C++ und Kubernetes: Entwicklung leistungsstarker Microservices

Dieses Buch ist eine Brücke zwischen zwei Welten: der klassischen Hochleistungsprogrammierung in C++ und der modernen Cloud-Infrastruktur auf Basis von Kubernetes. Wenn Sie ein C++-Entwickler sind, der lernen möchte, seine Anwendungen effizient in einem Cluster bereitzustellen und zu skalieren, oder ein DevOps-Ingenieur, der die Besonderheiten der Arbeit mit nativem Code in Containern verstehen möchte – dann ist diese Ausgabe genau das Richtige für Sie.

Worum geht es in diesem Buch?

Im Gegensatz zu den meisten Materialien über Kubernetes, die sich auf Java, Go oder Python konzentrieren, legt dieser Leitfaden den Fokus auf die besonderen Herausforderungen, die bei der Arbeit mit C++ in einer orchestrierten Umgebung auftreten. Sie lernen nicht nur, wie Sie eine Anwendung in einen Docker-Container "verpacken" – Sie verstehen, wie Sie die Architektur entwerfen, um maximale Leistung aus der Hardware herauszuholen und typische Fehler zu vermeiden.

• Build und CI/CD: Optimierung von Dockerfiles für C++ (mehrstufiger Build, Abhängigkeits-Caching, Reduzierung der Image-Größe). Integration mit CMake, Conan und vcpkg.
• Konfiguration und Lebenszyklus: Verwendung von ConfigMaps und Secrets in C++-Anwendungen. Graceful Shutdown, Behandlung von SIGTERM-Signalen und korrektes Beenden von Threads.
• Leistung und Ressourcen: Feinabstimmung von requests/limits für CPU und Speicher. Arbeit mit HPA (Horizontal Pod Autoscaler) unter Berücksichtigung der Besonderheiten von C++ (Speicherlecks, Heap-Fragmentierung).
• Netzwerk und IPC: gRPC und HTTP/2 in C++ (Bibliotheken grpc-cpp, crow, drogon). Service Mesh (Istio/Linkerd) für native Dienste.
• Debugging und Monitoring: Profiling im Container (perf, Valgrind, heaptrack). Integration mit Prometheus und OpenTelemetry. Erfassung von Core Dumps und Remote-Debugging mit Delve/GDB.
• Sicherheit: Build mit Schutzflags (ASLR, NX, Stack Canaries). Arbeit mit Seccomp und AppArmor für C++-Binärdateien.

Für wen ist dieses Buch?

Das Buch richtet sich an erfahrene Entwickler (Middle/Senior) und Architekten, die bereits über grundlegende C++-Kenntnisse (RAII, Templates, Multithreading) und ein Verständnis der Funktionsweise von Kubernetes (Pods, Services, Deployments) verfügen. Für Anfänger wird es schwierig sein – es wird vorausgesetzt, dass der Leser selbstständig einen HTTP-Server in C++ schreiben und einen einfachen Minikube-Cluster bereitstellen kann.

Was werden Sie lernen?

• Wie Sie eine C++-Anwendung in ein minimales Docker-Image ohne überflüssige Bibliotheken verpacken.
• Warum die "naive" Verwendung von std::thread die Pod-Stabilität beeinträchtigen kann und wie Sie dies beheben.
• Geheimnisse des Cachings von Build-Artefakten in CI zur Beschleunigung von Pipelines.
• Wie Sie liveness/readiness Probes für einen C++-Dienst mit langer Startzeit konfigurieren.
• Methoden zur Bekämpfung von Out-Of-Memory (OOM) Kills in hochlastigen Systemen.

Jedes Kapitel enthält praktische Codebeispiele, Manifestdateien und fertige Testszenarien. Am Ende der Lektüre werden Sie in der Lage sein, Production-Grade-C++-Microservices in jeder Kubernetes-Infrastruktur sicher zu entwerfen und zu betreiben.