Skaffold-简化本地开发kubernetes应用的神器

作者 阳明
来源 | k8s技术圈（ID：kube100）

在我们开发kubernetes应用的过程中，一般情况下是我们在本地开发调试测试完成以后，再通过CI/CD的方式部署到kubernetes的集群中，这个过程首先是非常繁琐的，而且效率非常低下，因为你想验证你的每次代码修改，就得提交代码重新走一遍CI/CD的流程，我们知道编译打包成镜像这些过程就是很耗时的，即使我们在自己本地搭建一套开发kubernetes集群，也同样的效率很低。在实践中，若不在本地运行那些服务，调试将变得颇具挑战。就在几天前，我遇到了Skaffold，它是一款命令行工具，旨在促进kubernetes应用的持续开发，Skaffold可以将构建、推送及向kubernetes集群部署应用程序的过程自动化，听上去是不是很舒服呀~~~

介绍

Skaffold是一款命令行工具，旨在促进Kubernetes应用的持续开发。你可以在本地迭代应用源码，然后将其部署到本地或者远程Kubernetes集群中。Skaffold会处理构建、上传和应用部署方面的工作流。它通用可以在自动化环境中使用，例如CI/CD流水线，以实施同样的工作流，并作为将应用迁移到生产环境时的工具 —— Skaffold官方文档

Skaffold的特点：

• 没有服务器端组件，所以不会增加你的集群开销
• 自动检测源代码中的更改并自动构建/推送/部署
• 自动更新镜像TAG，不要担心手动去更改kubernetes的 manifest 文件
• 一次性构建/部署/上传不同的应用，因此它对于微服务同样完美适配
• 支持开发环境和生产环境，通过仅一次运行manifest，或者持续观察变更

另外Skaffold是一个可插拔的架构，允许开发人员选择自己最合适的工作流工具

使用

要使用Skaffold最好是提前在我们本地安装一套单节点的kubernetes集群，比如minikube或者Docker for MAC/Windows的Edge版

安装

您将需要安装以下组件后才能开始使用Skaffold：

1. skaffold

下载最新的Linux版本，请运行如下命令：

$ curl -Lo skaffold https://storage.googleapis.com/skaffold/releases/latest/skaffold-linux-amd64 && chmod +x skaffold && sudo mv skaffold /usr/local/bin

下载最新的OSX版本，请运行：

$ curl -Lo skaffold https://storage.googleapis.com/skaffold/releases/latest/skaffold-darwin-amd64 && chmod +x skaffold && sudo mv skaffold /usr/local/bin

当然如果由于某些原因你不能访问上面的链接的话，则可以前往Skaffold的github release页面下载相应的安装包。

2. Kubernetes集群

其中Minikube， GKE， Docker for Mac(Edge)和Docker for Windows(Edge) 已经过测试，但任何kubernetes群集都是可以使用，为了简单起见，我这里使用的是Docker for Mac(Edge)

3. kubectl

要使用kubernetes那么肯定kubectl也是少不了的，在本地配置上你的目标群集的当前上下文进行开发

4. Docker

这个应该不用多说了吧?

5. Docker 镜像仓库

如果你有私有的镜像仓库，则要先配置上相关的登录认证之类的。我这里为了方便，就直接使用Docker Hub，当然要往上面推送镜像的话，你得提前去docker hub注册一个帐号

开发

我们可以在本地开发一个非常简单的应用程序，然后通过Skaffold来进行迭代开发，这里我们直接使用Skaffold的官方示例，首先clone代码：

$ git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/skaffold

然后我们定位到examples/getting-started目录下去：

$ cd examples/getting-started
$ tree .
.
├── Dockerfile
├── k8s-pod.yaml
├── main.go
├── skaffold-gcb.yaml
└── skaffold.yaml

0 directories, 5 files

该目录下面有一个非常简单的golang程序:(main.go)

package main
import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    for {
        fmt.Println("Hello Skaffold!")
        time.Sleep(time.Second * 2)
    }
}

其中skaffold-gcb.yaml文件我们可以暂时忽略，这个文件是和google cloud结合使用的，我们可以看下skaffold.yaml文件内容，这里我已经将镜像名称改成了我自己的了(cnych/skaffold-example)，如下：

apiVersion: skaffold/v1alpha1
kind: Config
build:
  artifacts:
  - imageName: cnych/skaffold-example
    workspace: .
  local: {}
deploy:
  kubectl:
    manifests:
    - paths:
      - k8s-*
      parameters:
        IMAGE_NAME: cnych/skaffold-example

然后我们可以看到k8s-pod.yaml文件，其中的镜像名称是一个IMAGE_NAME的参数，这个地方Skaffold会自动帮我们替换成正在的镜像地址的，所以不用我们做任何更改了，如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: getting-started
spec:
  containers:
  - name: getting-started
    image: IMAGE_NAME

然后我们就可以在getting-started目录下面执行skaffold dev命令了：

$ skaffold dev
Starting build...
Found minikube or Docker for Desktop context, using local docker daemon.
Sending build context to Docker daemon  6.144kB
Step 1/5 : FROM golang:1.9.4-alpine3.7
 ---> fb6e10bf973b
Step 2/5 : WORKDIR /go/src/github.com/GoogleCloudPlatform/skaffold/examples/getting-started
 ---> Using cache
 ---> e6ae5322ee52
Step 3/5 : CMD ["./app"]
 ---> Using cache
 ---> bac5f3fd392e
Step 4/5 : COPY main.go .
 ---> Using cache
 ---> 47fa1e536263
Step 5/5 : RUN go build -o app main.go
 ---> Using cache
 ---> f1470fe9f398
Successfully built f1470fe9f398
Successfully tagged a250d03203f9a5df267d8ad63bae8dba:latest
Successfully tagged cnych/skaffold-example:f1470fe9f3984775f5dea87b5f720d67b6c2eeaaf2ca5efd1ca3c3ec7c4d4cce
Build complete.
Starting deploy...
Deploying k8s-pod.yaml...
Deploy complete.
Dependencies may be incomplete.
[getting-started getting-started] Hello Skaffold!
[getting-started getting-started] Hello Skaffold!

Skaffold已经帮我们做了很多事情了：

• 用本地源代码构建 Docker 镜像
• 用它的sha256值作为镜像的标签
• 设置skaffold.yaml文件中定义的 kubernetes manifests 的镜像地址
• 用kubectl apply -f命令来部署 kubernetes 应用

部署完成后，我们可以看到 pod 打印出了如下的信息：

[getting-started getting-started] Hello Skaffold!
[getting-started getting-started] Hello Skaffold!
[getting-started getting-started] Hello Skaffold!

同样的，我们可以通过kubectl工具查看当前部署的 POD：

$ kubectl get pods
NAME              READY     STATUS    RESTARTS   AGE
getting-started   1/1       Running   3          1h

然后我们可以打印出上面的 POD 的详细信息：

$ kubectl get pod getting-started  -o yaml
...
spec:
  containers:
  - image: cnych/skaffold-example:f1470fe9f3984775f5dea87b5f720d67b6c2eeaaf2ca5efd1ca3c3ec7c4d4cce
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    name: getting-started
...

我们可以看到我们部署的 POD 的镜像地址，和我们已有的 docker 镜像地址和标签是一样的：

$ docker images |grep skaffold
cnych/skaffold-example                                    f1470fe9f3984775f5dea87b5f720d67b6c2eeaaf2ca5efd1ca3c3ec7c4d4cce   f1470fe9f398        8 minutes ago       271MB

现在，我们来更改下我们的main.go文件：

package main
import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    for {
        fmt.Println("Hello blog.qikqiak.com!")
        time.Sleep(time.Second * 2)
    }
}

当我们保存该文件后，观察 POD 的输出信息：

[getting-started getting-started] Hello Skaffold!
[getting-started getting-started] Hello Skaffold!
[getting-started getting-started] Hello blog.qikqiak.com!
[getting-started getting-started] Hello blog.qikqiak.com!
[getting-started getting-started] Hello blog.qikqiak.com!
[getting-started getting-started] Hello blog.qikqiak.com!
[getting-started getting-started] Hello blog.qikqiak.com!

是不是立刻就变成了我们修改的结果了啊，同样我们可以用上面的样式去查看下 POD 里面的镜像标签是已经更改过了。

总结

我这里为了说明Skaffold的使用，可能描述显得有点拖沓，但是当你自己去使用的时候，就完全能够感受到Skaffold为开发kubernetes应用带来的方便高效，大大的提高了我们的生产力。

另外在kubernetes开发自动化工具领域，还有一些其他的选择，比如Azure的Draft、Datawire 的 Forge 以及 Weavework 的 Flux，大家都可以去使用一下，其他微软的Draft是和Helm结合得非常好，不过Skaffold当然也是支持的，工具始终是工具，能为我们提升效率的就是好工具，不过从开源的角度来说，信 Google 准没错。

相关链接

• https://github.com/GoogleCloudPlatform/skaffold
• https://draft.sh/
• https://hub.docker.com/
• https://github.com/GoogleCloudPlatform/skaffold/releases
• https://github.com/GoogleCloudPlatform/skaffold/blob/master/docs/img/intro.gif