1. 概述
在本教程中，我们将了解Spring Boot 2.3如何与Kubernetes探针集成，以创建更加友好的云原生体验。
首先，我们将从Kubernetes探针的一些背景知识开始，然后看看Spring Boot 2.3如何支持这些探针。
2. Kubernetes探针
当使用Kubernetes作为我们的编排平台时，每个节点中的kubelet负责保持该节点中的pod健康。
例如，有时我们的应用程序可能需要一点时间才能接受请求，kubelet可以确保应用程序仅在准备就绪时才收到请求。此外，如果pod的主进程因任何原因崩溃，kubelet将重新启动容器。
为了履行这些职责，Kubernetes有两个探针：liveness探针和readiness探针。
kubelet将使用readiness探针来确定应用程序何时准备好接受请求。更具体地说，当所有容器都准备就绪时，一个pod就准备好了。
同样，kubelet可以通过liveness探针检查pod是否仍然存在。基本上，liveness探针可以帮助kubelet知道什么时候应该重新启动容器。
现在我们已经熟悉了这些概念，让我们看看Spring Boot集成是如何工作的。
3. Actuator的就绪和活动状态
从Spring Boot 2.3开始，LivenessStateHealthIndicator和ReadinessStateHealthIndicator类将公开应用程序的活跃性和就绪状态，当我们将应用程序部署到Kubernetes时，Spring Boot会自动注册这些健康指标。
因此，我们可以分别使用/actuator/health/liveness和/actuator/health/readiness端点作为我们的liveness和readiness探针。
例如，我们可以将这些添加到我们的pod定义中，以将liveness探针配置为HTTP GET请求：
livenessProbe:
httpGet:
path: /actuator/health/liveness
port: 8080
initialDelaySeconds: 3
periodSeconds: 3
我们通常会让Spring Boot决定何时为我们建立这些探针。但是，如果我们愿意，我们可以在我们的application.properties中手动启用它们。
如果我们使用Spring Boot 2.3.0或2.3.1，我们可以通过配置属性启用上述探针：
management.health.probes.enabled=true
但是，自Spring Boot 2.3.2起，由于配置混乱，此属性已被弃用。
如果我们使用Spring Boot 2.3.2，我们可以使用新属性来启用liveness和readiness探针：
management.endpoint.health.probes.enabled=true
management.health.livenessState.enabled=true
management.health.readinessState.enabled=true
3.1 就绪和活跃状态转换
Spring Boot使用两个枚举来封装不同的就绪状态和活动状态。对于就绪状态，有一个名为ReadinessState的枚举，其值如下：
- ACCEPTING_TRAFFIC状态表示应用程序已准备好接受流量
- REFUSING_TRAFFIC状态意味着应用程序还不愿意接受任何请求
同样，LivenessState枚举使用两个值表示应用程序的活动状态：
- CORRECT值表示应用程序正在运行且其内部状态正确
- 另一方面，BROKEN值意味着应用程序正在运行，但出现了一些致命故障
以下是Spring中应用程序生命周期事件方面的就绪性和活动状态的变化方式：
- 注册监听器和初始化器
- 准备环境
- 准备ApplicationContext
- 加载bean定义
- 将活动状态更改为CORRECT
- 调用应用程序和命令行运行器
- 将就绪状态更改为ACCEPTING_TRAFFIC
一旦应用程序启动并运行，我们(和Spring本身)就可以通过发布适当的AvailabilityChangeEvents来更改这些状态。
4. 管理应用程序可用性
应用程序组件可以通过注入ApplicationAvailability接口来检索当前的就绪和活动状态：
@Autowired private ApplicationAvailability applicationAvailability;
然后我们可以如下使用它：
assertThat(applicationAvailability.getLivenessState())
.isEqualTo(LivenessState.CORRECT);
assertThat(applicationAvailability.getReadinessState())
.isEqualTo(ReadinessState.ACCEPTING_TRAFFIC);
assertThat(applicationAvailability.getState(ReadinessState.class))
.isEqualTo(ReadinessState.ACCEPTING_TRAFFIC);
4.1 更新可用性状态
我们还可以通过发布AvailabilityChangeEvent事件来更新应用程序状态：
assertThat(applicationAvailability.getLivenessState())
.isEqualTo(LivenessState.CORRECT);
mockMvc.perform(get("/actuator/health/liveness"))
.andExpect(status().isOk())
.andExpect(jsonPath("$.status").value("UP"));
AvailabilityChangeEvent.publish(context, LivenessState.BROKEN);
assertThat(applicationAvailability.getLivenessState())
.isEqualTo(LivenessState.BROKEN);
mockMvc.perform(get("/actuator/health/liveness"))
.andExpect(status().isServiceUnavailable())
.andExpect(jsonPath("$.status").value("DOWN"));
如上所示，在发布任何事件之前，/actuator/health/liveness端点会返回具有以下JSON的200 OK响应：
{
"status": "OK"
}
然后在中断活动状态后，同一个端点将返回具有以下JSON的503服务不可用响应：
{
"status": "DOWN"
}
当我们更改为REFUSING_TRAFFIC就绪状态时，状态值将为 OUT_OF_SERVICE：
assertThat(applicationAvailability.getReadinessState())
.isEqualTo(ReadinessState.ACCEPTING_TRAFFIC);
mockMvc.perform(get("/actuator/health/readiness"))
.andExpect(status().isOk())
.andExpect(jsonPath("$.status").value("UP"));
AvailabilityChangeEvent.publish(context, ReadinessState.REFUSING_TRAFFIC);
assertThat(applicationAvailability.getReadinessState())
.isEqualTo(ReadinessState.REFUSING_TRAFFIC);
mockMvc.perform(get("/actuator/health/readiness"))
.andExpect(status().isServiceUnavailable())
.andExpect(jsonPath("$.status").value("OUT_OF_SERVICE"));
4.2 监听变化
我们可以注册事件监听器，以便在应用程序可用性状态发生变化时收到通知：
@Component
public class LivenessEventListener {
@EventListener
public void onEvent(AvailabilityChangeEvent<LivenessState> event) {
switch (event.getState()) {
case BROKEN:
// notify others
break;
case CORRECT:
// we're back
}
}
}
在这里，我们正在监听应用程序活动状态的任何变化。
5. 自动配置
在结束之前，让我们看看Spring Boot如何在Kubernetes部署中自动配置这些探针。AvailabilityProbesAutoConfiguration类负责有条件地注册liveness和readiness探针。
事实上，有一个特殊条件可以在满足以下条件之一时注册探针：
- Kubernetes是部署环境
- management.health.probes.enabled属性设置为true
当应用程序满足上述任一条件时，自动配置会注册LivenessStateHealthIndicator和ReadinessStateHealthIndicator bean。
6. 总结
在本文中，我们介绍了如何使用Spring Boot为Kubernetes集成提供两个健康探针。
与往常一样，本教程的完整源代码可在GitHub上获得。
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