SpringBoot 容器化实践

Spring Boot 脚手架的开箱即用特性，非常利于产品的快速开发，在微服务项目或单一功能的小程序开发项目中经常被使用。

Docker 是一种虚拟化的容器技术，它能在宿主机上虚拟化一台满足最少功能的虚拟主机，这些主机就是容器，多个容器之间，可以共享文件、网络、cpu、内存等资源，当然也可以相互隔离，比起VMWare等虚拟机，它更轻量化，启动速度快，容器支持量多，运维相对容易，虽然在资源隔离上比VMWare等完全化虚拟机稍弱，但在满足业务需求的基础上，docker容器仍然有巨大的优势，许多一线互联网公司也在生产部署了千台万台的docker 容器。在使用场景上，VMWare虚拟机更擅长彻底隔离运行环境，docker通常用于隔离不同的应用服务，数据库，前端，后端程序等等。具体的区别和联系，参考链接OpenStack、KVM、VMWare和Docker。

cgroup是Linux中一个限制、隔离进程组资源(内存、cpu、IO、网络等)的机制，docker是这个机制的一种实现，可以通过参数显式设定资源使用限制及占比(参考Docker 容器使用 cgroups 限制资源使用 )。得益于docker灵活管理资源的特性，在微服务、集群部署、云计算等场景来说无疑会带来很多可能性，架构师需要综合考虑业务需求，产品定位、技术架构、项目成本等各种因素然后做出方案取舍。

那如何将Spring Boot 和docker二者结合起来，让spring boot 应用在docker服务上呢？简单上手实践，步骤如下。

1. 准备Docker 服务

使用Linux系统的发行版本centos7(Red Hat Enterprise Linux Life Cycle)来部署docker服务，需要参考官方文档Install Docker Engine on CentOS，现摘取简要步骤如下：

• yum 源配置docker

curl -fsSL https://get.docker.com | bash -s docker --mirror Aliyun
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
yum-config-manager http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

• 配置docker镜像源
  可以到阿里云镜像仓库中进行注册申请镜像加速器容器镜像服务/镜像加速器，免费，这里就以阿里云镜像站为例；也可以在github中寻找可用的镜像加速器yeasy/docker_practice，也可以选择其他镜像加速器，例如
  – 道客镜像站
  – 阿里云加速器(点击管理控制台 -> 登录账号(淘宝账号) -> 右侧镜像工具 -> 镜像加速器 -> 复制加速器地址)
  – 网易云加速器 https://hub-mirror.c.163.com
  – 百度云加速器 https://mirror.baidubce.com

sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://zindyan5.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF

• 开启docker远程服务
  开启docker远程服务，可用于docker api接口开发，例如管理、监控、镜像制作发布等；

vi /usr/lib/systemd/system/docker.service

ExecStart 增加如下信息
	-H tcp://0.0.0.0:2375
	最终效果：ExecStart=/usr/bin/dockerd  -H tcp://0.0.0.0:2375 -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock

• 其他配置

– 开机自动启动

systemctl enable docker

– 重启、重载

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

– 卸载

yum remove docker-ce
rm -rf /var/lib/docker
rm -rf /var/lib/containerd

• 启动测试
  通过docker -version 命令，可查看docker服务是否启动。
  

2. 准备Spring Boot 应用

springboot 作为spring脚手架，利用Ioc容器技术封装好很多默认配置，让编程人员更加专注于业务开发。这里以一个简单的web项目为例，通过IDEA社区版编辑器来进行项目开发。

当然，docker容器完全可以在无网络化的隔离模式下运行，这里就选择spring boot web应用来实现效果！

开发spring boot应用相对比较简单，需要注意的是如何完成docker镜像制作。这里制作一个简单的springboot镜像，容器化后需要实现web的接口请求与响应，其中，controller接口只有一个：

3. 准备Spring Boot 镜像

springboot web应用实现镜像封装，可以使用fabric8 docker-maven-plugin插件来完成，无需手动编写Dockerfile，即可直接对springboot应用进行编译制作。

依赖镜像准备

spring boot应用一般会打包成jar包，运行时需要依赖jdk环境，因此docker镜像需要事先准备openjdk这一base层依赖，例如这里插件配置的就是openjkd:8，fabric8 插件通过dockerHost接口检测docker服务器中有无openjdk，不存在会事先下载好，如果已存在则会跳过并快速构建镜像。

docker-maven-plugin 插件配置

fabric8 的docker-maven-plugin插件配置如下，主要关注docker api接口，镜像信息以及运行指令。

• dockerHost：docker 远程api接口，用于构建docker镜像。
• image.name：docker 镜像名称，格式 仓库名/实例名:版本号。
• cmd：镜像在容器初始化后需要执行的命令。

<plugin>
                <groupId>io.fabric8groupId>
                <artifactId>docker-maven-pluginartifactId>
                <version>0.26.0version>
                <configuration>
                    <dockerHost>tcp://192.168.73.128:2375dockerHost>
                    <images>
                        <image>
                            <name>study/springboot-simple-demoname>
                            <build>
                                <from>openjdk:8from>
                                <assembly>
                                    <descriptorRef>artifactdescriptorRef>
                                assembly>
                                <ports>
                                    <port>8080port>
                                ports>
                                <cmd>java -jar maven/${project.name}-${project.version}.jarcmd>
                            build>
                            <run>
                                <ports>
                                    <port>8080:8080port>
                                ports>
                            run>
                        image>
                    images>
                configuration>
                <executions>
                    <execution>
                        <id>docker:buildid>
                        <phase>packagephase>
                        <goals>
                            <goal>buildgoal>
                        goals>
                    execution>
                executions>
            plugin>

应用打包

制作docker镜像，除了需要安装依赖的镜像层，当然也需要添加当前的springboot应用层。这里使用idea 已有的maven工具进行应用打包。

如果事先已安装好openjdk镜像层，idea的maven构建工具不仅会构建应用包，也会构建docker镜像，
否则maven工具只会打包springboot应用而不会去构建镜像。

docker镜像制作

第一次构建时，需要先构建应用包，然后使用docker 插件build即可构建docker 镜像，并在docker服务里看到构建的镜像；如果是已经部署过镜像，依赖的镜像已经安装好，再次制作镜像时可直接通过maven工具build构建。

通过docker image ls (或者docker images) 可查看到刚刚构建的springboot镜像。

4. 运行测试

通过docker run命令，基于刚刚制作的镜像启动一个容器，然后从浏览器访问宿主机绑定的容器地址信息看看效果，注意启动命令不要忘记配置宿主机和容器端口的端口映射。

通过浏览器的返回结果看，springboot 容器化已经初步完成。

5. 镜像发布

可以把制作好的镜像发布到镜像仓库中，这样利于团队共享和远程管理，这些镜像也可以进行私有化部署，或者部署到其他云厂商提供的仓库，例如道客、阿里云等。这里，我将构建好的镜像推送到阿里云镜像服务器上，方便分享使用，

docker 仓库登录

docker login --username=cut**** registry.cn-shanghai.aliyuncs.com

docker 镜像标记tag并推送

docker tag [ImageId] registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/cutiedocker/springboot-simple-demo:[镜像版本号]

docker 镜像查看

在阿里云镜像仓库中即可查看到推送的镜像，并可以设置访问权限。

退出登录并尝试拉取

总结

对于高并发的web应用，常常部署为如下架构：终端发送请求,通过lvs设备或keepalive系统把请求转发到Nginx服务器，Nginx服务器再转发请求到web服务器，web服务器通过消息中间件，缓存中间件等，将请求发送到后端持久层数据库或仓库，然后依次或各层直接返回响应。在web服务器这层，单应用(tomcat容器)可能无法承受1000+并发请求，需要部署多台应用的集群来实现负载均衡，如果这些web服务器通过docker来进行统一部署和管理，利用一键部署工具，能够减轻运维成本，有利于敏捷开发。