client-go實戰之三：Clientset

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內容：所有原創文章分類匯總及配套原始碼，涉及Java、Docker、Kubernetes、DevOPS等；

系列文章鏈接

1. client-go實戰之一：準備作業
2. client-go實戰之二:RESTClient
3. client-go實戰之三：Clientset
4. client-go實戰之四：dynamicClient
5. client-go實戰之五：DiscoveryClient

關于Clientset

• 本篇是《client-go實戰》系列的第三篇，前文學習了最基礎的客戶端Restclient，盡管咱們實戰的需求很簡單（獲取指定namespace下所有pod的資訊），但還是寫了不少代碼，如下圖，各種設定太麻煩，例如api的path、Group、Version、回傳的資料結構、編解碼工具等：

• 如果業務代碼中，需要操作kubernetes資源的代碼都寫成上圖的樣子，相信您是難以忍受的，應該會做一些封裝以簡化代碼，不過client-go已經給出了簡化版客戶端，就省去了咱們自己動手的麻煩，也就是本文的主題：Clientset

本篇概覽

• 本篇目標是學習如何使用Clientset，因此毫無難度，咱們先來個原始碼速讀，快速搞清楚Clientset到底是啥，然后確認需求，最后快速編碼和驗證就完事兒了；

原始碼速度

• 之所以是速讀而非精度，是因為Clientset內容簡單容易理解，快速掌握其原理即可用于實戰；
• Clientset原始碼閱讀的切入點就是其名字中的set，這是個集合，里面有很多東西，看一下Clientset資料結構的原始碼（限于篇幅只展示了一部分）：

type Clientset struct {
	*discovery.DiscoveryClient
	admissionregistrationV1      *admissionregistrationv1.AdmissionregistrationV1Client
	admissionregistrationV1beta1 *admissionregistrationv1beta1.AdmissionregistrationV1beta1Client
	internalV1alpha1             *internalv1alpha1.InternalV1alpha1Client
	appsV1                       *appsv1.AppsV1Client
	appsV1beta1                  *appsv1beta1.AppsV1beta1Client
	appsV1beta2                  *appsv1beta2.AppsV1beta2Client
	authenticationV1             *authenticationv1.AuthenticationV1Client
    ...

• 如果您還沒有理解上述原始碼的含義，再請看下圖，左邊是kubernetes的Group、Version資訊，右邊依舊是Clientset資料結構的原始碼，通過箭頭可見：kubernetes的Group和Version的每個組合，都對應Clientset資料結構的一個欄位：

• Clientset果然名副其實，是所有Group和Version組合物件的集合，不過Group和Version組合物件到底是啥呢？以appsV1欄位為例，去看看其型別appsv1.AppsV1Client，如下圖，AppsV1Client只有一欄位，就是咱們熟悉的restClient，所以RESTClient是Clientset的基礎，這話沒毛病，另外注意紅框2中的Deployments方法，回傳的是DeploymentInterface介面實作：

• 順藤摸瓜去看DeploymentInterface，打開deployment.go檔案后真相大白，介面定義的和實作一目了然：

• 挑一個介面實作的代碼看看，就選新建deployment的方法吧，如下，和我們使用RESTClient編碼差不多：

func (c *deployments) Create(ctx context.Context, deployment *v1.Deployment, opts metav1.CreateOptions) (result *v1.Deployment, err error) {
	result = &v1.Deployment{}
	err = c.client.Post().
		Namespace(c.ns).
		Resource("deployments").
		VersionedParams(&opts, scheme.ParameterCodec).
		Body(deployment).
		Do(ctx).
		Into(result)
	return
}

• 至此，您對Clientset應該心里有數了：其實就是把我們使用RESTClient操作資源的代碼按照Group和Version分類再封裝而已，這不像技識訓，更像體力活---所以，這種體力活是誰做的呢？如下圖紅框所示，原始碼中已經注明這些代碼是工具client-gen自動生成的：

• 至此，Clientset的原始碼速度就算完成了，咱們已經知道了Clientset的內幕，接下來開始嘗試使用它；

需求確認

• 本次編碼實戰的需求如下：
• 寫一段代碼，檢查用戶輸入的operate引數，該引數默認是create，也可以接受clean；
• 如果operate引數等于create，就執行以下操作：

1. 新建名為test-clientset的namespace
2. 新建一個deployment，namespace為test-clientset，鏡像用tomcat，副本數為2
3. 新建一個service，namespace為test-clientset，型別是NodePort

• 如果operate引數等于clean，就洗掉create操作中創建的service、deployment、namespace等資源：
• 以上需求使用Clientset客戶端實作，完成后咱們用瀏覽器訪問來驗證tomcat是否正常；

原始碼下載

• 本篇實戰中的原始碼可在GitHub下載到，地址和鏈接資訊如下表所示(https://github.com/zq2599/blog_demos)：

• 這個git專案中有多個檔案夾，client-go相關的應用在client-go-tutorials檔案夾下，如下圖紅框所示：

• client-go-tutorials檔案夾下有多個子檔案夾，本篇對應的原始碼在clientsetdemo目錄下，如下圖紅框所示：

編碼

• 新建檔案夾restclientdemo，在里面執行以下命令，新建module：

go mod init clientsetdemo

• 添加k8s.io/api和k8s.io/client-go這兩個依賴，注意版本要匹配kubernetes環境：

go get k8s.io/[email protected]
go get k8s.io/[email protected]

• 新建main.go，內容如下，已經都添加了詳細的注釋，就不贅述了：

package main

import (
	"context"
	"flag"
	"fmt"
	appsv1 "k8s.io/api/apps/v1"
	apiv1 "k8s.io/api/core/v1"
	metav1 "k8s.io/apimachinery/pkg/apis/meta/v1"
	"k8s.io/client-go/kubernetes"
	"k8s.io/client-go/tools/clientcmd"
	"k8s.io/client-go/util/homedir"
	"k8s.io/utils/pointer"
	"path/filepath"
)

const (
	NAMESPACE = "test-clientset"
	DEPLOYMENT_NAME = "client-test-deployment"
	SERVICE_NAME = "client-test-service"
)

func main() {

	var kubeconfig *string

	// home是家目錄，如果能取得家目錄的值，就可以用來做默認值
	if home:=homedir.HomeDir(); home != "" {
		// 如果輸入了kubeconfig引數，該引數的值就是kubeconfig檔案的絕對路徑，
		// 如果沒有輸入kubeconfig引數，就用默認路徑~/.kube/config
		kubeconfig = flag.String("kubeconfig", filepath.Join(home, ".kube", "config"), "(optional) absolute path to the kubeconfig file")
	} else {
		// 如果取不到當前用戶的家目錄，就沒辦法設定kubeconfig的默認目錄了，只能從入參中取
		kubeconfig = flag.String("kubeconfig", "", "absolute path to the kubeconfig file")
	}

	// 獲取用戶輸入的操作型別，默認是create，還可以輸入clean，用于清理所有資源
	operate := flag.String("operate", "create", "operate type : create or clean")

	flag.Parse()

	// 從本機加載kubeconfig組態檔，因此第一個引數為空字串
	config, err := clientcmd.BuildConfigFromFlags("", *kubeconfig)

	// kubeconfig加載失敗就直接退出了
	if err != nil {
		panic(err.Error())
	}

	// 實體化clientset物件
	clientset, err := kubernetes.NewForConfig(config)

	if err!= nil {
		panic(err.Error())
	}

	fmt.Printf("operation is %v\n", *operate)

	// 如果要執行清理操作
	if "clean"==*operate {
		clean(clientset)
	} else {
		// 創建namespace
		createNamespace(clientset)

		// 創建deployment
		createDeployment(clientset)

		// 創建service
		createService(clientset)
	}
}

// 清理本次實戰創建的所有資源
func clean(clientset *kubernetes.Clientset) {
	emptyDeleteOptions := metav1.DeleteOptions{}

	// 洗掉service
	if err := clientset.CoreV1().Services(NAMESPACE).Delete(context.TODO(), SERVICE_NAME, emptyDeleteOptions) ; err != nil {
		panic(err.Error())
	}

	// 洗掉deployment
	if err := clientset.AppsV1().Deployments(NAMESPACE).Delete(context.TODO(), DEPLOYMENT_NAME, emptyDeleteOptions) ; err != nil {
		panic(err.Error())
	}

	// 洗掉namespace
	if err := clientset.CoreV1().Namespaces().Delete(context.TODO(), NAMESPACE, emptyDeleteOptions) ; err != nil {
		panic(err.Error())
	}
}

// 新建namespace
func createNamespace(clientset *kubernetes.Clientset) {
	namespaceClient := clientset.CoreV1().Namespaces()

	namespace := &apiv1.Namespace{
		ObjectMeta: metav1.ObjectMeta{
			Name: NAMESPACE,
		},
	}

	result, err := namespaceClient.Create(context.TODO(), namespace, metav1.CreateOptions{})

	if err!=nil {
		panic(err.Error())
	}

	fmt.Printf("Create namespace %s \n", result.GetName())
}

// 新建service
func createService(clientset *kubernetes.Clientset) {
	// 得到service的客戶端
	serviceClient := clientset.CoreV1().Services(NAMESPACE)

	// 實體化一個資料結構
	service := &apiv1.Service{
		ObjectMeta: metav1.ObjectMeta{
			Name: SERVICE_NAME,
		},
		Spec: apiv1.ServiceSpec{
			Ports: []apiv1.ServicePort{{
					Name: "http",
					Port: 8080,
					NodePort: 30080,
				},
			},
			Selector: map[string]string{
				"app" : "tomcat",
			},
			Type: apiv1.ServiceTypeNodePort,
		},
	}

	result, err := serviceClient.Create(context.TODO(), service, metav1.CreateOptions{})

	if err!=nil {
		panic(err.Error())
	}

	fmt.Printf("Create service %s \n", result.GetName())
}

// 新建deployment
func createDeployment(clientset *kubernetes.Clientset) {
	// 得到deployment的客戶端
	deploymentClient := clientset.
		AppsV1().
		Deployments(NAMESPACE)

	// 實體化一個資料結構
	deployment := &appsv1.Deployment{
		ObjectMeta: metav1.ObjectMeta{
			Name: DEPLOYMENT_NAME,
		},
		Spec: appsv1.DeploymentSpec{
			Replicas: pointer.Int32Ptr(2),
			Selector: &metav1.LabelSelector{
				MatchLabels: map[string]string{
					"app" : "tomcat",
				},
			},

			Template: apiv1.PodTemplateSpec{
				ObjectMeta:metav1.ObjectMeta{
					Labels: map[string]string{
						"app" : "tomcat",
					},
				},
				Spec: apiv1.PodSpec{
					Containers: []apiv1.Container{
						{
							Name: "tomcat",
							Image: "tomcat:8.0.18-jre8",
							ImagePullPolicy: "IfNotPresent",
							Ports: []apiv1.ContainerPort{
								{
									Name: "http",
									Protocol: apiv1.ProtocolSCTP,
									ContainerPort: 8080,
								},
							},
						},
					},
				},
			},
		},
	}

	result, err := deploymentClient.Create(context.TODO(), deployment, metav1.CreateOptions{})

	if err!=nil {
		panic(err.Error())
	}

	fmt.Printf("Create deployment %s \n", result.GetName())
}

資料結構初始化的煩惱

• 看過或者上述代碼后您可能在煩惱：創建資源時，資料結構的欄位太多太復雜根本記不住，對應的代碼不好寫，這里分享一個我的做法，如下圖，我在開發的時候一共有兩個視窗，左側是官方的yaml示例，右側用了GoLand的分屏功能，分屏的左側是我寫代碼的視窗，右側是資料結構定義，此時內容不會搞錯，資料結構也能對應上，寫起來就舒服多了：

驗證

• 代碼寫完后，執行go run main.go，即可創建namespace、deployment、service等資源；

• 查看kubernetes上資源是否成功創建：

[root@hedy ~]# kubectl get pods -n test-clientset
NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
client-test-deployment-7677cc9669-kd7l7   1/1     Running   0          178m
client-test-deployment-7677cc9669-kt5rv   1/1     Running   0          178m
[root@hedy ~]# kubectl get service -n test-clientset
NAME                  TYPE       CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
client-test-service   NodePort   10.109.189.151   <none>        8080:30080/TCP   178m

• 瀏覽器訪問kubernetes服務器的30080埠，可見熟悉的tomcat首頁：

• 執行命令go run main.go -operate clean即可洗掉剛才創建的所有資源；

• 至此Clientset的學習和實戰就結束了，總得來說這是個大部分都是自動生成代碼的客戶端，邏輯簡單容易理解，多用幾次熟練后，就能隨心所欲的操控kubernetes的資源了；

關于容器和鏡像的環境

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