-apiserver

删除release

• helm 客户端从指定的目录或本地tar文件或远程repo仓库解析出chart的结构信息
• helm 客户端指定的 chart 结构和 values 信息通过 gRPC 传递给 Tiller
• Tiller 服务端根据 chart 和 values 生成一个 release
• Tiller 将delete release请求直接传递给 kube-apiserver

更新release

• helm 客户端将需要更新的 chart 的 release 名称 chart 结构和 value 信息传给 Tiller
• Tiller 将收到的信息生成新的 release，并同时更新这个 release 的 history
• Tiller 将新的 release 传递给 kube-apiserver 进行更新

Hook机制

前言

和 Kubernetes 里面的容器一样，Helm 也提供了 Hook 的机制，允许 chart 开发人员在 release 的生命周期中的某些节点来进行干预 。 可以在以下场景中得以使用：

• 在加载任何其他 chart 之前，在安装过程中加载 ConfigMap 或 Secret
• 在安装新 chart 之前执行作业以备份数据库，然后在升级后执行第二个作业以恢复数据
• 在删除 release 之前运行作业，以便在删除 release 之前优雅地停止服务

种类

• 预安装pre-install：在模板渲染后，kubernetes 创建任何资源之前执行
• 安装后post-install：在所有 kubernetes 资源安装到集群后执行
• 预删除pre-delete：在从 kubernetes 删除任何资源之前执行删除请求
• 删除后post-delete：删除所有 release 的资源后执行
• 升级前pre-upgrade：在模板渲染后，但在任何资源升级之前执行
• 升级后post-upgrade：在所有资源升级后执行
• 预回滚pre-rollback：在模板渲染后，在任何资源回滚之前执行
• 回滚后post-rollback：在修改所有资源后执行回滚请求
• crd-install：在运行其他检查之前添加 CRD 资源，只能用于 chart 中其他的资源清单定义的 CRD 资源。

流程

Hooks 允许开发人员在 release 的生命周期中的一些关键节点执行一些钩子函数，我们正常安装一个 chart 包的时候的生命周期如下所示：

• 用户运行helm install foo
• chart 被加载到服务端 Tiller Server 中
• 经过一些验证，Tiller Server 渲染 foo 模板
• Tiller 将产生的资源加载到 kubernetes 中去
• Tiller 将 release 名称和其他数据返回给 Helm 客户端
• Helm 客户端退出

如果开发人员在 install 的生命周期中定义了两个 hook：pre-install和post-install，那么我们安装一个 chart 包的生命周期就会多一些步骤了：

• 用户运行helm install foo
• chart 被加载到服务端 Tiller Server 中
• 经过一些验证，Tiller Server 渲染 foo 模板
• Tiller 将 hook 资源加载到 kubernetes 中，准备执行pre-install hook
• Tiller 会根据权重对 hook 进行排序（默认分配权重0，权重相同的 hook 按升序排序）
• Tiller 然后加载最低权重的 hook
• Tiller 等待，直到 hook 准备就绪
• Tiller 将产生的资源加载到 kubernetes 中
• Tiller 执行post-install hook
• Tiller 等待，直到 hook 准备就绪
• Tiller 将 release 名称和其他数据返回给客户端
• Helm 客户端退出

等待 hook 准备就绪，这是一个阻塞的操作，如果 hook 中声明的是一个 Job 资源，那么 Tiller 将等待 Job 成功完成，如果失败，则发布失败，在这个期间，Helm 客户端是处于暂停状态的。

对于所有其他类型，只要 kubernetes 将资源标记为加载（添加或更新），资源就被视为就绪状态，当一个 hook 声明了很多资源是，这些资源是被串行执行的。

另外需要注意的是 hook 创建的资源不会作为 release 的一部分进行跟踪和管理，一旦 Tiller Server 验证了 hook 已经达到了就绪状态，它就不会去管它了。

所以，如果我们在 hook 中创建了资源，那么不能依赖helm delete去删除资源，因为 hook 创建的资源已经不受控制了，要销毁这些资源，需要在pre-delete或者post-delete这两个 hook 函数中去执行相关操作，或者将helm.sh/hook-delete-policy这个 annotation 添加到 hook 模板文件中。

使用方式

同样，通过模板（yaml文件）的形式创建资源，通过资源来处理你想要履行的逻辑

  apiVersion: batch/v1
    kind: Job
    metadata:
      name: post-install-job
      annotations:
        # 注意，如果没有下面的这个注释的话，当前的这个Job就会被当成release的一部分
        "helm.sh/hook": post-install
        "helm.sh/hook-weight": "-5" //权重，按升序对这些 hook 进行排序执行
        "helm.sh/hook-delete-policy": hook-succeeded
    spec:
      template:
        metadata:
          name: post-install-job-test
        spec:
          restartPolicy: Never
          containers:
          - name: post-install-job
            image: xxxxx
            command: ["/bin/sleep", "{{ default "20" .Values.sleepTime }}"]

上述模板放在helm包执行后，helm安装的成功回显信息会在20s后才回显，而不会立马回显。

删除资源的策略

• hook-succeeded：表示 Tiller 在 hook 成功执行后删除 hook 资源
• hook-failed：表示如果 hook 在执行期间失败了，Tiller 应该删除 hook 资源
• before-hook-creation：表示在删除新的 hook 之前应该删除以前的 hook
  配置方式（在annotations中配置）

annotations:
    "helm.sh/hook-delete-policy": hook-succeeded //配置单个策略
  ----------------------------------------------------------------  
  annotations:
    "helm.sh/hook-delete-policy": "hook-succeeded,hook-failed" //配置多个策略  

Helm官方文档
https://helm.sh/docs/intro/quickstart/