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掌握SpringBoot23的容器探针基础篇

jiezi

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  • 内容：原创文章分类汇总，及配套源码，涉及 Java、Docker、K8S、DevOPS 等

关于《SpringBoot-2.3 容器化技术》系列

《SpringBoot-2.3 容器化技术》系列，旨在和大家一起学习实践 2.3 版本带来的最新容器化技术，让咱们的 Java 应用更加适应容器化环境，在云计算时代依旧紧跟主流，保持竞争力；
全系列文章分为主题和辅助两部分，主题部分如下：

  1. 《体验 SpringBoot(2.3)应用制作 Docker 镜像(官方方案)》；
  2. 《详解 SpringBoot(2.3)应用制作 Docker 镜像(官方方案)》；
  3. 《掌握 SpringBoot-2.3 的容器探针：基础篇》；
  4. 《掌握 SpringBoot-2.3 的容器探针：深入篇》；
  5. 《掌握 SpringBoot-2.3 的容器探针：实战篇》；
  • 辅助部分是一些参考资料和备忘总结，如下：
  1. 《SpringBoot-2.3 镜像方案为什么要做多个 layer》；
  2. 《设置非 root 账号不用 sudo 直接执行 docker 命令》；
  3. 《开发阶段，将 SpringBoot 应用快速部署到 K8S》；

SpringBoot 容器探针系列文章简介

为了让应用更适应容器化环境，SpringBoot2.3 版本推出了新的探针技术，《掌握 SpringBoot-2.3 的容器探针》系列旨在与您一起学习和实践这些新技术，分为三个阶段：

  1. 基础篇：即本文，对容器探针的相关知识点进行梳理和学习；
  2. 深入篇：继续深入学习探针相关的知识点；
  3. 实战篇：将 springboot 应用部署在 kubernetes 环境，并使用最新的探针技术；

探针特性的官方信息

  • 如下图红框所示，2.3 版本的容器探针特性早在预览版 (v2.3.0.M4) 就已经发布：

  • 如今 v2.3.0.RELEASE 已发布，可以放心的学习和使用该特性了，首先把基础知识点列出来，确保准备工作 OK；

知识点整理

下面是掌握探针技术所需的基础知识，也是本文的主要内容：

  1. kubernetes 的存活探针 <font color=”blue”>livenessProbe</font>；
  2. kubernetes 的就绪探针 <font color=”blue”>readinessProbe</font>；
  3. SpringBoot 的 <font color=”blue”>actuator</font>；

接下来逐个学习，有了这些知识积累，我们才能更好的阅读官方资料，开发适合自己业务场景的探针；

kubernetes 的存活探针 livenessProbe

  1. kubernetes 的探针涉及的内容是很多的，这里只提和 SpringBoot 相关的部分；
  2. kubelet 使用存活探针 <font color=”blue”>livenessProbe</font> 来知道什么时候要重启容器；
  3. 下图是 kubernetes 官网的存活探针示例，几个关键参数已经做了详细说明：

  1. 可见如果我们的 SpringBoot 应用发布到 kubernetes 环境，只要应用还健康，livenessProbe 对应的地址就要能响应 200-400 的返回码；

kubernetes 的就绪探针 readinessProbe

  1. 有时候，应用程序会暂时性的不能提供通信服务。例如，应用程序在启动时可能需要加载很大的数据或配置文件，或是启动后要依赖等待外部服务。在这种情况下，既不想杀死应用程序，也不想给它发送请求。Kubernetes 提供了就绪探测器来发现并缓解这些情况。容器所在 Pod 上报还未就绪的信息，并且不接受通过 Kubernetes Service 的流量。
  2. 就绪探测器的配置和存活探测器的配置相似，唯一区别就是要使用 <font color=”blue”>readinessProbe</font> 字段，而不是 livenessProbe 字段；
  3. 简单的说，就绪探针正常的容器，k8s 就认为是可以对外提供服务的，相应的请求也会被调度到该容器上来；

SpringBoot 的 actuator

  1. 简单来说，actuator 是用来帮助用户监控和操作 SprinBoot 应用的，这些监控和操作都可以通过 http 请求实现，如下图，http://localhost:8080/actuator/health 地址返回的是应用的健康状态：

  1. 下面是常用的 actuator 地址，访问不同的地址可以得到不同的信息：

  1. 在 SpringBoot-2.3 版本中，actuator 新增了两个地址：<font color=”red”>/actuator/health/liveness</font> 和 <font color=”red”>/actuator/health/readiness</font>，前者用作 kubernetes 的 <font color=”blue”> 存活探针 </font>，后者用作 kubernetes 的 <font color=”blue”> 就绪探针 </font>；

画外音：SpringBoot 的探针技术就这点东西？

  1. 文章看到这里，您可能觉得索然无味：所谓的容器探针特性如此简单，新增两个 actuator 地址留给 kubernetes 的存活和就绪探针用，只要这两个地址响应正常，kubernetes 就判定该容器正常；
  2. 大多数时候，上述结论并无不妥，SpringBoot 官方给出的推荐配置如下图，我们只要照搬即可：

  1. 冷静下来仔细思考，有三个问题似乎没有解决：
  • 首先，SpringBoot 为 kubernetes 提供了两个 actuator 项，但是那些并未部署在 kubernetes 的 SringBoot 应用呢？用不上这两项也要对外暴露这两个服务地址吗？
  • 其次，就绪探针是什么时候开始返回 200 返回码的？应用启动阶段，业务服务可能需要一段时间才能正常工作，就绪探针要是提前返回了 200，那 k8s 就认为容器可以正常工作了，这时候把外部请求调度过来是无法正常响应的，所以搞清楚就绪探针的状态变化逻辑很重要；
  • 最后，也是最重要的一点：有的场景下，例如外部依赖服务异常、本地全局异常等情况下，业务不想对外提供服务，等到问题解决后业务又可以对外提供服务了，如果此时我们能自己写代码控制就绪探针的返回码，那就做到了控制 kubernetes 是否将外部请求调度到此容器上，这可是个很实用的功能！

还需要继续深入

面对上述三个问题您是否会感慨：看似简单的容器探针技术，想要用好还需掌握更多知识，接下来的文章中咱们一起努力吧，从知识覆盖到实战操练，终究会掌握这门实用技术；

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