3.1.1         什么是 Kubebuilder

通过前面章节的介绍，我们了解到 Kubebuilder是一个用 Go语言构建 KubernetesAPIs的框架，通过使用Kubebuilder，用户可以遵循一套简单的编程框架，使用 CRD构建 API、Controllers和 AdmissionWebHooks，实现对 k8s的扩展。

Kubebuilder中 的 主 要 组 件 包 含 Manager、Cache、Client与 Finalizers。 其 中，Manager组件主要实现管理外层，负责初始化Controller、Cache、Client的工作；Cache组件负责生成SharedInformer，Watch关注的GVK下的GVR 的变化（增、删、改），以触发 Controller的 Reconcile逻辑；Client组件在工作中实现对资源进行 CURD操作，CURD操作封装到 Client 中进行，其中的写操作（增、删、改）直接访问 APIServer，读操作（查）对接的是本地的 Cache；Finalizers组件主要用于处理 Kubernetes资源的预删除逻辑，保障资源被删除后能够从 Cache中读取到，清理相关的其他资源。

3.1.2       Kubebuilder 架构

Kubebuilder 这 种“ 脚手架”工具，将 Kubernetes的可扩展能力 CRD 进 行了简化封装， 那么它是如何实现的呢？ 下面来介绍Kubebuilder的架构及实现原理。Kubebuilder架构如图 3-1所示。

Kubebuil-der 总体上将它涉及的资源所属位置划分为四大块：UserDefined、APIScaffolds、ControllerRuntime、

Kubernetes集群。                                            

KubebuilderScaffolds是实现这个脚手架最核心的逻辑，它借助 APIScaffolder对象模块，实现了 CRD的 Template和 Controller的核心代码块。

CRD的定义和 Controller 两个最核心的内容构建完成后，Userdefined 的模块开始发挥作用，主要是用户根据实际场景，设计 CRD的结构定义，当然这里的 CRD的数量可以有多个；另外，用户需要实现 Reconcile的逻辑，Reconcile 有什么用？为什么要实现它？这是我们即将介绍的ControllerRuntime模块的重点工作。这里，首先了解 Reconcile的含义，用户自定义了CRD结构，而在 Kubernetes集群中，想要实现这样的 CRD 结构定义，Reconcile 需要协调逻辑。举例来说，假设用户定义了 MysqlCluster{Name:demo，Num：3} 这样的结构体，而希望在系统中创建MySQL的集群，而构造 MySQL 集群的构造过程，就是 Reconcile过程做的工作。

用户自定义的部分能工作的前提是要有一个 Kubernetes集群，即架构中最下面的部分，它负责安装 CRD及运行 Controller。而如何运行 Controller及其核心逻辑？通过ControllerRuntime库可以实现。

在 ControllerRuntime模块中，Kubebuilder构建出来的 CRD会注册到 Scheme模块，它提供了 Kinds与对应的 GoType的映射，即给定了 GoType，就能够知道它的GKV（GroupKindVerision），这也是Kubernetes所有资源的注册模式。举例来说，我们给定了一个Scheme，“demo1.example.org/v1”.Demo{}，这个GoType映射到demo1. example.org/v1的 DemoGVK，从 Kubernetes的 APIServer获取的部分 JSON内容见代码清单 3-1。

{

"apiVersion":"demo1.example.org/v1","kind":"Demo",

"metadata":{

...

}

 

通过这个 GoType，能够正确地获取 GVR的信息，从而提供给 Controller, 获取期望的状态，即协调的逻辑。而在ControllerRuntime中Controller最依赖的除了Scheme之外，还包括 Manager 的初始化、安装和启动工作。Manager 的初始化依赖 ControllerRuntime库初始化 Manager对象，包括 Client、Cache 等模块的生成工作。然后 Client就可以实现对CRD的“增、删、改、查”，即创建、删除、更新、查询等过程，而查询的逻辑是通过本地的Cache 模块实现的。这里的Cache 负责监听CRD 的变化，它是通过监听Scheme，从而收集所有与 Controller有关的GVR 资源，并创建对应的监听器，从而实现当监听到Kubernetes集群中的CRD发生变化触发 Controller的协调进程Reconcile工作。

除此之外，Kuberbuilder工具生成的内容还包括 Finalizer，它用于处理   Kubernetes资源的预删除逻辑，保障资源被删除后能够从 Cache中读取到，清理相关的其他资源；OwnerReference用于清理资源时， 对于任何一个对象， 若它的 OwnerReference字段值为待删除对象，则这个对象也会被清理，支持对象的变更，也会触发 Owner对象的Controller 的协调过程；Index 用于提供资源的缓存，提升客户端资源的查询效率。