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SpringBoot+Docker+K8s云原生部署全流程(从零到发布)

2025-08-07 16:21:13 作者：fanxbl957

本文详解了SpringBoot项目从开发到基于Docker容器化,再通过K8s实现云原生部署的全流程,涵盖环境搭建、镜像构建、服务部署及CI/CD自动化,提升应用部署效率与可维护性,需要的朋友跟随小编一起学习吧

从零到发布：SpringBoot + Docker + K8s 云原生部署全流程

一、前言

在当今的软件开发领域，云原生技术已经成为主流趋势。Spring Boot 以其快速开发和便捷配置的特性，成为 Java 开发者构建 Web 应用的首选框架；Docker 为应用提供了轻量级的容器化解决方案，实现了应用的隔离和可移植性；Kubernetes（K8s）则是容器编排的事实标准，能够高效地管理和调度容器化应用。本文将详细介绍如何将一个 Spring Boot 应用从开发到通过 Docker 打包，最终使用 K8s 进行云原生部署的全流程。

二、环境准备

2.1 开发环境搭建

Java 开发环境
- 确保系统安装了 JDK 8 或更高版本。可以从 Oracle 官网或 OpenJDK 官网下载对应系统的安装包进行安装。安装完成后，配置 JAVA_HOME、PATH 等环境变量。例如，在 Linux 系统中，可以编辑 /etc/profile 文件添加如下内容：

export JAVA_HOME=/path/to/your/jdk
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH

- 验证 Java 安装是否成功，在终端执行 `java -version` 命令，若输出 Java 版本信息，则说明安装成功。

Maven 或 Gradle 构建工具
- Maven：从 Maven 官网下载二进制包，解压到指定目录。配置 MAVEN_HOME 和 PATH 环境变量，同样在 /etc/profile 文件中添加：

export MAVEN_HOME=/path/to/your/maven
export PATH=$MAVEN_HOME/bin:$PATH

- 验证 Maven 安装，执行 `mvn -v` 命令，若输出 Maven 版本信息则安装成功。
- **Gradle**：也可以选择 Gradle 作为构建工具，从 Gradle 官网下载安装包，按照官方文档进行安装和配置。

2.2 Docker 环境安装

Linux 系统
- 对于 Ubuntu 系统，可以使用以下命令安装 Docker：

sudo apt-get update
sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl gnupg-agent software-properties-common
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu$(lsb_release -cs) stable"
sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

- 安装完成后，使用 `sudo docker run hello-world` 命令验证 Docker 是否安装成功。

Windows 系统
- 从 Docker 官网下载 Docker Desktop for Windows 安装包，运行安装程序，按照提示完成安装。安装完成后，启动 Docker Desktop，在命令提示符或 PowerShell 中执行 docker run hello-world 进行验证。

2.3 Kubernetes 环境搭建

本地开发环境 - Minikube
- Minikube 是一个在本地快速搭建单节点 K8s 集群的工具。从 Minikube 官网下载对应系统的二进制文件，添加到系统 PATH 中。
- 启动 Minikube，执行以下命令：

minikube start

- 配置 `kubectl` 与 Minikube 集群交互：

kubectl config use-context minikube

云环境 - 以阿里云 ACK 为例
- 登录阿里云控制台，进入容器服务 ACK 页面，创建一个 K8s 集群。按照向导完成集群的配置，包括节点数量、节点规格等。
- 下载并配置 kubectl，通过阿里云提供的凭证信息连接到创建的集群。

三、Spring Boot 项目开发

3.1 创建 Spring Boot 项目

使用 Spring Initializr
- 访问 Spring Initializr 网站（https://start.spring.io/），选择项目的元数据，如项目类型（Maven Project 或 Gradle Project）、Java 版本、Spring Boot 版本等。
- 添加所需的依赖，例如 Spring Web 用于构建 Web 应用。点击 Generate 按钮下载项目压缩包，解压到本地开发环境。
使用 IDE 创建项目
- 在 IntelliJ IDEA 中，选择 File -> New -> Project，在左侧选择 Spring Initializr，按照向导完成项目创建。

3.2 编写简单的 RESTful API

创建 Controller 类
- 在 src/main/java 目录下创建一个 Controller 类，示例代码如下：

package com.example.demo.controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class HelloController {
    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        return "Hello, Spring Boot!";
    }
}

运行项目进行测试
- 在 IDE 中运行 Spring Boot 应用的主类（通常是带有 @SpringBootApplication 注解的类）。
- 打开浏览器或使用工具（如 Postman）访问 http://localhost:8080/hello，若看到返回 Hello, Spring Boot!，则说明 API 编写成功。

3.3 项目打包

Maven 打包
- 在项目根目录下执行以下命令进行打包：

mvn clean package

- 打包完成后，在 `target` 目录下会生成一个 `.jar` 文件。

Gradle 打包
- 若使用 Gradle，执行以下命令：

gradle build

- 生成的 `.jar` 文件位于 `build/libs` 目录下。

四、Docker 镜像构建与管理

4.1 编写 Dockerfile

在项目根目录下创建一个名为 Dockerfile 的文件，内容如下：

# 基础镜像
FROM openjdk:11-jre-slim
# 设置工作目录
WORKDIR /app
# 将打包好的 Spring Boot 应用复制到容器中
COPY target/demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar app.jar
# 暴露应用端口
EXPOSE 8080
# 启动应用
CMD ["java", "-jar", "app.jar"]

4.2 构建 Docker 镜像

在项目根目录下，执行以下命令构建 Docker 镜像：

docker build -t springboot-demo:1.0 .

其中，springboot-demo:1.0 是镜像的名称和版本号，. 表示使用当前目录下的 Dockerfile 进行构建。

4.3 运行 Docker 容器进行测试

构建完成后，使用以下命令运行 Docker 容器：

docker run -p 8080:8080 springboot-demo:1.0

-p 8080:8080 表示将容器的 8080 端口映射到宿主机的 8080 端口。访问 http://localhost:8080/hello，若能看到之前编写的 API 返回结果，则说明容器运行正常。

4.4 推送 Docker 镜像到镜像仓库

注册镜像仓库账号
- 可以选择公共的镜像仓库，如 Docker Hub，也可以使用云服务商提供的私有镜像仓库，如阿里云容器镜像服务。注册并登录相应的镜像仓库。
登录镜像仓库
- 以 Docker Hub 为例，在终端执行以下命令登录：

docker login

输入用户名和密码完成登录。
3. 标记镜像
- 为了将镜像推送到指定的镜像仓库，需要给镜像添加合适的标签：

docker tag springboot-demo:1.0 your-dockerhub-username/springboot-demo:1.0

推送镜像
- 执行以下命令将镜像推送到 Docker Hub：

docker push your-dockerhub-username/springboot-demo:1.0

五、Kubernetes 部署应用

5.1 创建 Deployment

在项目根目录下创建一个名为 deployment.yaml 的文件，内容如下：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: springboot-demo-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: springboot-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: springboot-demo
    spec:
      containers:
      - name: springboot-demo
        image: your-dockerhub-username/springboot-demo:1.0
        ports:
        - containerPort: 8080

执行以下命令创建 Deployment：

kubectl apply -f deployment.yaml

replicas: 3 表示创建 3 个副本，确保应用的高可用性。

5.2 创建 Service

创建一个名为 service.yaml 的文件，内容如下：

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

执行以下命令创建 Service：

kubectl apply -f service.yaml

type: LoadBalancer 表示创建一个负载均衡器，将外部流量分发到后端的 Pod 上。

5.3 查看部署状态

使用以下命令查看 Deployment 和 Service 的状态：

kubectl get deployments
kubectl get services

确保 Deployment 的 READY 状态为 3/3，Service 分配到了外部 IP 地址。

5.4 访问应用

如果使用 Minikube，可以执行以下命令获取应用的访问地址：

minikube service springboot-demo-service

如果是云环境，使用 Service 分配的外部 IP 地址访问 http://<external-ip>/hello，若能看到 API 返回结果，则说明应用部署成功。

六、持续集成与持续部署（CI/CD）

6.1 选择 CI/CD 工具

可以选择 Jenkins、GitLab CI/CD、GitHub Actions 等工具实现 CI/CD 流程。这里以 GitHub Actions 为例进行介绍。

6.2 配置 GitHub Actions

在项目根目录下创建 .github/workflows 目录。
在该目录下创建一个名为 ci-cd.yml 的文件，内容如下：

name: Spring Boot CI/CD
on:
  push:
    branches:
      - main
jobs:
  build-and-deploy:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
      - name: Checkout code
        uses: actions/checkout@v2
      - name: Set up Java
        uses: actions/setup-java@v1
        with:
          java-version: 11
      - name: Build with Maven
        run: mvn clean package
      - name: Set up Docker Buildx
        uses: docker/setup-buildx-action@v1
      - name: Login to Docker Hub
        uses: docker/login-action@v1
        with:
          username:${{ secrets.DOCKERHUB_USERNAME }}
          password:${{ secrets.DOCKERHUB_PASSWORD }}
      - name: Build and push Docker image
        uses: docker/build-push-action@v2
        with:
          context: .
          push: true
          tags: your-dockerhub-username/springboot-demo:latest
      - name: Set up kubectl
        uses: azure/setup-kubectl@v1
      - name: Deploy to Kubernetes
        run: |
          kubectl config set-cluster my-cluster --server=${{ secrets.K8S_SERVER }}
          kubectl config set-credentials my-user --token=${{ secrets.K8S_TOKEN }}
          kubectl config set-context my-context --cluster=my-cluster --user=my-user
          kubectl config use-context my-context
          kubectl apply -f deployment.yaml
          kubectl apply -f service.yaml

在 GitHub 项目的设置中添加 DOCKERHUB_USERNAME、DOCKERHUB_PASSWORD、K8S_SERVER、K8S_TOKEN 等 Secrets，确保敏感信息的安全。

6.3 触发 CI/CD 流程

每次向 main 分支推送代码时，GitHub Actions 会自动触发 CI/CD 流程，完成代码构建、镜像打包、推送和 K8s 部署等操作。

七、总结

通过以上步骤，我们完成了从 Spring Boot 项目开发到 Docker 镜像构建，再到使用 K8s 进行云原生部署的全流程。并且通过 CI/CD 工具实现了代码的自动化部署，提高了开发和部署效率。在实际项目中，可以根据需求对各个环节进行优化和扩展，确保应用的高可用性、可扩展性和安全性。

到此这篇关于SpringBoot+Docker+K8s云原生部署全流程(从零到发布)的文章就介绍到这了,更多相关SpringBoot+Docker+K8s云原生部署内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！