Деплой Java приложений на Kubernetes: пошаговое руководство

Деплой Java приложений на Kubernetes: от Dockerfile до работающего сервиса

Современная Java-разработка немыслима без контейнеризации и оркестрации. Kubernetes (K8s) стал стандартом для управления микросервисами, и умение разворачивать Java-приложения в кластере — обязательный навык для backend-разработчика. В этой статье мы на практике разберем полный цикл деплоя: от сборки Docker-образа с Java-приложением до настройки балансировки нагрузки через Ingress.

1. Подготовка Java-приложения и Dockerfile

Прежде чем попасть в Kubernetes, ваше Java-приложение должно быть упаковано в Docker-образ. Рассмотрим классический случай — приложение на Spring Boot, собранное в JAR-файл.

Сборка проекта

Предположим, у нас есть проект, который собирается через Maven. Выполните команду в корне проекта:

mvn clean package -DskipTests

В результате в папке target/ появится файл my-app-1.0.0.jar.

Создание Dockerfile

Для минимизации размера образа и повышения безопасности используем многостадийную сборку (multi-stage build).

# Stage 1: сборка
FROM maven:3.8.6-openjdk-17 AS builder
WORKDIR /app
COPY pom.xml .
RUN mvn dependency:go-offline -B
COPY src ./src
RUN mvn package -DskipTests

# Stage 2: финальный образ
FROM openjdk:17-jdk-slim
WORKDIR /app
COPY --from=builder /app/target/my-app-1.0.0.jar app.jar
EXPOSE 8080
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "app.jar"]

Сборка и публикация образа

docker build -t my-java-app:1.0.0 .
docker tag my-java-app:1.0.0 your-dockerhub/my-java-app:1.0.0
docker push your-dockerhub/my-java-app:1.0.0

2. Создание манифестов Kubernetes

Kubernetes использует декларативный подход. Мы опишем желаемое состояние системы в YAML-файлах.

Deployment — управление подам

Создайте файл deployment.yaml:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: java-app-deployment
  labels:
    app: java-app
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: java-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: java-app
    spec:
      containers:
      - name: java-app
        image: your-dockerhub/my-java-app:1.0.0
        ports:
        - containerPort: 8080
        resources:
          requests:
            memory: "256Mi"
            cpu: "250m"
          limits:
            memory: "512Mi"
            cpu: "500m"
        livenessProbe:
          httpGet:
            path: /actuator/health
            port: 8080
          initialDelaySeconds: 30
          periodSeconds: 10
        readinessProbe:
          httpGet:
            path: /actuator/health
            port: 8080
          initialDelaySeconds: 20
          periodSeconds: 5

Service — обеспечение доступа

Создайте файл service.yaml:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: java-app-service
spec:
  selector:
    app: java-app
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 8080
  type: ClusterIP

ConfigMap — вынесение конфигурации

Для хранения переменных окружения создайте configmap.yaml:

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: app-config
data:
  SPRING_PROFILES_ACTIVE: "prod"
  DB_URL: "jdbc:postgresql://postgres-service:5432/mydb"

3. Деплой в кластер и проверка

Теперь применим все манифесты к кластеру. Убедитесь, что у вас настроен kubectl и вы подключены к нужному контексту.

Применение манифестов

kubectl apply -f configmap.yaml
kubectl apply -f deployment.yaml
kubectl apply -f service.yaml

Проверка состояния

kubectl get pods
kubectl get deployments
kubectl get services

Вы должны увидеть три запущенных пода (replicas: 3) и сервис с ClusterIP.

Проброс портов для локальной проверки

kubectl port-forward service/java-app-service 8080:80

Теперь откройте браузер по адресу http://localhost:8080 — ваше Java-приложение должно отвечать.

4. Настройка Ingress и масштабирование

Для доступа из внешнего мира (например, по домену api.myapp.com) используем Ingress-контроллер.

Создание Ingress-ресурса

Файл ingress.yaml:

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: java-app-ingress
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
  ingressClassName: nginx
  rules:
  - host: api.myapp.com
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: java-app-service
            port:
              number: 80

Горизонтальное масштабирование

Kubernetes позволяет легко изменять количество реплик:

kubectl scale deployment java-app-deployment --replicas=5

Для автоматического масштабирования на основе нагрузки используйте HorizontalPodAutoscaler (HPA):

kubectl autoscale deployment java-app-deployment --cpu-percent=70 --min=3 --max=10

Обновление приложения (Rolling Update)

Когда вы выпускаете новую версию образа, просто обновите образ в манифесте и повторно примените:

kubectl set image deployment/java-app-deployment java-app=your-dockerhub/my-java-app:1.0.1
kubectl rollout status deployment/java-app-deployment

Заключение

Мы прошли полный путь