K8s 交付与 Python/Java 微服务对比

第 19 章 · Docker/K8s 微服务交付与模块结业

本章目标：为 svc-spring-demo 各服务编写多阶段 Dockerfile 与统一镜像规范；使用 docker-compose 编排应用与基础设施；在 deploy/k8s/ 编写 Deployment / Service / Ingress YAML；配置 ConfigMap / Secret 与健康探针；理解微服务交付与单体（spring-boot-web ch19）的差异；完成 Python/Java 微服务栈对比（§19.11）、spring-cloud-web 全模块回顾与 100 分进阶验收表；说明与 xiaozi-cloud、architecture 模块的衔接路径。

学时建议：8～10 小时（含 4 小时容器构建与 K8s 部署演练）

前置：spring-cloud-web ch01～ch18；spring-boot-web ch19 容器基础；ch12 毕业项目；选修 xiaozi-cloud ch01～ch03。

19.1 微服务交付 vs 单体交付

spring-boot-web ch19          spring-cloud-web ch19（本章）
shop-spring-demo              svc-spring-demo
  1 个 Dockerfile               N 个服务 Dockerfile + 公共父 POM 构建
  1 个 Deployment               gateway / bff / order / product / ...
  1 个 MySQL                    每服务独立库 + 共享中间件

目标拓扑（虚构 api.example.com）：

Internet
    │
    ▼ Ingress (api.example.com)
┌─────────────┐
│ gateway-svc │ ×2
└──────┬──────┘
       │ ClusterIP
┌──────┴──────────────────────────────┐
│ bff │ order │ product │ user │ auth │
└─────────────────────────────────────┘
       │
┌──────┴──────────────────────────────┐
│ Nacos │ MySQL×N │ Redis │ RabbitMQ │
│ Zipkin │ Seata TC │ Prometheus     │
└─────────────────────────────────────┘

19.2 多模块 Maven 构建策略

方案 A：每服务独立 Dockerfile（推荐教学）

svc-spring-demo/
├── order-svc/Dockerfile
├── product-svc/Dockerfile
├── gateway-svc/Dockerfile
└── pom.xml                    # 父 POM

方案 B：根目录统一构建脚本

# scripts/build-images.sh（虚构）
services=(gateway-svc bff-svc order-svc product-svc user-svc auth-svc)
for svc in "${services[@]}"; do
  docker build -f "$svc/Dockerfile" -t "registry.example.com/svc-spring/$svc:${GIT_SHA}" .
done

19.3 服务 Dockerfile 模板

以 order-svc/Dockerfile 为例（衔接 spring-boot-web ch19）：

# ── 构建阶段：在仓库根目录构建（-f order-svc/Dockerfile .）
FROM eclipse-temurin:21-jdk-alpine AS builder
WORKDIR /build
COPY pom.xml ./
COPY svc-common/pom.xml svc-common/
COPY order-svc/pom.xml order-svc/
# 仅下载依赖层（利用缓存）
RUN mvn -q -pl order-svc -am dependency:go-offline -DskipTests
COPY svc-common svc-common
COPY order-svc order-svc
RUN mvn -q -pl order-svc -am package -DskipTests

# ── 运行阶段
FROM eclipse-temurin:21-jre-alpine AS runtime
RUN addgroup -g 1000 app && adduser -u 1000 -G app -D app
WORKDIR /app
COPY --from=builder /build/order-svc/target/order-svc-*.jar app.jar
USER app
EXPOSE 8080 9090
ENV JAVA_OPTS="-XX:+UseContainerSupport -XX:MaxRAMPercentage=75.0"
# alpine 镜像的 wget 来自 busybox；若改用非 alpine 基础镜像（如 jammy）需先 apt 安装 wget/curl
HEALTHCHECK --interval=30s --timeout=3s --start-period=90s \
  CMD wget -qO- http://127.0.0.1:9090/actuator/health/liveness || exit 1
ENTRYPOINT ["sh", "-c", "java $JAVA_OPTS -jar app.jar"]

健康检查前提：9090 管理端口与 liveness/readiness 探针端点来自 ch18 的 observability.yml（management.server.port: 9090 + probes.enabled: true）；二者缺一，HEALTHCHECK 会持续失败。

.dockerignore（仓库根）：

**/target/
.git/
.idea/
*.iml
.env
logs/
deploy/

19.4 docker-compose 分层编排

沿用 ch12 结构，拆为三层：

# deploy/docker-compose.infra.yml — Nacos, MySQL, Redis, RabbitMQ, Zipkin, Seata, Prometheus
# deploy/docker-compose.apps.yml   — 各业务镜像
# deploy/docker-compose.observability.yml — ch18 Grafana（可选）

docker-compose.apps.yml 片段：

services:
  gateway-svc:
    image: registry.example.com/svc-spring/gateway-svc:${VERSION:-latest}
    ports: ["8443:8443"]
    environment:
      SPRING_PROFILES_ACTIVE: docker
      NACOS_SERVER: nacos:8848
    depends_on:
      nacos: { condition: service_healthy }
    healthcheck:
      test: ["CMD", "wget", "-qO-", "http://127.0.0.1:9090/actuator/health/readiness"]
      interval: 15s
      timeout: 5s
      retries: 10

  order-svc:
    image: registry.example.com/svc-spring/order-svc:${VERSION:-latest}
    environment:
      SPRING_PROFILES_ACTIVE: docker
      NACOS_SERVER: nacos:8848
    depends_on: [nacos, mysql-order, rabbitmq]
    deploy:
      replicas: 2   # compose v3 swarm 模式；教学可用 scale

启动顺序：

docker compose -f deploy/docker-compose.infra.yml up -d
# 等待 Nacos 健康
docker compose -f deploy/docker-compose.apps.yml up -d
docker compose -f deploy/docker-compose.apps.yml run --rm scripts/smoke-svc.sh

19.5 Kubernetes 核心清单

Namespace svc-spring（ch13 Istio 选修）：

# deploy/k8s/namespace.yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: svc-spring
  labels:
    istio-injection: enabled   # 选修 ch13

order-svc Deployment：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: order-svc
  namespace: svc-spring
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels: { app: order-svc }
  template:
    metadata:
      labels: { app: order-svc, version: v1 }
      annotations:
        prometheus.io/scrape: "true"
        prometheus.io/port: "9090"
        prometheus.io/path: "/actuator/prometheus"
    spec:
      containers:
        - name: order-svc
          image: registry.example.com/svc-spring/order-svc:1.0.0
          ports:
            - { name: http, containerPort: 8080 }
            - { name: mgmt, containerPort: 9090 }
          envFrom:
            - configMapRef: { name: svc-spring-config }
            - secretRef: { name: svc-spring-secrets }
          resources:
            requests: { memory: "512Mi", cpu: "250m" }
            limits: { memory: "1Gi", cpu: "1000m" }
          livenessProbe:
            httpGet: { path: /actuator/health/liveness, port: mgmt }
            initialDelaySeconds: 90
          readinessProbe:
            httpGet: { path: /actuator/health/readiness, port: mgmt }
            initialDelaySeconds: 30

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: order-svc
  namespace: svc-spring
spec:
  selector: { app: order-svc }
  ports: [{ port: 8080, targetPort: http }]

Gateway Ingress：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata: