Kubernetes 部署 Spring Boot 全指南

作者：一安 2025-08-15 07:39:11

云計算云原生

本文將詳細介紹如何在K8s環境中完整部署一個Spring Boot應用，涵蓋從項目準備、鏡像構建到K8s資源配置、部署驗證及日常運維的全流程。

引言

隨著容器化技術和云原生架構的普及，將Spring Boot應用部署到K8s已成為企業級應用的標準實踐。這種部署方式不僅能實現應用的快速擴展和高可用，還能簡化配置管理和版本迭代流程。

本文將詳細介紹如何在K8s環境中完整部署一個Spring Boot應用，涵蓋從項目準備、鏡像構建到K8s資源配置、部署驗證及日常運維的全流程。

前置條件

開發環境：

JDK 11+（與Spring Boot版本匹配）
Maven 3.6+或Gradle 7.0+
Docker 20.10+
Kubernetes集群（1.27+，可使用Minikube、Kind或生產級集群）
kubectl命令行工具（與集群版本兼容）

基礎知識：

了解Spring Boot應用的打包和運行機制
熟悉Docker基本命令和鏡像構建
了解Kubernetes核心概念（Pod、Deployment、Service、ConfigMap等）

項目準備與容器化

首先確保Spring Boot項目能正常構建為可執行JAR包。在項目根目錄執行打包命令：

# Maven項目
mvn clean package -DskipTests

# Gradle項目
gradle clean build -x test

編寫 Dockerfile

在項目根目錄創建Dockerfile，用于將Spring Boot應用容器化：

# 基礎鏡像選擇（推薦使用官方精簡版JDK）
FROM openjdk:11-jdk-slim

# 維護者信息
LABEL maintainer="yian@example.com"

# 設置工作目錄
WORKDIR /app

# 復制JAR包到容器（注意替換實際JAR文件名）
COPY target/vpdnapi-0.0.1-SNAPSHOT.jar app.jar

# 暴露應用端口（與Spring Boot配置的server.port一致）
EXPOSE 8080

# 啟動命令（使用exec格式確保容器能正確接收信號）
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "app.jar"]

# 可選：添加JVM參數優化
# ENTRYPOINT ["java", "-Xms512m", "-Xmx1g", "-jar", "app.jar"]

最佳實踐：

選擇合適的JDK版本，與項目編譯版本一致
使用精簡基礎鏡像（如slim或alpine版本）減小鏡像體積
固定鏡像標簽，避免使用latest
合理配置JVM參數，避免資源浪費

構建 Docker 鏡像

# 格式：docker build -t [鏡像倉庫地址]/[鏡像名]:[版本] .
docker build -t your-registry.example.com/vpdnapi:v1.0.0 .

推送鏡像到倉庫：

# 登錄鏡像倉庫（如需）
docker login your-registry.example.com

# 推送鏡像
docker push your-registry.example.com/vpdnapi:v1.0.0

資源配置

配置管理：ConfigMap 與 Secret

Spring Boot應用通常需要外部配置文件（如application.yml）和敏感信息（如數據庫密碼）。在K8s中，推薦使用ConfigMap存儲普通配置，使用Secret存儲敏感信息。

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: vpdnapi-config
  namespace: vpdn-system
  labels:
    app: vpdnapi
data:
  application.yml: |
    spring:
      profiles:
        active: prod
      application:
        name: vpdnapi
    server:
      port: 8080
    management:
      endpoints:
        web:
          exposure:
            include: health,info,metrics,prometheus
      endpoint:
        health:
          probes:
            enabled: true# 啟用Spring Boot的探針支持

  application-prod.yml: |
    spring:
      datasource:
        url: jdbc:mysql://mysql-service:3306/vpdn_db
        username: ${DB_USERNAME}
        password: ${DB_PASSWORD}

---
# conf目錄資源文件
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: vpdnapi-conf-files
  namespace: vpdn-system
  labels:
    app: vpdnapi
data:
  clients.xml: |
    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <clients>
      <client id="web" name="Web Application"/>
    </clients>

  permissions.properties: |
    admin=*
    operator=read,write
    viewer=read

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: vpdnapi-secret
  namespace: your-namespace
type: Opaque
data:
  # 注意：值必須使用Base64編碼（echo -n "實際值" | base64）
  db-username: YWRtaW4=  # 編碼前：admin
  db-password: cGFzc3dvcmQxMjM=  # 編碼前：password123
  api-key: SldJVFNlY3JldEtleQ==  # 編碼前：JWTSecretKey

部署應用：Deployment

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: vpdnapi-deployment
  namespace: vpdn-system
  labels:
    app: vpdnapi
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: vpdnapi
# 滾動更新策略優化
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1
      maxUnavailable: 0
    type: RollingUpdate
# 最小就緒時間（K8s 1.27+推薦設置）
  minReadySeconds: 10
  template:
    metadata:
      labels:
        app: vpdnapi
    spec:
      containers:
      - name: vpdnapi
        image: your-registry.example.com/vpdnapi:1.0.0
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 8080
          name: http
          protocol: TCP
        # 資源管理
        resources:
          requests:
            memory: "512Mi"
            cpu: "500m"
          limits:
            memory: "1Gi"
            cpu: "1000m"
        # 環境變量
        env:
        - name: DB_USERNAME
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: vpdnapi-secret
              key: db-username
        - name: DB_PASSWORD
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: vpdnapi-secret
              key: db-password
        # 配置文件掛載
        volumeMounts:
        - name: main-config
          mountPath: /app/application.yml
          subPath: application.yml
        - name: main-config
          mountPath: /app/application-prod.yml
          subPath: application-prod.yml
        - name: conf-files
          mountPath: /app/conf
        # 健康探針（K8s 1.27推薦配置）
        livenessProbe:
          httpGet:
            path: /actuator/health/liveness
            port: http
          initialDelaySeconds: 60
          periodSeconds: 10
          timeoutSeconds: 3
          failureThreshold: 3
          successThreshold: 1
        readinessProbe:
          httpGet:
            path: /actuator/health/readiness
            port: http
          initialDelaySeconds: 30
          periodSeconds: 5
          timeoutSeconds: 3
        # 啟動探針（處理慢啟動場景）
        startupProbe:
          httpGet:
            path: /actuator/health
            port: http
          failureThreshold: 30
          periodSeconds: 10
      volumes:
      - name: main-config
        configMap:
          name: vpdnapi-config
          defaultMode: 0644
      - name: conf-files
        configMap:
          name: vpdnapi-conf-files
          defaultMode: 0644

關鍵配置說明：

replicas: 設置多個副本實現高可用
resources: 配置資源請求和限制，避免資源競爭
livenessProbe/readinessProbe: 健康檢查確保K8s能正確識別應用狀態
volumeMounts: 將ConfigMap掛載到容器內，實現配置外部化
imagePullPolicy: 建議設置為IfNotPresent或Always（生產環境）

暴露服務：Service

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: vpdnapi-service
  namespace: vpdn-system
  labels:
    app: vpdnapi
spec:
  selector:
    app: vpdnapi
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
    protocol: TCP
    name: http
type: ClusterIP

Service類型說明：

ClusterIP: 僅集群內部可訪問（默認）
NodePort: 通過節點端口暴露服務（適合測試環境）
LoadBalancer: 結合云廠商負載均衡器使用（適合生產環境）

外部訪問：Ingress（可選）

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: vpdnapi-ingress
  namespace: vpdn-system
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/ssl-redirect: "true"
    nginx.ingress.kubernetes.io/use-regex: "true"
    nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-body-size: "10m"
    # 啟用會話保持（如需）
    nginx.ingress.kubernetes.io/affinity: "cookie"
    nginx.ingress.kubernetes.io/session-cookie-name: "VPdnApiSession"
    nginx.ingress.kubernetes.io/session-cookie-expires: "172800"
    nginx.ingress.kubernetes.io/session-cookie-max-age: "172800"
spec:
  ingressClassName: nginx
  rules:
  - host: vpdnapi.example.com
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: vpdnapi-service
            port:
              name: http
  tls:
  - hosts:
    - vpdnapi.example.com
    secretName: vpdnapi-tls-cert

部署與驗證

# 創建命名空間（如不存在）
kubectl create namespace your-namespace

# 部署配置資源
kubectl apply -f configmap.yaml
kubectl apply -f secret.yaml

# 部署應用
kubectl apply -f deployment.yaml

# 部署服務
kubectl apply -f service.yaml

# 部署Ingress（如需要）
kubectl apply -f ingress.yaml

驗證部署狀態

#查看 Pod 狀態
kubectl get pods -n your-namespace -l app=vpdnapi

NAME                                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
vpdnapi-deployment-7f9d658b45-2xq8k     1/1     Running   0          5m
vpdnapi-deployment-7f9d658b45-zm7p3     1/1     Running   0          5m

#查看 Deployment 狀態
kubectl get deployment vpdnapi-deployment -n your-namespace

#查看 Service 狀態
kubectl get service vpdnapi-service -n your-namespace

#查看應用日志
# 查看指定Pod日志
kubectl logs -f <pod-name> -n your-namespace

# 查看最近100行日志
kubectl logs --tail=100 <pod-name> -n your-namespace

測試訪問：

# 通過Service ClusterIP訪問
curl http://<service-ip>:80/actuator/health

# 通過Ingress訪問
curl https://vpdnapi.example.com/actuator/health

責任編輯：武曉燕來源：一安未來

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