使用Helm优化Kubernetes下的研发体验:实现持续交付流水线

【编者的话】在上一篇的基础上,笔者将详细介绍如果通过Pipeline As Code的方式实现Helm下的端到端交付过程。 接着上一篇《使用Helm优化Kubernetes下的研发体验:基础设施即代码》中笔者介绍了如何在项目中使用Helm,在项目源码中,我们通过Dockerfile定义了项目是如何构建的,使用Helm定义了项目是如何部署的。 团队中的任何人员(角色)在获取源码的同时就已经具备了一键构建,一键部署的能力。 # 整体目标 在这一篇中,我们将使用Jenkins在此基础上构建一条完整的持续交付流水线,并且让团队不同成员能够基于该流水线展开基本的协作。 * 开发: 持续提交代码并能够通过持续集成(CI)过程快速获取反馈,在通过CI验证后,能够自动化部署到开发环境,以便后续的进一步功能测试(手动/自动自动化测试)等; * 测试: 在需要对项目功能进行验证时,可以一键部署测试环境,并且在此环境基础上可以完成功能验收(手动),以及全量的自动化验收测试等; * 运维:一键部署生产环境,同时发布创建版本,以便在发布异常时能够快速回归。
ci-cd-jenkins-helm-k8s.png

资料来源: https://dzone.com/articles/easily-automate-your-cicd-pipeline-with-jenkins-he

示例项目的代码可以从GitHub下载,示例项目为`containerization-spring-with-helm`。接下来,我们将分阶段介绍如何通过Jenkinsfile定义整个过程。
pipeline-overview.png
# 项目构建阶段 当前阶段Jenkinsfile定义如下:
    stage('Build And Test') {
        steps {

            dir('containerization-spring-with-helm') {
                sh 'docker build -t yunlzheng/spring-sample:$GIT_COMMIT .'
            }

        }
    } 
在`Build And Test`阶段,我们直接通过源码中的Dockerfile定义了整个持续集成阶段的任务,通过docker的`Multi-Stage Builds`特性,持续集成的所有任务全部通过Dockerfile进行定义,这样无论是在本地还是持续集成服务器中,我们都可以非常方便的进行运行CI任务。
build-and-test.png
# 发布镜像和Helm阶段 当前阶段Jenkinsfile定义如下:
    stage('Publish Docker And Helm') {
      steps {

        withDockerRegistry([credentialsId: 'dockerhub', url: '']) {
          sh 'docker push yunlzheng/spring-sample:$GIT_COMMIT'
        }

        script {
          def filename = 'containerization-spring-with-helm/chart/values.yaml'
          def data = readYaml file: filename
          data.image.tag = env.GIT_COMMIT
          sh "rm $filename"
          writeYaml file: filename, data: data
        }

        script {
          def filename = 'containerization-spring-with-helm/chart/Chart.yaml'
          def data = readYaml file: filename
          data.version = env.GIT_COMMIT
          sh "rm $filename"
          writeYaml file: filename, data: data
        }

        dir('containerization-spring-with-helm') {
          sh 'helm push chart https://repomanage.rdc.aliyun.com/helm_repositories/26125-play-helm --username=$HELM_USERNAME --password=$HELM_PASSWORD  --version=$GIT_COMMIT'
        }

      }
    } 
## Push镜像 通过`withDockerRegistry`的上下文,Jenkins会确保docker client首先通过`credentials dockerhub`中定义的用户名和密码完成登录后,再运行`docker push`任务。这里我们使用当前代码版本的COMMIT_ID作为镜像的Tag,从而将Docker镜像版本与源码版本进行一一对应; ## 重写Chart镜像版本 通过`readYaml`读取chart的values.yaml内容到变量data后,通过`writeYaml`重写values.yaml中的镜像tag版本与当前构建镜像版本一致。 ## 重写Chart版本 与镜像一样,我们希望Chart的版本与源码版本能够一一对应。 ## 上传Chart 这里我们直接使用阿里云效提供的Helm仓库服务,点击开通私有仓库服务。通过Helm Push插件发布Chart到Helm仓库。 其中环境变量`$HELM_USERNAME`和`$HELM_PASSWORD`是通过jenkins的Credentials加载到环境变量中:
  environment {
        HELM_USERNAME = credentials('HELM_USERNAME')
        HELM_PASSWORD = credentials('HELM_PASSWORD')
  } 
publish-docker-and-helm.png
# 部署到开发/测试环境阶段 当前阶段Jenkinsfile定义如下:
    stage('Deploy To Dev') {
      steps {
        dir('containerization-spring-with-helm') {
          dir('chart') {
            sh 'helm upgrade spring-app-dev --install --namespace=dev --set ingress.host=dev.spring-example.local .'
          }
        }
      }
    }

    stage('Deploy To Stageing') {
      steps {
        input 'Do you approve staging?'
        dir('containerization-spring-with-helm') {
          dir('chart') {
            sh 'helm upgrade spring-app-staging --install --namespace=staging --set ingress.host=staging.spring-example.local .'
          }
        }
      }
    } 
在Jenkinsfile中我们分别定义了两个阶段`Deploy To Dev`和`Deploy To Stageing`。我们通过Kubernetes的命名空间划分单独的开发环境和测试环境。并且通过覆盖ingress.host确保能够通过ingress域名`dev.spring-example.local`和`staging.spring-example.local`访问到不同环境。 对于Staging环境而言,通过`input`确保该流程一定是通过人工确认的。 使用`helm upgrade`命令可以在特定命名空间下部署或者升级已有的Chart:
helm upgrade spring-app-staging --install --namespace=staging --set ingress.host=staging.spring-example.local .
deploy-to-dev.png
deploy-to-staging.png
# 部署到生产环境阶段 当前阶段Jenkinsfile定义如下:
    stage('Deploy To Production') {
      steps {
        input 'Do you approve production?'

        script {                
            env.RELEASE = input message: 'Please input the release version',
            ok: 'Deploy',
            parameters: [
              [$class: 'TextParameterDefinition', defaultValue: '0.0.1', description: 'Cureent release version', name: 'release']
            ]
        }

        echo 'Deploy and release: $RELEASE'

        script {
          def filename = 'containerization-spring-with-helm/chart/Chart.yaml'
          def data = readYaml file: filename
          data.version = env.RELEASE
          sh "rm $filename"
          writeYaml file: filename, data: data
        }

        dir('containerization-spring-with-helm') {
          dir('chart') {
            sh 'helm lint'
            sh 'helm upgrade spring-app-prod --install --namespace=production --set ingress.host=production.spring-example.local .'
          }
          sh 'helm push chart https://repomanage.rdc.aliyun.com/helm_repositories/26125-play-helm --username=$HELM_USERNAME --password=$HELM_PASSWORD  --version=$RELEASE'
        }

      }
    } 
在最后一个`Deploy To Production`阶段中,与Dev和Stageing的部署不同在于当人工确认部署测试环境之后,我们需要用户手动输入当前发布的版本,以确保对当前发布的Chart版本能完成一个基线的定义:
release-version.png
这里,我们需要确保当前定义的版本是符合Sem规范的,因此这里使用了`helm lint`对Chart定义进行校验。 # 小结 通过代码提交版本(COMMIT_ID)关联了源码版本,镜像版本以及Chart版本。同时对于正式发布的软件版本而言,单独定义了正式发布的版本号。对于实践持续交付的研发团队而言,我们可以通过上述一条流水线基本实现软件交付的整个生命周期。而对于传统交付模式的团队,则可以通过将上述过程分拆到多条流水线(开发流水线,测试流水线,发布流水线)来适应自己的发布模式。 回到我们的总体目标而言,通过基础设施及代码的方式,我们定义了一个相对完备且自描述的应用。通过流水线即代码的方式,定义了应用的端到端交付过程。通过Docker定义项目的构建过程,通过Helm实现Kubernetes下应用的发布管理,通过Jenkinsfile定义了软件的整个交付过程,并且不同职能的团队成员,可以方便的在此基础上实现协作。最后借用《持续交付》的话“提前并频繁地做让你感到痛苦的事!“ ,希望大家都能够Happy Coding。 # 参考资料 * 云效一站式企业协同研发云 * 云效私有仓库服务 * Easily Automate Your CI/CD Pipeline With Jenkins, Helm, and Kubernetes * Jenkins

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