在Rust中编写Kubernetes CRD控制器
在本文中，我们将定义一个Kubernetes自定义资源定义（CRD），然后编写一个控制器（或运算符）来管理它-全部用60行Rust代码编写。
在过去的几个月中，我一直在Rust中编写越来越多的Kubernetes特定代码。尽管Kubernetes本身是用Go编写的，但我发现我通常可以在Rust中编写更简洁，可读性和稳定性更高的Kubernetes代码。例如，我最近在Rust和Go中编写了功能等效的CRD控制器。 Go版本超过1700行，并装有样板和自动生成的代码。 Rust版本只有127行。它更容易理解和调试……而且绝对更快地编写。在这里，我们仅用60行就可以写一个。
您应该拥有最新的稳定Rust版本。您还需要配置为指向现有Kubernetes集群的kubectl。
控制器通常在Kubernetes集群内部作为守护进程运行。因此，我们将创建一个新的Rust程序（与库相对）。我们的目的是提供用于编写控制器的基本模型，因此我们不会花时间将事物分解为模块。我们还将介绍构建Rust Docker映像或创建Deployment来运行控制器的内容。所有这些都在其他地方有据可查。
在开始编写代码之前，让我们创建两个YAML文件。第一个是我们的CRD定义，第二个是该CRD的实例。我们将在k8s-controller /中创建一个名为docs /的目录，并将我们的YAML文件放在此处。
apiVersion：apiextensions.k8s.io/v1beta1种类：CustomResourceDefinition元数据：名称：books.example.technosophos.com规格：组：example.technosophos.com版本：-名称：v1服务：真实存储：真实范围：命名空间名称：复数：单书：书的种类：书
单步执行此文件超出了本教程的范围，但是您可以在官方文档中了解有关此文件格式的所有信息。 （Kubernetes的最新版本在定义中添加了更多字段，但我们将坚持使用基本版本。）CRD只是一个清单，用于声明新的资源类型并表示与此新资源关联的名称。类型。我们的全名是books.example.technosophos.com/v1。
$ kubectl创建-f docs / crd.yamlcustomresourcedefinition.apiextensions.k8s.io＆＃34; books.example.technosophos.com＆＃34;创建了$ kubectl create -f docs / book.yamlbook.example.technosophos.com＆＃34; moby-dick＆＃34;创建了$ kubectl删除书moby-dickbook.example.technosophos.com＆＃34; moby-dick＆＃34;已删除
我们不会像现在那样向我们的Cargo.toml文件中逐步添加依赖关系，而是现在要设置所有依赖关系。随着本文的进展，我们将看到如何使用它们。
[package] name =＆＃34; k8s-controller＆＃34;版本=＆＃34; 0.1.0＆＃34;版本=＆＃34; 2018＆＃34; [依赖关系] kube =＆＃34; 0.14.0＆＃34; serde =＆＃34; 1.0＆＃34; serde_derive =＆＃34; 1.0＆＃34; serde_json =＆＃34; 1.0＆＃34;
serde序列化库可能已经为您所熟悉。而kube是用于编写控制器的Kubernetes库。 （另一个库k8s_openapi对于处理现有的Kubernetes资源类型很有用，但是我们在这里不需要它）
我们将编写的第一段代码是代表我们的书CRD的结构。最简单的方法是编写定义主体（规范）的基本结构。在book.yaml中，规范中有两个字段：
由于我们只是在编写一个简单的示例，因此我们将继续在main.rs中创建此结构：
＃[macro_use] extern crate serde_derive; //这是我们的新Book struct＃[derive（Serialize，Deserialize，Clone，Debug）] pub struct Book {pub title：String，pub authors：Option＆lt; Vec＆lt;字符串＆gt;＆gt; ，} //这是Cargo生成的样板：fn main（）{println！ （＆＃34;你好，世界！＆＃34;）; }
通过将标题设置为字符串，将作者设置为选项，我们声明标题是必需的，但作者不是必需的。现在我们有了：
我们还使用了宏来生成Serde序列化器和解串器功能以及克隆和调试支持。
如果再次查看book.yaml，我们将看到本书的正文有两个部分：
一些Kubernetes对象的第三部分称为状态。我们不需要其中之一。
kube库知道此元数据/规范/状态模式。因此，它提供了一种称为kube :: api :: Object的泛型类型，可用于创建Kubernetes风格的资源。为了使我们的代码更易于阅读，我们将为此新资源类型创建类型别名：
//描述具有Book规格且无状态类型的Kubernetes对象KubeBook = Object＆lt;书本，虚空＆gt; ;
cube :: api :: Object已经定义了元数据部分。但这使我们可以选择添加自己的规格和状态字段。我们将Book添加为规格，但是我们不需要状态字段，因此将其设置为Void。
＃[macro_use] extern crate serde_derive;使用kube :: api :: {Object，Void}; ＃[derive（Serialize，Deserialize，Clone，Debug）] pub struct Book {pub title：String，pub authors：Option＆lt; Vec＆lt;字符串＆gt;＆gt; ，} //这是一个方便的别名，用于描述我们从Kubernetes获取的对象，类型为KubeBook = Object＆lt;书本，虚空＆gt; ; fn main（）{println！ （＆＃34;你好，世界！＆＃34;）; }
接下来，我们将在main（）函数中创建控制器。我们将分几个步骤进行。首先，让我们加载使用Kubernetes所需的所有信息。
＃[macro_use] extern crate serde_derive;使用kube :: {api :: {Object，Void，RawApi}，client :: APIClient，config，}; ＃[derive（Serialize，Deserialize，Clone，Debug）] pub struct Book {pub title：String，pub authors：Option＆lt; Vec＆lt;字符串＆gt;＆gt; ，} //这是一个方便的别名，用于描述我们从Kubernetes获取的对象，类型为KubeBook = Object＆lt;书本，虚空＆gt; ; fn main（）{//加载kubeconfig文件。让kubeconfig = config :: load_kube_config（）.expect（＆＃34; kubeconfig无法加载＆＃34;）; //创建一个新的客户端let client = APIClient :: new（kubeconfig）; //设置名称空间。我们现在只是进行硬编码。让命名空间=＆＃34; default＆＃34; ; //描述我们正在使用的CRD。 //这基本上是我们CRD定义中的字段。 let resource = RawApi :: customResource（＆＃34; books＆＃34;）.group（＆＃34; example.technosophos.com＆＃34;）.within（＆amp; namespace）; }
如果我们运行此程序，它将不会做任何可见的事情。但是，这是在main（）函数中发生的事情：
首先，我们加载kubeconfig文件（或者在集群中，从卷装载中读取机密信息）。这会将URL加载到Kubernetes API服务器，并加载用于身份验证的凭据。
其次，我们创建一个新的API客户端。这是将与Kubernetes API服务器通信的对象。
第三，我们设置名称空间。 Kubernetes按名称空间分割对象。在普通程序中，我们为用户提供了一种指定特定名称空间的方法。但是为此，我们将仅使用默认的内置名称空间。
第四，我们正在创建描述CRD的资源。我们将用一点时间来告诉告密者它应该注意什么。
因此，现在我们有足够的信息来针对特定的名称空间针对Kubernetes API服务器运行操作，并注意特定的CRD。
用Kubernetes的话来说，告密者是一种特殊的代理，它监视Kubernetes事件流，并在特定种类的资源触发事件时通知程序。这是我们控制者的核心。
还有第二种监视代理程序，用于保留与类型匹配的所有对象的本地缓存。这就是所谓的反射器。
在我们的案例中，我们将编写一个告密者，该告密者会告诉我们任何时候书籍发生任何变化。
这是创建通知程序，然后处理事件进入时的代码：
＃[macro_use] extern crate serde_derive;使用kube :: {api :: {Object，RawApi，Informer，WatchEvent，Void}，client :: APIClient，config，}; ＃[derive（Serialize，Deserialize，Clone，Debug）] pub struct Book {pub title：String，pub authors：Option＆lt; Vec＆lt;字符串＆gt;＆gt; ，} //这是一个方便的别名，用于描述我们从Kubernetes获取的对象，类型为KubeBook = Object＆lt;书本，虚空＆gt; ; fn main（）{//加载kubeconfig文件。让kubeconfig = config :: load_kube_config（）.expect（＆＃34; kubeconfig无法加载＆＃34;）; //创建一个新的客户端let client = APIClient :: new（kubeconfig）; //设置名称空间。我们现在只是进行硬编码。让命名空间=＆＃34; default＆＃34; ; //描述我们正在使用的CRD。 //这基本上是我们CRD定义中的字段。 let resource = RawApi :: customResource（＆＃34; books＆＃34;）.group（＆＃34; example.technosophos.com＆＃34;）.within（＆amp; namespace）; //创建我们的告密者并开始收听。让notifyer = Informer :: raw（client，resource）.init（）.expect（＆＃34; informer init failed＆＃34;）;循环{notifyer .poll（）.expect（＆＃34; informer poll failed＆＃34;）; //现在，每次触发新书事件时，我们都要做一些事情。而让Some（event）= notifyer .pop（）{handle（event）; }}} fn句柄（事件：WatchEvent＆lt; KubeBook＆gt;）{println！ （＆＃34;书中发生了什么事＆＃34;）}
该行创建了一个原始的告密者。原始告密者是不使用Kubernetes OpenAPI规范对其内容进行解码的告密者。由于我们使用的是自定义CRD，因此我们不需要OpenAPI规范。请注意，我们为通知者提供了两条信息：
基于这些信息，我们的通知者现在将连接到API服务器，并监视与Book CRD有关的任何事件。接下来，我们只需要告诉它继续监听新事件即可：
循环{notifyer .poll（）.expect（＆＃34; informer poll failed＆＃34;）; //现在，每次触发新书事件时，我们都要做一些事情。而让Some（event）= notifyer .pop（）{handle（event）; }}
上面告诉告密者轮询API服务器。每次有新事件排队时，pop（）都会将事件从队列中移出并进行处理。现在，我们的handle（）方法令人印象深刻：
稍后，我们将向handle（）添加一些功能，但是首先让我们看看如果运行此代码会发生什么。
确保您的本地环境指向Kubernetes集群！否则，货物运行和kubectl命令都将无效。并确保您安装了docs / crd.yaml。
在7.28秒内完成dev [unoptimized + debuginfo]目标运行`target / debug / k8s-controller`书中发生了某事书中发生了某事
在最后一部分中，我们将向handle（）函数添加更多内容。这是我们修改后的功能：
fn handle（event：WatchEvent＆lt; KubeBook＆gt;）{//每当匹配事件{WatchEvent ::添加的（book）=＆gt; {println！ （＆＃34;添加了书名{}的书{}，书.metadata.name，书.spec.title）}，WatchEvent :: Deleted（book）=＆gt ; {println！ （＆＃34;删除了图书{}＆＃34;，图书.metadata.name）} _ =＆gt; {println！ （＆＃34;另一个事件＆＃34;）}}}
注意，函数签名表示它接受事件：WatchEvent＆lt; KubeBook＆gt;。通知程序发出WatchEvent对象，该对象描述了它在Kubernetes事件流上看到的事件。创建告密者时，我们告诉它要注意描述我们Book CRD的资源。
因此，每次发出WatchEvent时，它都会包装一个KubeBook对象。该对象将代表我们之前的YAML定义：
因此，我们希望KubeBook将具有诸如book.metadata.name或book.spec.title之类的字段。实际上，我们之前的Book结构的所有属性都可以在book.spec中获得。
在上面的代码中，我们使用match事件匹配其中一个事件。我们显式处理添加和删除，但使用通用_匹配捕获其他对象。
为了更仔细地观察，在第一个匹配项中，我们只需打印出书对象的名称和书名：
如果执行货物运行，然后再次运行kubectl create和kubectl delete命令，这将在货物运行输出中看到：
$ cargo run编译k8s-controller v0.1.0（/ Users / technosophos / Code / Rust / k8s-controller）在5.33s中完成dev [unoptimized + debuginfo]目标运行`target / debug / k8s-controller`已添加标题为Moby Dick的书Moby-Dick，删除了书Moby-Dick
从这里开始，我们可能想对我们的告密者做一些更复杂的事情。或者，我们可能想尝试使用反射器。但是仅用60行代码，我们就编写了带有自定义资源定义的整个Kubernetes控制器！
这就是创建基本控制器的全部。与用Go编写这些代码不同，您不需要特殊的代码生成器或注释，样板代码的小样以及复杂的配置。这是创建新的Kubernetes控制器的快速有效的方法。
从这里开始，您可能需要仔细阅读kube库的文档。有数十个示例，并且API本身已有充分的文档记录。您还将学习如何使用内置的Kubernetes类型（这也是一件容易的事）。
