K8S的client-go与Informer机制
一、介绍
client-go是一个包含KubernetesAPI的SDK，它在整个k8s源码中发挥着不可或缺的作用。
二、KubernetesAPIs
2.1 规范
2.1.1 RESTful
REST，即Representational State Transfer的缩写。这个词组可以翻译为"表现层状态转化"。
- 每一个URI代表一种资源；
- 客户端和服务器之间，传递这种资源的某种表现层；
- 客户端通过五个HTTP动词，对服务器端资源进行操作，实现"表现层状态转化"。
提问：注册登录场景的相关API如何用RESTful的方式设计？
2.1.2 GVK®
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: httpbin
namespace: default
spec:
replicas: 1
…
- apiVersion ≈ apiGroupVersion = Group/Version
- GVK = Group Version Kind
- GVR = Group Version Resources
提问：Resource和Kind有什么区别？
答：Resource是一个对象，Kind是一个对象的类型名称
提问：一个标准的K8S资源的API长什么样？
2.2 实战调用
2.2.1 跳过鉴权
因为本次分享的API只是个引子，我们就不讲鉴权了。kubectl有个proxy的子命令可以实现在本地搭建一个具备kubectl同等权限的代理。这里我们通过这种方式跳过鉴权。
kubectl proxy --port=6443
2.2.2 几个例子
- 获取当前版本信息
- http://localhost:6443/version
- 获取APIServer支持的所有APIGroup
- http://localhost:6443/apis
- 获取全部命名空间的Deployment列表
- http://localhost:6443/apis/apps/v1/deployments
- 获取命名空间default下的Deployment列表
- http://localhost:6443/apis/apps/v1/namespaces/default/deployments
- 获取命名空间default下的一个Deployment对象
- http://localhost:6443/apis/apps/v1/namespaces/default/deployments/httpbin
- 获取Pod列表
- http://localhost:6443/api/v1/namespaces/default/pods
提问：获取rollout列表的接口是什么样
http://localhost:6443/apis/argoproj.io/v1alpha1/rollouts
- http://localhost:6443/api/v1/namespaces/default/pods
三、client-go源码
3.1 实战调用
clientset
clientset.AppsV1().Deployments(apiv1.NamespaceDefault).Create(context.TODO(), deployment, metav1.CreateOptions{})
dynamic
deploymentRes := schema.GroupVersionResource{Group: "apps", Version: "v1", Resource: "deployments"}
dynamicClient.Resource(deploymentRes).Namespace(namespace).Create(context.TODO(), deployment, metav1.CreateOptions{})
restclient
c.client.Post().
Namespace(c.ns).
Resource("deployments").
VersionedParams(&opts, scheme.ParameterCodec).
Body(deployment).
Do(ctx).
Into(result)
https://github.com/kubernetes/client-go/tree/master/examples
3.2 Package介绍
client-go源码目录结构
- discovery：用于发现APIs的相关资源
- kubernetes(clientset)：基于rest封装的包含所有k8s内置资源的client集合
- informers：基于clientset实现了一个资源缓存池，封装了所有资源的list和get操作
- dynamic：基于rest实现了一个动态的client，支持所有类型的资源进行操作
- dynamic/dynamicinformer：为dynamic实现的informer
- tools/cache：informer的底层实现
- tools/watch：informer的watch实现，使用它可以watch到informer的资源变化
- transport：用作初始化一个http连接，AA也是在这里完成的
3.3 核心Package走读
3.3.1 kubernetes(clientset)
3.3.2 dynamic
3.3.3 transport
3.4 Informer
informer实际上是为controller服务的，所以这里我们先了解下k8s的controller的设计理念。
3.4.1 控制循环
控制论图解
Kubernetes中的控制循环
通常，控制环路如下所示：
- 阅读资源的状态
- 更改群集或群集外部世界中对象的状态
- 通过etcd中的API服务器更新步骤1中的资源状态
- 重复循环；返回步骤1。
提问：在控制循环中要求近乎实时的获取资源状态，如何实现？
边沿触发与电平触发
提问：事件驱动如何保证不丢数据？
这张图里展示了三种策略:
- edge-driven-only，错过了第二状态改变
- edge-triggered，不依赖事件的数据而是自行获取数据
- edge-triggered with resync，在上一个策略的基础上增加resync
3.4.2 ListWatch
list-watch，顾名思义由list和watch组成。list调用资源的list API获取所有资源，watch调用资源的watch API监听资源变更事件。
提问：如何实现watch？
- 方案1：短轮训
- 方案2：长轮训
- 方案3：chunked
普通HTTP响应体
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/plain
Content-Length: 25
Mozilla Developer Network ——> body 数据内容，大小为25字节
chunked的HTTP响应体
```bash
HTTP/1.1 206 OK
Content-Type: text/plain
Transfer-Encoding: chunked
7 ——> 第一个chunk块，大小为7字节
Mozilla ——> 第一个chunk块内容
9 ——> 第二个chunk块，大小为9字节
Developer ——> 第二个chunk块内容
7 ——> 第三个chunk块，大小为7字节
Network ——> 第三个chunk块内容
0 ——> 标记性终止块，大小为0字节
普通HTTP请求响应处理
chunked的HTTP请求处理
informer中的chunk
抓包观察watch机制
3.4.3 核心代码走读
Informer组件：
- Controller
- Reflector：通过Kubernetes Watch API监听resource下的所有事件
- Lister：用来被调用List/Get方法
- Processor：记录并触发回调函数
- DeltaFIFO
- LocalStore
四、实现一个简单的Controller文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-831290.html
参考文档
https://github.com/kubernetes/client-go
https://qiankunli.github.io/2020/07/20/client_go.html
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%8E%A7%E5%88%B6%E8%AE%BA
深入理解k8s中的list-watch机制文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-831290.html
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