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Microsserviços, Spring Boot e Kubernetes

Back-end Java

Microsserviços, Spring Boot e Kubernetes

A aplicação é composta de três microserviços, a user-api, a product-api e a shopping-api. A user-api possui os serviços para gerenciar os usuários da aplicação. A product-api possui os serviços para gerenciar os produtos disponíveis para compras. A shopping-api os serviços para que usuários realizem compras que por sua vez, interage com os outros dois microserviços.

Ambiente

IntelliJ IDEA, Maven, Docker, pgAdmin e PostgreSQL (se preferir, pode usar a imagem docker do PostgreSQL)

docker run -d -p 5432:5432 -e POSTGRES_PASSWORD=mypassword postgres

Bibliotecas

Spring Boot, Spring Web, Spring Data, Flyway e PostgreSQL

Running

1 - Devido ao compartilhamento das classes do projeto shopping-client entre os demais projetos, é necessário fazer a sua instalação através do Maven, para que o jar do projeto fique disponível no repositório local do Maven na sua máquina. 2 - É necessário configurar o arquivo settings.xml do Maven, para permitir a utilização do plugin do spotify para rodar a aplicação em containeres docker. Normalmente o arquivo em um sistema operacional Windows, fica localizado em C:/Users/Usuario/.m2

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<settings 
    xmlns="http://maven.apache.org/SETTINGS/1.0.0" 
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/SETTINGS/1.0.0 https://maven.apache.org/xsd/settings-1.0.0.xsd">

    <pluginGroups>
        <pluginGroup>com.spotify</pluginGroup>
    </pluginGroups>
</settings>

Running with docker

Em cada API, será necessário executar os seguintes comandos:

mvn clean install
mvn dockerfile:build

Obs: será necessário habilitar a opção "Expose daemon on tcp://localhost:2375 without TLS" nas configurações do docker, conforme mostra a imagem abaixo:

Ao finalizar a execução dos comandos, deve haver as seguintes imagens em sua máquina:

C:\Users\Vinicius\Documentos\Projetos\Java\backend-java\shopping-api>docker images
REPOSITORY          TAG            IMAGE ID       CREATED          SIZE
loja/shopping-api   latest         98c61ad141eb   15 seconds ago   144MB
loja/product-api    latest         77e78088219a   2 minutes ago    144MB
loja/user-api       latest         7904c9f83d84   6 minutes ago    144MB
postgres            latest         26c8bcd8b719   5 weeks ago      314MB

Feito isso, basta executar o comando a seguir para subir as aplicações:

docker-compose up

e o comando abaixo para parar as aplicações:

docker-compose down

Kubernetes

Se você ainda não possui o Kubernetes instalado na sua máquina e utiliza o sistema operacional Windows junto com o Docker for Desktop, basta acessar a tela de configuração do Docker for Desktop e ativar a opção "Enable Kubernetes", como mostra a imagem abaixo:

Kubectl

Uma das formas de se interagir com o Kubernetes é através de linha de comando. Para isso vamos instalar o Kubectl. No sistema operacional Windows, basta acessar a página oficial do Kubernetes e seguir a documentação. Para verificar se deu tudo certo na instalação, ou caso deseja verificar se você já possui o Kubectl instalado, basta digitar o seguinte comando:

kubectl version --client

Kubernetes dashboard

Outra forma de interagir com o Kubernetes é usando o Dashboard, que por padrão não é instalado de forma automática. Para instalar, basta executar o seguinte comando, como é indicado no projeto oficial disponibilizado no GitHub:

kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.2.0/aio/deploy/recommended.yaml

Agora para acessar o dashboard, precisamos criar um usuário no nosso cluster. Para isso, execute o comando:

kubectl create -f create-user.yaml

Para acessar o dashboard agora, é necessário executar o comando kubectl proxy que cria um proxy para acessar a API do Kubernetes, incluindo o dashboard. Após executar o comando, o dashboard estará disponível para ser acessado na URL: http://localhost:8001/api/v1/namespaces/kubernetes-dashboard/services/https:kubernetes-dashboard:/proxy/#/login

O acesso ao dashboard pode ser feito de duas maneiras, ou com a criação de um arquivo de configuração, ou com o uso de um token para o usuário. O acesso com o token é mais simples, já que o acesso com o arquivo de configuração também precisa do token. Para criar um token, basta executar o comando abaixo:

kubectl -n kube-system describe secret $(kubectl -n kube-system get secret | grep loja-admin | awk '{print $1}')

Este comando deve retornar algo como:

Name:         loja-admin-token-mcgnb
Namespace:    kube-system
Labels:       <none>
Annotations:  kubernetes.io/service-account.name: loja-admin
              kubernetes.io/service-account.uid: b1eb6a1e-8b8b-4e0b-98d1-416023ab9eaa

Type:  kubernetes.io/service-account-token

Data
====
token:      SEU_TOKEN
ca.crt:     1066 bytes
namespace:  11 bytes

O próximo passo agora é subir um cluster com o banco de dados Postgres. Para isso, execute os seguintes comandos:

// Subindo o cluster
kubectl create -f postgres-deployment.yaml
kubectl create -f postgres-service.yaml

// Mapeando a porta do SO para a porta do pod permitindo acessar dentro do cluster
kubectl port-forward svc/postgres 5000:5432

// Mapeando as variáveis de ambiente
kubectl create -f config-map.yaml

O mesmo precisa ser feito para criar os clusters das nossas APIs:

kubectl create -f user-api/deploy/deployment.yaml
kubectl create -f user-api/deploy/service.yaml

kubectl create -f product-api/deploy/deployment.yaml
kubectl create -f product-api/deploy/service.yaml

kubectl create -f shopping-api/deploy/deployment.yaml
kubectl create -f shopping-api/deploy/service.yaml
kubectl create -f shopping-api/deploy/configmap.yaml

Nginx

O Nginx é um seridor web de código aberto que pode ser usado no Kubernetes. Com ele é possível acessar os serviços no Kubernetes diretamente, sem ter necessidade de abrir uma porta da máquina local para o container. Trata-se de um serviço independente que pode ser instalado no cluster, assim como fizemos com o Postgres e nossas aplicações. Para instalar o Nginx no servidor, execute o seguinte comando:

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/controller-v0.46.0/deploy/static/provider/cloud/deploy.yaml

Ingress

O último passo agora é criar um Ingress, que é um elemento do Kubernetes para permitir o acesso externo ao cluster sem a necessidade de executar o comando port-forward. Basicamente o Ingress redireciona um acesso ao cluster para um Service de uma aplicação. Execute o comando a seguir para criar o Ingress:

kubectl create -f ingress.yaml

// verificar se o ingress foi criado corretamente
kubectl get ingresses.v1.networking.k8s.io

Com o Ingress configurado, agora basta direcionar as requisições do IP mostrado no comando anterior para a URL shopping.com. No Windows, basta editar o arquivo C:\windows\system32\drivers\etc\hosts e adicionar a linha:

129.168.99.100 shopping.com

Pronto, agora você já pode acessar as APIs usando shopping.com/users, shopping.com/products, etc.