jenkins pipeline實現自動構建並部署至k8s


在日常開發中,經常會有發布的需求,而且經常會碰到各種環境,比如:開發環境、測試環境、生產環境。雖然可以使用手動構建、上傳服務器部署的方式,但在微服務架構下一個項目經常包含多個微服務的部署,如果用手動方式就會非常繁瑣而且容易出錯。使用jenkins結合SCM可以實現代碼的整個自動化構建部署過程。

本文中自動構建部署過程大致完成了以下步驟:

  1. 提交spring boot項目代碼並打上git tag,上傳代碼及tag至gitlab

  2. gitlab通過webhook自動觸發jenkins執行任務

  3. jenkins獲取代碼,執行代碼編譯、構建docker鏡像、上傳docker鏡像至harbor鏡像倉庫、執行kubectl命令部署至k8s。

本文中采用jenkins pipeline執行整個jenkins的構建過程,在pipeline中使用docker執行maven構建。文中構建的docker鏡像的tag直接采用git中的tag。
下面的示例中,jenkins版本為2.121.3,gitlab版本為10.0.2-ce,如果使用的版本不一致可能會有部分設置差異。

部署jenkins

這里采用docker的方式部署jenkins。

  1. 在終端中運行docker命令,使用jenkinsci/blueocean鏡像運行容器。

docker run \
  -d \
  -u root \
  -p 8080:8080 \
  -v jenkins_home:/var/jenkins_home \
  -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock \
  jenkinsci/blueocean
  1. 訪問 http://localhost:8080 地址,等待出現下面解鎖界面。

    https://img4.sycdn.imooc.com/5d2d2a9000010be506180387.jpg

    解鎖jenkins

     

  2. 使用docker logs 命令從日志信息中 復制自動生成的密碼(在兩組星號之間)。

     

    https://img3.sycdn.imooc.com/5d2d2a9300011ac606300178.jpg

    默認密碼

  3. 在 解鎖Jenkins 頁面, 粘貼密碼並繼續。

  4. 解鎖jenkins后,在界面中選擇“安裝建議的插件”。

  5. 最后,jenkins要求創建管理員用戶。創建新用戶或使用admin用戶,按照步驟完成后即可登錄使用jenkis了。

注:由於后面jenkins pipeline任務會上傳docker鏡像至harbor倉庫,如果harbor使用http需要在/etc/docker/daemon.json中將地址配置到insecure-registries;如果harbor使用自簽名https證書,需要將ca證書放入/etc/docker/certs.d/目錄下。設置完需要重啟docker服務。

准備java示例工程

下面新建spring boot示例工程,示例工程的代碼地址為:https://gitee.com/tinylk/pipeline-demo

創建spring boot示例工程

  1. 通過 https://start.spring.io/ 生成spring boot基礎工程,添加一個示例Controller類。

package com.example.demo.controller;import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;@RestControllerpublic class HomeController {    @GetMapping("")    public String hello() {        return "Hello!";
    }
}
  1. 修改application配置文件,設置端口。

spring.application.name=pipeline-demo
server.port=40080
  1. 編譯運行,訪問 http://localhost:40080 地址可以看到示例運行結果。

添加Dockerfile

在工程根目錄創建Dockerfile,用來構建docker鏡像。其中${JAR_FILE}參數在pipeline執行docker build時,通過build-arg參數傳入。

FROM openjdk:8-jdk-alpine#構建參數ARG JAR_FILE
ARG WORK_PATH="/opt/demo"# 環境變量ENV JAVA_OPTS="" \
    JAR_FILE=${JAR_FILE}#設置時區RUN apk update && apk add ca-certificates && \
    apk add tzdata && \
    ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime && \    echo "Asia/Shanghai" > /etc/timezone

COPY target/$JAR_FILE $WORK_PATH/

WORKDIR $WORK_PATHENTRYPOINT exec java $JAVA_OPTS -jar $JAR_FILE

添加k8s的Deployment配置

在工程根目錄創建k8s-deployment.tpl文件,此文件用來作為k8s的yaml文件模板。在jenkens pipeline執行時,會先將tpl文件中{}括起來的自定義參數用sed命令替換為實際的內容。(由於對k8s的了解有限,不知道有沒有更好的方式來實現)

apiVersion: apps/v1kind: Deploymentmetadata:  name: {APP_NAME}-deployment  labels:    app: {APP_NAME}spec:  replicas: 1  selector:    matchLabels:      app: {APP_NAME}  template:    metadata:      labels:        app: {APP_NAME}    spec:      containers:      - name: {APP_NAME}        image: {IMAGE_URL}:{IMAGE_TAG}        ports:        - containerPort: 40080        env:          - name: SPRING_PROFILES_ACTIVE            value: {SPRING_PROFILE}

添加Jenkinsfile

在工程根目錄創建Jenkinsfile,用來執行jenkins pipeline任務。Jenkinsfile文件的大概內容描述如下:

  • environment中變量說明,environment的文檔說明參見:https://jenkins.io/zh/doc/book/pipeline/jenkinsfile/#%E5%A4%84%E7%90%86%E5%87%AD%E8%AF%81 。

    • HARBOR_CREDS為harbor鏡像倉庫的用戶密碼,數據保存為jenkins的“username and password”類型的憑據,用credentials方法從憑據中獲取。使用時通過HARBOR_CREDS_USR獲取用戶名,HARBOR_CREDS_PSW獲取密碼。

    • K8S_CONFIG為k8s中kubectl命令的yaml配置文件內容,數據保存為jenkins的“Secret Text”類型的憑據,用credentials方法從憑據中獲取。這里保存的yaml配置文件內容以base64編碼格式保存,在設置憑據時先要進行base64編碼。(此base64編碼是非必須的,如果直接保存原文,下面Jenkinsfile中需要去掉base64 -d 解碼)

    • GIT_TAG變量通過執行sh命令獲取當前git的tag值。由於后面構建docker鏡像時使用git的tag作為鏡像的標簽,所以這個變量也不能為空。

  • parameters中變量說明

    • HARBOR_HOST:harbor鏡像倉庫地址。

    • DOCKER_IMAGE:docker鏡像名,包含harbor項目名稱。

    • APP_NAME:k8s中的標簽名稱,對應k8s的yaml模板中的{APP_NAME}。

    • K8S_NAMESPACE:k8s中的namespace名稱,執行kubectl命令會部署至此命名空間。

  • stages說明:

    • Maven Build:使用docker的方式執行maven命令,args參數中將.m2目錄映射出來,避免執行時重復從遠端獲取依賴;stash步驟中將jar文件保存下來,供后面的stage使用。

    • Docker Build:unstash獲取jar文件。通過sh依次執行docker命令登錄harbor、構建鏡像、上傳鏡像、移除本地鏡像。構建鏡像時,會獲取jar文件名傳入JAR_FILE參數。

    • Deploy:使用docker的方式執行kubectl命令。在執行前先將K8S_CONFIG中的內容進行base64解密並存為~/.kube/config配置文件,然后執行sed命令將k8s-deployment.tpl文件中“{參數名}”形式參數替換為實際的參數值,最后執行kubectl命令部署至k8s。

parameters中的參數在pipeline任務執行一次后,第二次執行時可以在界面上修改參數值。
這里的stage都是一個接一個自動執行,如果需要手動執行可以使用input指令實現。參見:https://jenkins.io/zh/doc/book/pipeline/syntax/#input

// 需要在jenkins的Credentials設置中配置jenkins-harbor-creds、jenkins-k8s-config參數
pipeline {     agent any     environment {         HARBOR_CREDS = credentials('jenkins-harbor-creds')         K8S_CONFIG = credentials('jenkins-k8s-config')         GIT_TAG = sh(returnStdout: true,script: 'git describe --tags').trim()     }     parameters {         string(name: 'HARBOR_HOST', defaultValue: '172.23.101.66', description: 'harbor倉庫地址')         string(name: 'DOCKER_IMAGE', defaultValue: 'tssp/pipeline-demo', description: 'docker鏡像名')         string(name: 'APP_NAME', defaultValue: 'pipeline-demo', description: 'k8s中標簽名')         string(name: 'K8S_NAMESPACE', defaultValue: 'demo', description: 'k8s的namespace名稱')     }     stages {         stage('Maven Build') {             when { expression { env.GIT_TAG != null } }             agent {                 docker {                     image 'maven:3-jdk-8-alpine'                     args '-v $HOME/.m2:/root/.m2'                 }             }             steps {                 sh 'mvn clean package -Dfile.encoding=UTF-8 -DskipTests=true'                 stash includes: 'target/*.jar', name: 'app'             }         }         stage('Docker Build') {             when {                  allOf {                     expression { env.GIT_TAG != null }                 }             }             agent any             steps {                 unstash 'app'                 sh "docker login -u ${HARBOR_CREDS_USR} -p ${HARBOR_CREDS_PSW} ${params.HARBOR_HOST}"                 sh "docker build --build-arg JAR_FILE=`ls target/*.jar |cut -d '/' -f2` -t ${params.HARBOR_HOST}/${params.DOCKER_IMAGE}:${GIT_TAG} ."                 sh "docker push ${params.HARBOR_HOST}/${params.DOCKER_IMAGE}:${GIT_TAG}"                 sh "docker rmi ${params.HARBOR_HOST}/${params.DOCKER_IMAGE}:${GIT_TAG}"             }                      }         stage('Deploy') {             when {                  allOf {                     expression { env.GIT_TAG != null }                 }             }             agent {                 docker {                     image 'lwolf/helm-kubectl-docker'                 }             }             steps {                 sh "mkdir -p ~/.kube"                 sh "echo ${K8S_CONFIG} | base64 -d > ~/.kube/config"                 sh "sed -e 's#{IMAGE_URL}#${params.HARBOR_HOST}/${params.DOCKER_IMAGE}#g;s#{IMAGE_TAG}#${GIT_TAG}#g;s#{APP_NAME}#${params.APP_NAME}#g;s#{SPRING_PROFILE}#k8s-test#g' k8s-deployment.tpl > k8s-deployment.yml"                 sh "kubectl apply -f k8s-deployment.yml --namespace=${params.K8S_NAMESPACE}"             }                      }              } }

配置jenkins pipeline任務

創建jenkins pipeline任務,並設置需要的參數。

新建pipeline任務

點擊“新建任務”,輸入名稱並選擇“流水線”(pipeline),然后點擊確定。

https://img2.sycdn.imooc.com/5d2d2a9d0001360607270360.jpg

新建pipeline

配置 pipeline任務

進入任務的配置界面,在流水線(pipeline)設置部分,選擇“Pipeline script from SCM”。SCM選項選為“Git”,配置好工程的git地址以及獲取代碼的憑證信息。然后在“Additional Behaviours”中添加“Clean before checkout”。

https://img3.sycdn.imooc.com/5d2d2ab90001536f07240448.jpg

配置pipeline

配置harbor賬號與密碼

選擇“憑據”,然后在下圖所示位置點擊“添加憑據”。在新憑據設置界面,類型選擇為“Username with password”,ID設置為“jenkins-harbor-creds”(此處的ID必須與Jenkinsfile中的保持一致)。Username與Password分別設置為harbor鏡像私庫的用戶名和密碼。

https://img4.sycdn.imooc.com/5d2d2abd0001c6ba07120311.jpg

添加憑證

https://img1.sycdn.imooc.com/5d2d2ac200016f1607300220.jpg

設置harbor賬號密碼

配置k8s的kube.config配置信息

k8s中使用kubectl命令時需要yaml格式的服務器及授權信息配置文件。這里將kubectl的yaml配置文件的內容以base64編碼后保存在jenkins的憑據中。pipeline任務執行時,先從jenkins憑據中獲取內容,進行base64解碼后將配置保存為~/.kube/config文件。kubectl的配置文件的內容如下:

apiVersion: v1kind: Configclusters:- name: "test"  cluster:    server: "https://xxxxx"    api-version: v1    certificate-authority-data: "xxxxxx"users:- name: "user1"  user:    token: "xxxx"contexts:- name: "test"  context:    user: "user1"    cluster: "test"current-context: "test"

可以在linux中采用下面命令將kubectl的yaml配置文件進行base64編碼。

base64 kube-config.yml > kube-config.txt

然后類似上一步,在jenkins憑據中增加配置文件內容。在憑據設置界面,類型選擇為“Secret text”,ID設置為“jenkins-k8s-config”(此處的ID必須與Jenkinsfile中的保持一致),Secret設置為上面經過base64編碼后的配置文件內容。

https://img2.sycdn.imooc.com/5d2d2add0001f33607000245.jpg

配置kube配置

測試pipeline任務

在創建的pipeline任務中,點擊“立即構建”即可立即執行pipeline任務。

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立即構建

在jenkins中存在一個名為Blue Ocean的新界面,在新界面中也可以執行pipeline任務,而且新的界面中查看任務的執行結果更加清晰,所以執行結果日志建議在新界面中查看。點擊“Open Blue Ocean”菜單進入新界面。

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打開Blue Ocean新界面

在Blue Ocean新界面中,可以點擊“運行”執行pipeline任務。

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在新界面中運行

在執行pipeline任務,執行“git describe --tags”命令出錯,這是由於上面示例的Jenkinsfile中要求必須有git的tag。在git中增加tag,並提交上傳至gitlab后即可解決。

https://img4.sycdn.imooc.com/5d2d2b010001152e07370196.jpg

git無tag時執行錯誤

在git中增加tag,並提交上傳至gitlab后重新執行pipeline任務,所有步驟都執行成功。

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打上tag執行成功

執行成功后,查看harbor鏡像倉庫,docker鏡像成功上傳至harbor。

https://img3.sycdn.imooc.com/5d2d2b2100019ebe07260226.jpg

harbor中鏡像

執行成功后,查看k8s中pod運行日志,服務啟動成功。

https://img1.sycdn.imooc.com/5d2d2b240001fb4a07100285.jpg

k8s中執行成功

設置gitlab自動觸發jenkins

前面的步驟中已經完成了手動執行jenkins執行pipeline任務完成構建部署任務,下面說明如何在代碼提交后讓gitlab自動觸發jenkins執行pipeline任務。

jenkins中安裝gitlab插件

要實現gitlab自動觸發jenkins任務,需要在jenkins中安裝gitlab插件。從jenkins的“系統管理”-“管理插件”中找到gitlab插件並下載安裝,重啟jenkins后生效。

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選擇gitlab插件

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安裝gitlab插件

在gitlab中創建訪問token

安裝的gitlab插件在配置時,需要gitlab的訪問token,先要在gitlab中創建訪問的token。點擊“用戶設置”-“Access Tokens”菜單,進入訪問token設置界面。然后輸入“Name”,並在“Scopes”中勾選“api”,點擊“Create ...”按鈕即可創建訪問token。創建成功后,一定要將生成的token保存下來,后面將無法再查看生成的token,如果未保存后面只能重新生成。

https://img1.sycdn.imooc.com/5d2d2b4c00012bf507230316.jpg

創建token

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作者:幕布斯6054654
鏈接:https://www.imooc.com/article/278426
來源:慕課網


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