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內(nèi)容：全部原創(chuàng)文章內(nèi)容篩選及配套設(shè)施源代碼，涉及到Java、Docker、Kubernetes、DevOPS等；

系列產(chǎn)品文章內(nèi)容連接

1. kubebuilder實(shí)戰(zhàn)演練之一：準(zhǔn)備工作
2. kubebuilder實(shí)戰(zhàn)演練之二：第一次感受kubebuilder
3. kubebuilder實(shí)戰(zhàn)演練之三：基本知識(shí)快評(píng)
4. kubebuilder實(shí)戰(zhàn)演練之四：operator要求表明和設(shè)計(jì)方案
5. kubebuilder實(shí)戰(zhàn)演練之五：operator編號(hào)
6. kubebuilder實(shí)戰(zhàn)演練之六：搭建布署運(yùn)作
7. kubebuilder實(shí)戰(zhàn)演練之七：webhook
8. kubebuilder實(shí)戰(zhàn)演練之八：知識(shí)要點(diǎn)隨記

這篇概述

• 做為《kubebuilder實(shí)戰(zhàn)》系列產(chǎn)品的第四篇，經(jīng)歷了之前的準(zhǔn)備工作，從本文逐漸，我們來(lái)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一個(gè)有具體功效的operator，該operator名叫elasticweb，既延展性web服務(wù)；
• 這將是一次詳細(xì)的operator開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)演練，設(shè)計(jì)方案、編號(hào)、布署等階段都是會(huì)加入到，與《kubebuilder實(shí)戰(zhàn)之二：初次體驗(yàn)kubebuilder》的不同點(diǎn)取決于，elasticweb從CRD設(shè)計(jì)方案再到controller作用都是確定的業(yè)務(wù)流程含意，能實(shí)行領(lǐng)域模型，而《kubebuilder實(shí)戰(zhàn)之二》只是是一次開(kāi)發(fā)流程感受；
• 為了更好地搞好這一operator，這篇不急切編號(hào)，只是用心的加強(qiáng)制定工作中，我們的operator有哪些作用，解決了什么問(wèn)題，有什么具體內(nèi)容，都將在這篇梳理清晰，擁有如此的提前準(zhǔn)備，才可以在下一章寫下符合規(guī)定的編碼；
• 下面我們來(lái)聊一些情況專業(yè)知識(shí)，便于更快的步入主題；

要求情況

• QPS：Queries-per-second，既每秒鐘查看率，就是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器在一秒的時(shí)間內(nèi)解決了多少個(gè)要求；
• 情況：做了網(wǎng)站建設(shè)的同學(xué)們對(duì)橫著擴(kuò)充應(yīng)當(dāng)都掌握，簡(jiǎn)易的說(shuō)，假定一個(gè)tomcat的QPS限制為500，假如外界瀏覽的QPS做到了600，為了更好地確保全部網(wǎng)址服務(wù)水平，務(wù)必重新啟動(dòng)一個(gè)一樣的tomcat來(lái)一同平攤要求，如下圖所顯示(簡(jiǎn)易考慮，假定我們的后臺(tái)管理服務(wù)項(xiàng)目是無(wú)狀態(tài)的，換句話說(shuō)不依靠宿主機(jī)的IP、本地磁盤這類)：

• 之上是橫著擴(kuò)充基本作法，在kubernetes自然環(huán)境，假如外界要求超出了單獨(dú)pod的處置極限，我們可以提升pod總數(shù)來(lái)做到橫著擴(kuò)充的目地，如下圖：

• 之上便是情況信息內(nèi)容，下面我們聊一聊elasticweb這一operator的主要作用；

要求表明

• 為了更好地說(shuō)清晰要求，這兒編造一個(gè)情景：小琪是個(gè)java開(kāi)發(fā)人員，便是下面這一妹紙：

• 如今小琪要將SpringBoot運(yùn)用布署到kubernetes上，她的狀況和面對(duì)的情況以下：

1. springboot運(yùn)用已制成docker鏡像系統(tǒng)；
2. 根據(jù)壓測(cè)得到單獨(dú)pod的QPS為500；
3. 估計(jì)得到發(fā)布后的總QPS會(huì)在800上下；
4. 伴隨著運(yùn)營(yíng)策略轉(zhuǎn)變 ，QPS還會(huì)繼續(xù)有調(diào)節(jié)；
5. 總體來(lái)說(shuō)，小琪手上僅有三個(gè)數(shù)據(jù)信息：docker鏡像系統(tǒng)、單獨(dú)pod的QPS、總QPS，她對(duì)kubernetes不了解，必須 有一個(gè)計(jì)劃方案來(lái)幫她將服務(wù)項(xiàng)目布署好，而且在運(yùn)轉(zhuǎn)期內(nèi)能支撐點(diǎn)外界的分布式系統(tǒng)瀏覽；

之上便是小琪的要求了，我們來(lái)總結(jié)一下：

1. 我們?yōu)樾＄鏖_(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一個(gè)operator（名叫elasticweb），對(duì)小琪而言，她只需將手上的三個(gè)主要參數(shù)（docker鏡像系統(tǒng)、單獨(dú)pod的QPS、總QPS）告知elasticweb就完事情了；
2. elasticweb在kubernetes建立pod，對(duì)于pod總數(shù)自然是全自動(dòng)算出來(lái)的，要保障能達(dá)到QPS規(guī)定，以之前的具體情況為例子，必須2個(gè)pod才可以達(dá)到800的QPS；
3. 單獨(dú)pod的QPS和總QPS都隨時(shí)隨地有可能轉(zhuǎn)變 ，一旦發(fā)生變化，elasticweb也需要全自動(dòng)調(diào)節(jié)pod總數(shù)，以保證 服務(wù)水平；
4. 為了更好地保證 服務(wù)項(xiàng)目能夠被外界啟用，我們?cè)夙槑托＄鹘⒑胹ervice（她對(duì)kubernetes掌握很少，這事情我們就隨手干了吧）；

自我保護(hù)申明

• 看了以上要求后，聰慧的您一定會(huì)對(duì)于我投來(lái)瞧不起的目光，實(shí)際上kubernetes早已有已有的QPS調(diào)整計(jì)劃方案了，比如改動(dòng)deployment的團(tuán)本數(shù)、單獨(dú)pod豎向擴(kuò)充、autoscale等都能夠，此次應(yīng)用operator來(lái)完成只是是為了更好地展現(xiàn)operator的研發(fā)全過(guò)程，并不是說(shuō)自定operator是唯一的解決方法；

• 因此，假如您認(rèn)為我這類用operator完成擴(kuò)充的方法很low，請(qǐng)不要將我罵得太慘，我這也就是為了更好地展現(xiàn)operator開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)全過(guò)程罷了，更何況咱這一operator也不是一無(wú)是處，用了這一operator，您就無(wú)需關(guān)心pod總數(shù)了，只需對(duì)焦單案例QPS和總QPS就可以，這兩個(gè)主要參數(shù)更接近業(yè)務(wù)流程；

• 為了更好地不把事兒弄繁雜，假定每一個(gè)pod需要的CPU和運(yùn)行內(nèi)存是確定的，立即在operator編碼中寫死，實(shí)際上您還可以自身改編碼，改為能夠在外界配備，如同鏡像系統(tǒng)名字主要參數(shù)那般；

• 把要求都交待明白了，下面進(jìn)到設(shè)計(jì)方案階段，先把CRD設(shè)計(jì)方案出去，這但是關(guān)鍵的算法設(shè)計(jì)；

CRD設(shè)計(jì)方案之Spec一部分

Spec是用于儲(chǔ)存客戶的期望的，也就是小琪手上的三個(gè)主要參數(shù)（docker鏡像系統(tǒng)、單獨(dú)pod的QPS、總QPS），再再加上端口：

1. image：業(yè)務(wù)流程服務(wù)項(xiàng)目相應(yīng)的鏡像系統(tǒng)
2. port：service占有的宿主機(jī)端口號(hào)，外界要求根據(jù)此端口號(hào)瀏覽pod的服務(wù)項(xiàng)目
3. singlePodQPS：?jiǎn)为?dú)pod的QPS限制
4. totalQPS：當(dāng)今全部項(xiàng)目的總QPS

• 對(duì)小琪而言，鍵入這四個(gè)主要參數(shù)就完事情了；

CRD設(shè)計(jì)方案之Status一部分

• Status用于儲(chǔ)存具體值，這兒設(shè)計(jì)方案成只有一個(gè)字段名realQPS，表明當(dāng)今全部operator具體能適用的QPS，那樣不論什么時(shí)候，只需小琪用kubectl describe指令就能了解當(dāng)今系統(tǒng)軟件事實(shí)上能適用是多少Q(mào)PS；

CRD源代碼

• 把算法設(shè)計(jì)說(shuō)清楚的較好辦法便是看編碼：

package v1

import (
	"fmt"
	metav1 "k8s.io/apimachinery/pkg/apis/meta/v1"
	"strconv"
)

// 期待情況
type ElasticWebSpec struct {
	// 業(yè)務(wù)流程服務(wù)項(xiàng)目相應(yīng)的鏡像系統(tǒng)，包含名字:tag
	Image string `json:"image"`
	// service占有的宿主機(jī)端口號(hào)，外界要求根據(jù)此端口號(hào)瀏覽pod的服務(wù)項(xiàng)目
	Port *int32 `json:"port"`

	// 單獨(dú)pod的QPS限制
	SinglePodQPS *int32 `json:"singlePodQPS"`
	// 當(dāng)今全部業(yè)務(wù)的總QPS
	TotalQPS *int32 `json:"totalQPS"`
}

// 具體情況，該算法設(shè)計(jì)中的值全是業(yè)務(wù)流程編碼推算出來(lái)的
type ElasticWebStatus struct {
	// 當(dāng)今kubernetes中具體適用的總QPS
	RealQPS *int32 `json:"realQPS"`
}

//  kubebuilder:object:root=true

// ElasticWeb is the Schema for the elasticwebs API
type ElasticWeb struct {
	metav1.TypeMeta   `json:",inline"`
	metav1.ObjectMeta `json:"metadata,omitempty"`

	Spec   ElasticWebSpec   `json:"spec,omitempty"`
	Status ElasticWebStatus `json:"status,omitempty"`
}

func (in *ElasticWeb) String() string {
	var realQPS string

	if nil == in.Status.RealQPS {
		realQPS = "nil"
	} else {
		realQPS = strconv.Itoa(int(*(in.Status.RealQPS)))
	}

	return fmt.Sprintf("Image [%s], Port [%d], SinglePodQPS [%d], TotalQPS [%d], RealQPS [%s]",
		in.Spec.Image,
		*(in.Spec.Port),
		*(in.Spec.SinglePodQPS),
		*(in.Spec.TotalQPS),
		realQPS)
}

//  kubebuilder:object:root=true

// ElasticWebList contains a list of ElasticWeb
type ElasticWebList struct {
	metav1.TypeMeta `json:",inline"`
	metav1.ListMeta `json:"metadata,omitempty"`
	Items           []ElasticWeb `json:"items"`
}

func init() {
	SchemeBuilder.Register(&ElasticWeb{}, &ElasticWebList{})
}

業(yè)務(wù)流程數(shù)字邏輯

• CRD的進(jìn)行意味著關(guān)鍵算法設(shè)計(jì)早已明確，下面是領(lǐng)域模型的設(shè)計(jì)方案，主要是理清晰controller的Reconcile方式里邊做些啥，實(shí)際上關(guān)鍵邏輯性或是比較簡(jiǎn)單的：算出必須多少個(gè)pod，隨后根據(jù)升級(jí)deployment讓pod總數(shù)做到規(guī)定，在這里關(guān)鍵的根基上再把建立deployment和service、更新status這種零碎的事兒搞好，就完事情了；

• 這兒將全部領(lǐng)域模型的流程表給出去以下所顯示，用以具體指導(dǎo)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)：

• 到此，我們完成了全部elasticweb的需要和設(shè)計(jì)方案，聰慧的您毫無(wú)疑問(wèn)早已成竹在胸，并且急不可耐的想運(yùn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了，好的，下一篇我們正式開(kāi)始編號(hào)！

參考文獻(xiàn)

• 您也許會(huì)怪異，小琪對(duì)kubernetes不了解，為什么會(huì)了解docker鏡像系統(tǒng)的制做，也有單獨(dú)pod的QPS她是怎么測(cè)的呢？
• 實(shí)際上她是程序猿欣宸的粉絲，早已閱讀文章過(guò)下列blog：

1. 《SpringBoot-2.3鏡像方案為什么要做多個(gè)layer》
2. 《體驗(yàn)SpringBoot(2.3)應(yīng)用制作Docker鏡像(官方方案)》
3. 《詳解SpringBoot(2.3)應(yīng)用制作Docker鏡像(官方方案)》
4. 《Kubernetes下web服務(wù)的性能測(cè)試三部曲之一：準(zhǔn)備工作》
5. 《Kubernetes下web服務(wù)的性能測(cè)試三部曲之二：縱向擴(kuò)容》
6. 《Kubernetes下web服務(wù)的性能測(cè)試三部曲之三：橫向擴(kuò)容》

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