开发工具|Kubernetes 分享：如何使用 Helm 优化 Kubernetes 应用部署

在 Kubernetes 的生态中，Helm 是一个非常重要的工具，它作为 Kubernetes 的包管理器，简化了复杂应用的部署和管理过程。而 Helm Chart 是 Helm 中的核心概念，它将应用的部署定义成一种可复用的模板，能帮助我们快速地在 Kubernetes 上安装、升级和管理应用。

今天，我们将探讨 Helm Chart 的概念、使用方式以及一些实用的实践技巧，帮助你更高效地管理 Kubernetes 应用。

什么是 Helm 和 Helm Chart？

Helm：Helm 是 Kubernetes 的包管理工具，类似于 Linux 上的 APT 或 YUM。它允许你定义、安装和管理 Kubernetes 应用程序的各种资源。Helm 通过 Chart 来实现这一功能。
Helm Chart：Helm Chart 是一种标准化的应用定义格式，包含了 Kubernetes 对象的所有资源定义，如 Deployment、Service、ConfigMap 等。Chart 本质上是一个压缩包，里面存放着 Kubernetes 应用的 YAML 配置文件和模板，使用 Helm 进行管理。

为什么要使用 Helm Chart？

在没有 Helm 之前，Kubernetes 部署通常涉及手动编写和管理多个 YAML 文件，而这些文件常常会有大量的重复和冗余。使用 Helm Chart 有以下几个优势：

简化应用部署：通过 Helm Chart，用户只需要一个简单的命令就能将应用快速部署到 Kubernetes 集群中。
模板化配置：Chart 使用模板引擎，允许你在不同环境中配置不同的值（如数据库的用户名、密码等），避免手动修改多个配置文件。
版本管理：Helm 支持对应用的版本控制，可以轻松回滚到之前的版本。
共享与重用：通过 Helm 仓库，开发者可以共享自己创建的 Helm Chart，其他人可以直接使用。

Helm Chart 结构

一个典型的 Helm Chart 包含以下几个关键部分：

Chart.yaml：这个文件包含了 Chart 的基本信息，例如名称、版本、描述等。
values.yaml：这是 Helm Chart 中用于存放默认值的文件，用户可以在部署时覆盖其中的配置项。
templates/目录：存放模板文件，在这些文件中，我们可以使用 Go 模板语法进行变量替换和条件判断，最终生成 Kubernetes 的资源文件。
charts/目录：存放依赖的子 Chart，Helm 支持多 Chart 之间的依赖关系。
README.md：存放 Chart 的使用文档，提供如何使用 Chart 的指南。

创建一个简单的 Helm Chart

假设我们要创建一个监控程序部署 Helm Chart，并且采用DaemonSet方式部署，步骤如下：

创建 Chart：使用 Helm 的命令行工具创建一个新的 Chart：


bash
 代码解读
复制代码
helm create txclient

这将生成一个包含上述结构的基本 Chart。

修改 values.yaml：在 values.yaml 中，可以配置容器的镜像、端口等：


yaml
 代码解读
复制代码
replicaCount: 1

image:
  repository: xxx/txclientx
  tag: 5.24.11203.10
  pullPolicy: IfNotPresent

service:
  enabled: false

daemonset:
  enabled: true
  containers:
    - name: txclient
      image: "{{ .Values.image.repository }}:{{ .Values.image.tag }}"
      ports:
        - containerPort: 80  # 你程序暴露的端口，可以根据实际情况调整

resources: {}

修改模板文件：在 templates/daemonset.yaml 中，替换其中的变量为模板形式：


yaml
 代码解读
复制代码
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: txclientx
  namespace: monitor
spec:
  selector:
    matchLabels:
      name: txclientx
  template:
    metadata:
      labels:
        name: txclientx
    spec:
      containers:
      - name: txclientx
        image: "{{ .Values.image.repository }}:{{ .Values.image.tag }}"    
        env:
        - name: KhGuid
          value: "xxxxxxx"
        - name: TxClient_DatabusUrl
          value: "https://xxx.com"

安装 Chart：在创建好 Helm Chart 后，可以通过 Helm 安装应用：


bash
 代码解读
复制代码
helm install txclient /helm/txclient

这会根据模板创建一个 txclient 部署。安装完成之后我们可以用openlens查看一下部署情况：

可以看到在两个node里面都有一个pod运行起来了。

实用技巧与最佳实践

使用 values.yaml 管理配置：对于复杂的应用，values.yaml 可以帮助你管理不同环境的配置。可以在安装时传递自定义配置文件，支持不同环境下的灵活部署。
- 传入外部配置文件：
```
bash
 代码解读
复制代码
helm install my-release ./my-chart -f custom-values.yaml
```
- 使用 --set 传递单个值：
```
bash
 代码解读
复制代码
helm install my-release ./my-chart --set image.tag=v1.2.3
```
这种方式对于修改特定的单个配置项非常有用。
Chart 版本管理： Helm 允许你为 Chart 打标签并管理版本，确保每次发布的应用都有明确的版本标记，方便回滚。
多环境部署：在 Helm Chart 中使用不同的命名空间和环境变量，可以轻松实现多个环境（如开发、测试、生产）的部署。

如果你有多个环境（比如开发、生产等），可以为每个环境创建不同的 values.yaml 文件。然后使用 -f 来指定不同环境的配置。
```
bash
 代码解读
复制代码
helm install my-release ./my-chart -f values-prod.yaml
helm install my-release ./my-chart -f values-dev.yaml
```
自定义 Helm Chart：你可以将常见的 Kubernetes 应用封装成 Helm Chart，方便团队内部共享和管理。
调试和测试
- 调试 Chart：在安装或升级 Helm Chart 前，使用 helm template 可以渲染出最终的 Kubernetes 资源清单。这对于调试和验证 Helm Chart 是否按预期工作非常有帮助。
```
bash
 代码解读
复制代码
helm template my-release ./my-chart -f values.yaml
```
这样可以查看 Helm 渲染后的所有资源清单，而不会真正部署到 Kubernetes 集群中。
- 测试 Chart：Helm 也提供了 Chart 的单元测试功能，使用 helm test 来运行测试。如果你在 Chart 中定义了测试（如 Pod，Job 等），可以通过这个命令来运行这些测试。
```
bash
 代码解读
复制代码
helm test my-release
```

结语

Helm 和 Helm Chart 作为 Kubernetes 中的强大工具，极大地简化了应用的部署、管理和维护过程。掌握 Helm 的使用，能有效提高开发效率，减少重复工作，并确保部署的一致性。无论是个人开发者还是团队协作，Helm 都是 Kubernetes 环境下不可或缺的利器。

什么是 Helm 和 Helm Chart？

为什么要使用 Helm Chart？

Helm Chart 结构

创建一个简单的 Helm Chart

实用技巧与最佳实践

结语

评论记录：