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client-go:资源类型 Scheme

 ? 本节主要讲解 Kubernetes 核心的资源类型 Scheme 的定义和用途。

介绍

当我们操作资源和 apiserver 进行通信的时候,需要根据资源对象类型的 Group、Version、Kind 以及规范定义、编解码等内容构成 Scheme 类型,然后 Clientset 对象就可以来访问和操作这些资源类型了,Scheme 的定义主要在 api 子项目之中,源码仓库地址: https://github.com/kubernetes/api ,被同步到 Kubernetes 源码的 staging/src/k8s.io/api 之下。

主要就是各种资源对象的原始结构体定义,比如查看 apps/v1 目录下面的定义:

$ tree staging/src/k8s.io/api/apps/v1
staging/src/k8s.io/api/apps/v1
├── BUILD
├── doc.go
├── generated.pb.go
├── generated.proto
├── register.go
├── types.go
├── types_swagger_doc_generated.go
└── zz_generated.deepcopy.go

0 directories, 8 files

types.go 文件

其中 types.go 文件里面就是 apps/v1 这个 GroupVersion 下面所有的资源对象的定义,有 Deployment、DaemonSet、StatefulSet、ReplicaSet 等几个资源对象,比如 Deployment 的结构体定义如下所示:

https://bxdc-static.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/images/20200713123321.png

TypeMetaObjectMetaDeploymentSpec 以及 DeploymentStatus 4个属性组成,和我们使用 YAML 文件定义的 Deployment 资源对象也是对应的。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment  
metadata:
  name:  nginx-deploy
  namespace: default
spec:
  selector:  
    matchLabels:
      app: nginx
  template:  
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        ports:
        - containerPort: 80

其中 apiVersionkind 就是 TypeMeta 属性,metadata 属性就是 ObjectMeta,spec 属性就是 DeploymentSpec,当资源部署过后也会包含一个 status 的属性,也就是 DeploymentStatus ,这样就完整的描述了一个资源对象的模型。

zz_generated.deepcopy.go 文件

上面定义的规范在 Kubernetes 中称为资源类型 Scheme,此外zz_generated.deepcopy.go 文件是由 deepcopy-gen 工具创建的定义各资源类型 DeepCopyObject() 方法的文件,所有注册到 Scheme 的资源类型都要实现 runtime.Object 接口:

// staging/src/k8s.io/apimachinery/pkg/runtime/interface.go
type Object interface {
	GetObjectKind() schema.ObjectKind
	DeepCopyObject() Object
}

而所有的资源类型都包含一个 TypeMeta 类型,而该类型实现了 GetObjectKind() 方法,所以各资源类型只需要实现 DeepCopyObject() 方法即可:

// staging/src/k8s.io/apimachinery/pkg/apis/meta/v1/meta.go
func (obj *TypeMeta) GetObjectKind() schema.ObjectKind { return obj }

各个资源类型的 DeepCopyObject() 方法也不是手动定义,而是使用 deepcopy-gen 工具命令统一自动生成的,该工具会读取 types.go 文件中的 +k8s:deepcopy-gen 注释,以 Deployment 为例:

// +k8s:deepcopy-gen:interfaces=k8s.io/apimachinery/pkg/runtime.Object

// Deployment enables declarative updates for Pods and ReplicaSets.
type Deployment struct {
......
}

然后将自动生成的代码保存到 zz_generated.deepcopy.go 文件中。

register.go 文件

register.go 文件的主要作用是定义 AddToScheme 函数,将各种资源类型注册到 Clientset 使用的  Scheme 对象中去,由于每个资源自动生成了 DeepCopyObject() 方法,这样资源就实现了 runtime.Object 接口,所以可以注册到 Scheme 中去了。

// staging/src/k8s.io/api/apps/v1/register.go
var (
	// TODO: move SchemeBuilder with zz_generated.deepcopy.go to k8s.io/api.
	// localSchemeBuilder and AddToScheme will stay in k8s.io/kubernetes.
	SchemeBuilder      = runtime.NewSchemeBuilder(addKnownTypes)
	localSchemeBuilder = &SchemeBuilder
	// 对外暴露的 AddToScheme 方法用于注册该 Group/Verion 下的所有资源类型
	AddToScheme        = localSchemeBuilder.AddToScheme
)

// staging/src/k8s.io/client-go/kubernetes/scheme/register.go
// 新建一个 Scheme,将各类资源对象都添加到该 Scheme
var Scheme = runtime.NewScheme()  
// 为 Scheme 中的所有类型创建一个编解码工厂
var Codecs = serializer.NewCodecFactory(Scheme)
// 为 Scheme 中的所有类型创建一个参数编解码工厂
var ParameterCodec = runtime.NewParameterCodec(Scheme)
// 将各 k8s.io/api/<Group>/<Version> 目录下资源类型的 AddToScheme() 方法注册到 SchemeBuilder 中
var localSchemeBuilder = runtime.SchemeBuilder{
	......
	appsv1.AddToScheme, 
	appsv1beta1.AddToScheme,
	appsv1beta2.AddToScheme,
	......
}

var AddToScheme = localSchemeBuilder.AddToScheme

func init() {
	v1.AddToGroupVersion(Scheme, schema.GroupVersion{Version: "v1"})
	// 调用 SchemeBuilder 中各资源对象的 AddToScheme() 方法,将它们注册到到 Scheme 对象
	utilruntime.Must(AddToScheme(Scheme))
}

将各类资源类型注册到**全局的 Scheme 对象**中,这样 Clientset 就可以识别和使用它们了。

apimachinery 子项目主要是 Kubernetes 服务端和客户端项目都共同依赖的一些公共方法、struct、工具类的定义,主要服务于 kubernetes、client-go、apiserver 这三个项目。

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