高阶k8s二次开发教程 -- 通过阅读Istio源码习得
本篇文章全网几乎找不到，在做深层次的k8s二次开发时非常管用。那就是使用Client-go去访问自定义CRD资源。
我们先使用kubebuilder生成一个CRD，论生成CRD这些，还是kubebuilder更加方便。
创建CRD
apiVersion: "apiextensions.k8s.io/v1beta1"
kind: "CustomResourceDefinition"
metadata:
name: "projects.example.sealyun.com"
spec:
group: "example.sealyun.com"
version: "v1alpha1"
scope: "Namespaced"
names:
plural: "projects"
singular: "project"
kind: "Project"
validation:
openAPIV3Schema:
required: ["spec"]
properties:
spec:
required: ["replicas"]
properties:
replicas:
type: "integer"
minimum: 1
创建Golang客户端
package v1alpha1
import metav1 "k8s.io/apimachinery/pkg/apis/meta/v1"
type ProjectSpec struct {
Replicas int `json:"replicas"`
}
type Project struct {
metav1.TypeMeta `json:",inline"`
metav1.ObjectMeta `json:"metadata,omitempty"`
Spec ProjectSpec `json:"spec"`
}
type ProjectList struct {
metav1.TypeMeta `json:",inline"`
metav1.ListMeta `json:"metadata,omitempty"`
Items []Project `json:"items"`
}
定义DeepCopy方法
Kubernetes API（在本例中为Project和ProjectList）提供的每种类型都需要实现该k8s.io/apimachinery/pkg/runtime.Object接口。该接口定义了两种方法GetObjectKind()和DeepCopyObject()。第一种方法已经由嵌入式metav1.TypeMeta结构提供; 第二个你必须自己实现。
如果你不实现DeepCopy方法，那么资源是无法注册进入后续的资源列表中的。
该DeepCopyObject方法旨在生成对象的深层副本。由于这涉及许多样板代码，因此很多工具通常会自动生成这些方法。为了本文的目的，我们将手动完成。继续向deepcopy.go同一个包添加第二个文件：
package v1alpha1
import "k8s.io/apimachinery/pkg/runtime"
// DeepCopyInto copies all properties of this object into another object of the
// same type that is provided as a pointer.
func (in *Project) DeepCopyInto(out *Project) {
out.TypeMeta = in.TypeMeta
out.ObjectMeta = in.ObjectMeta
out.Spec = ProjectSpec{
Replicas: in.Spec.Replicas,
}
}
// DeepCopyObject returns a generically typed copy of an object
func (in *Project) DeepCopyObject() runtime.Object {
out := Project{}
in.DeepCopyInto(&out)
return &out
}
// DeepCopyObject returns a generically typed copy of an object
func (in *ProjectList) DeepCopyObject() runtime.Object {
out := ProjectList{}
out.TypeMeta = in.TypeMeta
out.ListMeta = in.ListMeta
if in.Items != nil {
out.Items = make([]Project, len(in.Items))
for i := range in.Items {
in.Items[i].DeepCopyInto(&out.Items[i])
}
}
return &out
}
注册类型
需要让客户端知道新类型。允许客户端在与API服务器通信的时候自动处理新类型，为此，register.go在包中添加一个新文件。
注意这里仅仅是指客户端而已，k8s服务器在apply crd资源的时候就自动会帮我们去注册。
package v1alpha1
import (
metav1 "k8s.io/apimachinery/pkg/apis/meta/v1"
"k8s.io/apimachinery/pkg/runtime"
"k8s.io/apimachinery/pkg/runtime/schema"
)
const GroupName = "example.sealyun.com"
const GroupVersion = "v1alpha1"
var SchemeGroupVersion = schema.GroupVersion{Group: GroupName, Version: GroupVersion}
var (
SchemeBuilder = runtime.NewSchemeBuilder(addKnownTypes)
AddToScheme = SchemeBuilder.AddToScheme
)
func addKnownTypes(scheme *runtime.Scheme) error {
scheme.AddKnownTypes(SchemeGroupVersion,
&Project{},
&ProjectList{},
)
metav1.AddToGroupVersion(scheme, SchemeGroupVersion)
return nil
}
此代码实际上并没有做任何事情（除了创建新runtime.SchemeBuilder实例）。重要的部分是AddToScheme函数，它是runtime.SchemeBuilder中创建的类型。一旦Kubernetes客户端初始化为注册您的类型，您可以稍后从客户端代码的任何部分调用此函数。
构建HTTP客户端
在定义类型并添加方法以在全局方案构建器中注册它们之后，您现在可以创建能够加载自定义资源的HTTP客户端。
package main
import (
"flag"
"log"
"time"
"k8s.io/apimachinery/pkg/runtime/schema"
"k8s.io/apimachinery/pkg/runtime/serializer"
"github.com/martin-helmich/kubernetes-crd-example/api/types/v1alpha1"
"k8s.io/client-go/kubernetes/scheme"
"k8s.io/client-go/rest"
"k8s.io/client-go/tools/clientcmd"
)
var kubeconfig string
func init() {
flag.StringVar(&kubeconfig, "kubeconfig", "", "path to Kubernetes config file")
flag.Parse()
}
func main() {
var config *rest.Config
var err error
if kubeconfig == "" {
log.Printf("using in-cluster configuration")
config, err = rest.InClusterConfig()
} else {
log.Printf("using configuration from '%s'", kubeconfig)
config, err = clientcmd.BuildConfigFromFlags("", kubeconfig)
}
if err != nil {
panic(err)
}
v1alpha1.AddToScheme(scheme.Scheme)
crdConfig := *config
crdConfig.ContentConfig.GroupVersion = &schema.GroupVersion{Group: v1alpha1.GroupName, Version: v1alpha1.GroupVersion}
crdConfig.APIPath = "/apis"
crdConfig.NegotiatedSerializer = serializer.DirectCodecFactory{CodecFactory: scheme.Codecs}
crdConfig.UserAgent = rest.DefaultKubernetesUserAgent()
exampleRestClient, err := rest.UnversionedRESTClientFor(&crdConfig)
if err != nil {
panic(err)
}
}
您现在可以使用第exampleRestClient中创建的内容来查询example.sealyun.com/v1alpha1API组中的所有自定义资源。示例可能如下所示：
result := v1alpha1.ProjectList{}
err := exampleRestClient.
Get().
Resource("projects").
Do().
Into(&result)
没错，刚才注册的逻辑的唯一目的就是让这个地方的Into能够认识的了ProjectList方法。
为了以更加类型安全的方式使用您的API，通常最好将这些操作包装在您自己的客户端集中。为此，创建一个新的子包clientset/v1alpha1。首先，实现一个定义API组类型的接口，并将配置设置从您的main方法移动到该clientset的构造函数中（NewForConfig在下面的示例中）：
package v1alpha1
import (
"github.com/martin-helmich/kubernetes-crd-example/api/types/v1alpha1"
"k8s.io/apimachinery/pkg/runtime/schema"
"k8s.io/apimachinery/pkg/runtime/serializer"
"k8s.io/client-go/kubernetes/scheme"
"k8s.io/client-go/rest"
)
type ExampleV1Alpha1Interface interface {
Projects(namespace string) ProjectInterface
}
type ExampleV1Alpha1Client struct {
restClient rest.Interface
}
func NewForConfig(c *rest.Config) (*ExampleV1Alpha1Client, error) {
config := *c
config.ContentConfig.GroupVersion = &schema.GroupVersion{Group: v1alpha1.GroupName, Version: v1alpha1.GroupVersion}
config.APIPath = "/apis"
config.NegotiatedSerializer = serializer.DirectCodecFactory{CodecFactory: scheme.Codecs}
config.UserAgent = rest.DefaultKubernetesUserAgent()
client, err := rest.RESTClientFor(&config)
if err != nil {
return nil, err
}
return &ExampleV1Alpha1Client{restClient: client}, nil
}
func (c *ExampleV1Alpha1Client) Projects(namespace string) ProjectInterface {
return &projectClient{
restClient: c.restClient,
ns: namespace,
}
}
以上是对client的封装
接下来，您需要实现一个特定的Project客户端集来访问自定义资源（请注意，上面的示例已经使用了我们仍需要提供的ProjectInterface和projectClient类型）。projects.go在同一个包中创建第二个文件：
package v1alpha1
import (
"github.com/martin-helmich/kubernetes-crd-example/api/types/v1alpha1"
metav1 "k8s.io/apimachinery/pkg/apis/meta/v1"
"k8s.io/apimachinery/pkg/watch"
"k8s.io/client-go/kubernetes/scheme"
"k8s.io/client-go/rest"
)
type ProjectInterface interface {
List(opts metav1.ListOptions) (*v1alpha1.ProjectList, error)
Get(name string, options metav1.GetOptions) (*v1alpha1.Project, error)
Create(*v1alpha1.Project) (*v1alpha1.Project, error)
Watch(opts metav1.ListOptions) (watch.Interface, error)
// ...
}
type projectClient struct {
restClient rest.Interface
ns string
}
func (c *projectClient) List(opts metav1.ListOptions) (*v1alpha1.ProjectList, error) {
result := v1alpha1.ProjectList{}
err := c.restClient.
Get().
Namespace(c.ns).
Resource("projects").
VersionedParams(&opts, scheme.ParameterCodec).
Do().
Into(&result)
return &result, err
}
func (c *projectClient) Get(name string, opts metav1.GetOptions) (*v1alpha1.Project, error) {
result := v1alpha1.Project{}
err := c.restClient.
Get().
Namespace(c.ns).
Resource("projects").
Name(name).
VersionedParams(&opts, scheme.ParameterCodec).
Do().
Into(&result)
return &result, err
}
func (c *projectClient) Create(project *v1alpha1.Project) (*v1alpha1.Project, error) {
result := v1alpha1.Project{}
err := c.restClient.
Post().
Namespace(c.ns).
Resource("projects").
Body(project).
Do().
Into(&result)
return &result, err
}
func (c *projectClient) Watch(opts metav1.ListOptions) (watch.Interface, error) {
opts.Watch = true
return c.restClient.
Get().
Namespace(c.ns).
Resource("projects").
VersionedParams(&opts, scheme.ParameterCodec).
Watch()
}
上面的Delete和Update方法和这个差不多，没有什么区别。
创建informer
构建Kubernetes operator时，通常希望能够对新创建或更新的事件进行监听。理论上，可以定期调用该List()方法并检查是否添加了新资源。
大多数情况通过使用初始List()初始加载资源的所有相关实例，然后使用Watch()订阅相关事件进行处理。然后，使用从informer接收的初始对象列表和更新来构建本地缓存，该缓存允许快速访问任何自定义资源，而无需每次都访问API服务器。
这种模式非常普遍，以至于client-go库为此提供了一个cache包：来自包的Informerk8s.io/client-go/tools/cache。您可以为自定义资源构建新的Informer，如下所示：
package main
import (
"time"
"github.com/martin-helmich/kubernetes-crd-example/api/types/v1alpha1"
client_v1alpha1 "github.com/martin-helmich/kubernetes-crd-example/clientset/v1alpha1"
metav1 "k8s.io/apimachinery/pkg/apis/meta/v1"
"k8s.io/apimachinery/pkg/runtime"
"k8s.io/apimachinery/pkg/util/wait"
"k8s.io/apimachinery/pkg/watch"
"k8s.io/client-go/tools/cache"
)
func WatchResources(clientSet client_v1alpha1.ExampleV1Alpha1Interface) cache.Store {
projectStore, projectController := cache.NewInformer(
&cache.ListWatch{
ListFunc: func(lo metav1.ListOptions) (result runtime.Object, err error) {
return clientSet.Projects("some-namespace").List(lo)
},
WatchFunc: func(lo metav1.ListOptions) (watch.Interface, error) {
return clientSet.Projects("some-namespace").Watch(lo)
},
},
&v1alpha1.Project{},
1*time.Minute,
cache.ResourceEventHandlerFuncs{},
)
go projectController.Run(wait.NeverStop)
return projectStore
}
该NewInformer方法返回两个对象：第二个返回值，控制器控制List()和Watch()调用并填充第一个返回值，Store缓存监听到的一些信息。您现在可以使用store轻松访问CRD，列出所有CRD或通过名称访问它们。store函数返回interface{}类型，因此您必须将它们强制转换回CRD类型：
store := WatchResource(clientSet)
project := store.GetByKey("some-namespace/some-project").(*v1alpha1.Project)
如此很多情况下就不需要再去调用apiserver了，给apiserver减轻压力.
总结
虽然现在很多工具给我们写CRD controller带来了极大的便捷，但是对于client-go这些基本的使用还是非常必要的，而官方client-go的开发文档和事例真的是少之又少，基本仅包含非常基本的操作。
还有一个dynamic client的方式也可以用来访问自定义CRD，但是文中的方式会更优雅更清晰更适合工程化。