使用Helm优化Kubernetes下的研发体验：实现持续交付流水线

参考: link

接着上一篇 《使用Helm优化Kubernetes下的研发体验：基础设施即代码》 中笔者介绍了如何在项目中使用Helm，在项目源码中，我们通过Dockerfile定义了项目是如何构建的，使用Helm定义了项目是如何部署的。 团队中的任何人员(角色）在获取源码的同时就已经具备了一键构建，一键部署的能力。

整体目标

在这一篇中，我们将使用Jenkins在此基础上构建一条完整的持续交付流水线，并且让团队不同成员能够基于该流水线展开基本的协作。

• 开发： 持续提交代码并能够通过持续集成(CI)过程快速获取反馈，在通过CI验证后，能够自动化部署到开发环境，以便后续的进一步功能测试（手动/自动自动化测试）等；
• 测试： 在需要对项目功能进行验证时，可以一键部署测试环境，并且在此环境基础上可以完成功能验收(手动)，以及全量的自动化验收测试等；
• 运维：一键部署生产环境，同时发布创建版本，以便在发布异常时能够快速回归

  资料来源： https://dzone.com/articles/easily-automate-your-cicd-pipeline-with-jenkins-he

示例项目的代码可以从Github下载，示例项目为containerization-spring-with-helm。接下来，我们将分阶段介绍如何通过Jenkinsfile定义整个过程。

项目构建阶段

当前阶段Jenkinsfile定义如下：

stage('Build And Test') {
    steps {
        dir('containerization-spring-with-helm') {
            sh 'docker build -t yunlzheng/spring-sample:$GIT_COMMIT .'
        }
    }
}

在Build And Test阶段，我们直接通过源码中的Dockerfile定义了整个持续集成阶段的任务，通过docker的Multi-Stage Builds特性，持续集成的所有任务全部通过Dockerfile进行定义，这样无论是在本地还是持续集成服务器中，我们都可以非常方便的进行运行CI任务。

发布镜像和Helm阶段

当前阶段Jenkinsfile定义如下：

stage('Publish Docker And Helm') {
  steps {

    withDockerRegistry([credentialsId: 'dockerhub', url: '']) {
      sh 'docker push yunlzheng/spring-sample:$GIT_COMMIT'
    }

    script {
      def filename = 'containerization-spring-with-helm/chart/values.yaml'
      def data = readYaml file: filename
      data.image.tag = env.GIT_COMMIT
      sh "rm $filename"
      writeYaml file: filename, data: data
    }

    script {
      def filename = 'containerization-spring-with-helm/chart/Chart.yaml'
      def data = readYaml file: filename
      data.version = env.GIT_COMMIT
      sh "rm $filename"
      writeYaml file: filename, data: data
    }

    dir('containerization-spring-with-helm') {
      sh 'helm push chart https://repomanage.rdc.aliyun.com/helm_repositories/26125-play-helm --username=$HELM_USERNAME --password=$HELM_PASSWORD  --version=$GIT_COMMIT'
    }
  }
}

Push镜像

通过withDockerRegistry的上下文中，Jenkins会确保docker client首先通过credentials dockerhub中定义的用户名和密码完成登录后，在运行docker push任务。并且我们确保使用当前代码版本的COMMIT_ID作为
镜像的Tag，从而将Docker镜像版本与源码版本进行一一对应；

重写Chart镜像版本

通过readYaml读取chart的values.yaml内容到变量data后，通过writeYaml重写values.yaml中的镜像tag版本与当前构建镜像版本一致；

重写Chart版本

与镜像一样，我们希望Chart的版本与源码版本能够一一对应；

上传Chart

这里我们直接使用阿里云效提供的Helm仓库服务，点击开通私有仓库服务。通过Helm Push插件发布Chart到Helm仓库。
其中环境变量$HELM_USERNAME和$HELM_PASSWORD是通过jenkins的Credentials加载到环境变量中：

environment {
      HELM_USERNAME = credentials('HELM_USERNAME')
      HELM_PASSWORD = credentials('HELM_PASSWORD')
}

部署到开发/测试环境阶段

当前阶段Jenkinsfile定义如下:

stage('Deploy To Dev') {
  steps {
    dir('containerization-spring-with-helm') {
      dir('chart') {
        sh 'helm upgrade spring-app-dev --install --namespace=dev --set ingress.host=dev.spring-example.local .'
      }
    }
  }
}

stage('Deploy To Staging') {
  steps {
    input 'Do you approve staging?'
    dir('containerization-spring-with-helm') {
      dir('chart') {
        sh 'helm upgrade spring-app-staging --install --namespace=staging --set ingress.host=staging.spring-example.local .'
      }
    }
  }
}

在 Jenkinsfile 中我们分别定义了两个阶段 Deploy To Dev和 Deploy To Stageing。我们通过Kubernetes 的命名空间划分单独的开发环境和测试环境。并且通过覆盖ingress.host确保能够通过ingress域名dev.spring-example.local和 staging.spring-example.local访问到不同环境。 对于Staging环境而言，通过 input确保该流程一定是通过人工确认的。
通过 helm upgrade命令可以确保在特定命名空间下部署或者升级已有的Chart:

helm upgrade spring-app-staging --install --namespace=staging --set ingress.host=staging.spring-example.local .

部署到生产环境阶段

当前阶段Jenkinsfile定义如下：

stage('Deploy To Production') {
  steps {
    input 'Do you approve production?'

    script {                
        env.RELEASE = input message: 'Please input the release version',
        ok: 'Deploy',
        parameters: [
          [$class: 'TextParameterDefinition', defaultValue: '0.0.1', description: 'Cureent release version', name: 'release']
        ]
    }

    echo 'Deploy and release: $RELEASE'

    script {
      def filename = 'containerization-spring-with-helm/chart/Chart.yaml'
      def data = readYaml file: filename
      data.version = env.RELEASE
      sh "rm $filename"
      writeYaml file: filename, data: data
    }

    dir('containerization-spring-with-helm') {
      dir('chart') {
        sh 'helm lint'
        sh 'helm upgrade spring-app-prod --install --namespace=production --set ingress.host=production.spring-example.local .'
      }
      sh 'helm push chart https://repomanage.rdc.aliyun.com/helm_repositories/26125-play-helm --username=$HELM_USERNAME --password=$HELM_PASSWORD  --version=$RELEASE'
    }

  }
}

在最后一个Deploy To Production阶段中，与Dev和Stageing的部署不同在于当人工确认部署测试环境之后，我们需要用户手动输入当前发布的版本，以确保对当前发布的Chart版本能完成一个基线的定义:

这里，我们需要确保当前定义的版本是符合Sem规范的，因此这里使用了helm lint对Chart定义进行校验。

小结

通过代码提交版本(COMMIT_ID)关联了源码版本，镜像版本以及Chart版本。同时对于正式发布的软件版本而言，单独定义了正式发布的版本号。对于实践持续交付的研发团队而言，我们可以通过上述一条流水线基本实现软件交付的整个生命周期。而对于传统交付模式的团队，则可以通过将上述过程分拆到多条流水线（开发流水线，测试流水线，发布流水线）来适应自己的发布模式。

回到我们的总体目标而言，通过基础设施及代码的方式，我们定义了一个相对完备且自描述的应用。通过流水线即代码的方式，定义了应用的端到端交付过程。通过Docker定义项目的构建过程，通过Helm实现Kubernetes下应用的发布管理，通过Jenkinsfile定义了软件的整个交付过程，并且不同职能的团队成员，可以方便的在此基础上实现协作。最后借用《持续交付》的话“提前并频繁地做让你感到痛苦的事!“ ，希望大家都能够Happy Coding。

参考资料

• 云效一站式企业协同研发云
• 云效私有仓库服务
• Easily Automate Your CI/CD Pipeline With Jenkins, Helm, and Kubernetes
• Jenkins