k8sclient fabric8客户端源码分析

1一年前工作中分析,当时还没有几个人用,也找不到资料,不知道现在什么情况了。共享下。

k8s client-fabric8

fabric8 k8s分析报告

【一】概述

1介绍

目前k8s 支持 Go,Python,Java,dotnet 4种语言的客户端,目前java 客户端有两种,1种是 基于RESRFul Web Service 的Jersey 另外就是基于Fabric8 的,后面一种成熟度比较高。

Kubernetes Client是java版本的调用kubernetes集群资源对象API的客户端,即通过它实现对kubernetes集群中资源对象(包括deployment、service、ingress、replicaSet、pod、namespace、node等)的增删改查等操作。

fabric8存在的目标,1简单易用,提高开发效率,2 性能好,稳定性高,有一定的机制来保证业务的可靠性。

2功能说明

Ⅰ支持操作各种资源(pod,Endpoints,Event,Namespace,Node,PersistentVolume,PersistentVolumeClaim,ReplicationController,ResourceQuota,Secret,Service,ServiceAccount,ConfigMap,LimitRange,hpa,NetworkPolicy,StorageAPIGroupDSL,Job,KubernetesRole )资源

Ⅱ 支持watch 回调机制。

3 高性能

主要通过业务层和通信层 进行保障 

业务层 业务处理对象全局唯一,减少资源的重复创建,对不同的资源操作,同一个客户端底层连接可以复用 

依赖okhttp,进行http的管理,本身是一个高性能http库,支持相同请求 进行sock 复用,通过底层连接池对连接进行管理。

4版本支持


【二】 使用说明和流程分析

1 资源操作流程


示例

   ConfigBuilder builder = new ConfigBuilder();

   builder.withMasterUrl("xxx");

Config config = builder.build(); 构建config

KubernetesClient client = new DefaultKubernetesClient(config) 构建client

NonNamespaceOperation> pods = client.pods().inNamespace(namespace); 获取资源处理类

Pod pod1 = new PodBuilder().withNewMetadata().withName("pod1").withNamespace("test").and().build();

pods.create(pod);

功能架构图


重要类解读

   初始化流程


   各操作资源的客户端:

              Ⅰ  AppsAPIGroupClient :

                                 Deployment DaemonSet ReplicaSet StatefulSet  

             Ⅱ   BatchAPIGroupClient

Job CronJob

Ⅲ ExtensionsAPIGroupClient

Ingress PodSecurityPolicy

Ⅳ  NetworkAPIGroupClient

NetworkPolicy

Ⅴ RbacAPIGroupExtensionAdapter

                                 KubernetesRole ,KubernetesRoleBinding

  Ⅵ      StorageAPIGroupClient 

                                StorageClass

       实现原理:

BaseOperation定义了crud操作

 实现过程:底层封装了基本的操作,其实就是对象转成json数据,发送http请求和解析并封装返回的数据。

                 HasMetadataOperation 定义了edit,replace 功能和原理同上

                xxxxOperationsImpl  比如 ComponentStatusOperationsImpl ,PodOperationsImpl 定义各种资源的实现过程  其实就是通过泛型 将各种资源  传递给 底层,达到封装一套底层的目的。

                client 通过继承 xxxxOperationsImpl   实现各种客户端。3 实现client 相互转换,共用底层的通讯连接。

3 实现client转换

KubernetesClient client = new DefaultKubernetesClient();

AppsAPIGroupClient oclient =client.adapt(AppsAPIGroupClient.class);

具体 实现过程

Ⅰ 通过 Adapters  ServiceLoader.loadServiceLoader这个类来从配置文件中加载子类或者接口的实现类,保证全局只有一个client,具体参考meta-inf.services 配置文件

 Ⅱ 当调用

ExtensionAdapter adapter = Adapters.get(type);

if (adapter !=null) {

return adapter.adapt(this);

}

 Ⅲ  每个client 都实现 newInstance 方法,实现client 转变,底层连接共用,配置共用。

4 watch 机制

Ⅰ       Watcher watcher = new Watcher() {@Override

  public void eventReceived(Action action, Pod resource) {

logger.info("resource.getMetadata().getName()=" + resource.getMetadata().getName());

}

@Override

  public void onClose(KubernetesClientException cause) {

logger.info("cause.getStatus()=" + cause.getStatus());

}

};

client.pods().inNamespace("my-namespace").watch(watcher);

          Ⅱ  实现原理


      说明:


WatchConnectionManager

                       http streaming客户端发起http request,服务端有请求数据就回复一个response(回复的http header中会带上”Transfer-Encoding”:”chunked”)。客户端收到这种header的response后就会继续等待后续数据,而服务端有新的数据时会继续通过这条连接发数据 ,并且有失败重试机制。

5 资源同步异步机制,除了watch机制是异步外,其他都是同步机制。具体机制请参考okhttp 分析。


【三】性能 和容错机制分析

1 业务层次:操作多种资源共享底层通讯链路

参考上个模块 实现client转换,共用一条通信连接

【三】 

底层okhttp 性能和保证机制分析

         介绍

OkHttp是一个高效的HTTP库:

1. 底层通过共享同一个Socket来处理同一个服务器的所有请求

2.通过连接池来减少请求延时

3.无缝的支持GZIP来减少数据流量

4.缓存响应数据来减少重复的网络请求

          架构


  性能措施

          1ConnectInterceptor  通过连接池进行管理连接,获取连接策略,同一个url 同一个端口,用同一个底层链路

          2Dispatcher.java 支持同步和异步 机制,异步任务最大 64 确保资源不被耗尽

          3 通过查找 被引用的次数为0的连接, 和闲置时间 ,进行关闭连接池中空闲连接,保持资源消耗低

 可靠性保证

         引入重连拦截器 retryAndFollowUpInterceptor 对因为网络等原因引起的中断,可以进行重连。

okhttp 原理请参考httpclient 源码分析

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