在现代化的应用程序开发中，Kubernetes 已成为一种广泛使用的容器编排工具。使用 Kubernetes 部署应用程序的一个好处是能够自动化管理应用程序的生命周期。另一方面，GitHub Actions 可以提供一个自动化工具，可以使开发人员在构建和部署应用程序方面更加高效。本文将介绍如何使用 GitHub Actions 在 Kubernetes 上部署应用程序。
准备 Kubernetes 部署的环境
首先，需要准备好 Kubernetes 部署的环境。这个环境需要有一个可用的 Kubernetes 集群并开启了 Kubernetes API。要将应用程序部署到 Kubernetes 集群中，需要以 Kubernetes 配置文件的形式提供应用程序。
假设已经有一个使用 Minikube 的本地 Kubernetes 集群，并且将要部署一个名为“myapp”的应用程序。在部署之前，需要先在 Kubernetes 中创建相应的部署资源：
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----- --------保存这个配置文件为myapp.yaml，并运行以下命令来创建资源：
$ kubectl apply -f myapp.yaml
现在已经准备好 Kubernetes 环境和应用程序的部署资源，接下来可以使用 GitHub Actions 来自动化构建和部署应用程序。
创建 GitHub Actions 工作流
GitHub Actions 提供了一个 CI/CD 系统，可以通过使用 YAML 文件来构建和部署应用程序。下面将介绍如何创建一个 GitHub Actions 工作流来自动化构建和部署应用程序。
创建 GitHub Actions 触发事件
首先，需要在项目的根目录中创建一个.github/workflows目录，并在此目录下创建一个 YAML 文件，该 YAML 文件定义了 GitHub Actions 的触发条件和操作步骤。对于本教程，我们将为 GitHub Actions 创建一个名为kubernetes-deploy.yml的 YAML 文件，并定义构建应用程序并部署应用程序到 Kubernetes 集群的步骤。
以下是一个示例的kubernetes-deploy.yml文件，其中定义了触发条件和添加必要环境变量：
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-------- - ---------- - ------- ----- -- -在这个文件中，定义了以下步骤:
name定义了工作流的名称on定义了 GitHub Actions 的触发条件env定义了环境变量。在本教程中，定义了 Kubernetes 环境配置信息和 Docker 镜像存储库的信息。jobs定义了工作流的任务runs-on定义了任务运行的操作系统steps定义了工作流的步骤
构建和部署应用程序到 Kubernetes 集群
要构建和部署应用程序，需要执行以下步骤：
- 检出代码库和分支。
- 安装 Kubernetes CLI 工具并设置环境变量。
- 构建 Docker 镜像并上传到 Docker 镜像存储库。
- 使用 envsubst 工具替换 Kubernetes 资源文件（myapp.yaml）中的环境变量并使用 kubectl 应用。
注册 Kubernetes API 访问凭证
上述 YAML 文件中要使用 Kubernetes API 访问凭证来连接 Kubernetes 集群。但是，在 GitHub Actions 环境中执行构建和部署可能需要使用不同的 Kubernetes 访问凭证。因此，需要注册一个 ServiceAccount 并生成相关的 Kubernetes API 访问凭证。要注册 ServiceAccount 并生成访问凭证，可以使用以下命令：
$ kubectl create serviceaccount github-actions
$ kubectl create clusterrolebinding github-actions --clusterrole cluster-admin --serviceaccount=default:github-actions
$ kubectl get secrets -o json | jq -r '.items[] | select(.metadata.name | contains("token")) | .metadata.name' | xargs -I {} sh -c 'kubectl get secret {} -o jsonpath="{.data.token}" | base64 -d && echo'第一行命令创建 ServiceAccount，第二行命令创建一个 ClusterRoleBinding 并将 ServiceAccount 绑定到命名空间default。最后一个命令将输出由第二个命令自动生成的 Kubernetes API 访问凭证。
将访问凭证复制到剪贴板中。
注册 Docker 镜像存储库 API 访问凭证
在 GitHub Actions 构建 Docker 镜像并上传到 Docker 镜像存储库时，可能需要 Docker 镜像存储库 API 的访问凭证。在这个例子中，使用了 Docker Hub 作为 Docker 镜像存储库。要使用 Docker Hub API 访问凭证，请执行以下命令：
$ echo $DOCKERHUB_USERNAME $ echo $DOCKERHUB_PASSWORD
将输出的 Docker Hub 用户名（DOCKERHUB_USERNAME）和密码（DOCKERHUB_PASSWORD）复制到剪贴板中。
注册 GitHub Actions 的秘密配置
将之前复制到剪贴板中的 Kubernetes API 访问凭证和 Docker Hub API 访问凭证保存在 GitHub Actions 的秘密配置中。打开 GitHub 仓库页面，进入 Settings -> Secrets，然后单击“New repository secret”创建两个新的秘密：
- KUBE_CONFIG_DATA：将复制到剪贴板中的 Kubernetes API 访问凭证粘贴到 GitHub Actions 秘密配置的 KUBE_CONFIG_DATA 行
- DOCKER_REGISTRY：将 Docker Hub 用户名（DOCKERHUB_USERNAME）和密码（DOCKERHUB_PASSWORD）以以下格式粘贴到 GitHub Actions 秘密配置的 DOCKER_REGISTRY 行中：
{DOCKERHUB_USERNAME}:{DOCKERHUB_PASSWORD}
做完这些准备工作后，就可以将代码和配置提交到 GitHub 仓库并触发构建和部署。
运行 GitHub Actions 工作流程
现在，每当将代码提交到 GitHub 仓库后，GitHub Actions 将自动构建并部署应用程序。这个操作步骤包括：
- 构建 Docker 镜像；
- 将 Docker 镜像上传到 Docker 镜像存储库；
- 下载 Kubernetes 部署文件（myapp.yaml）；
- 使用 envsubst 工具替换 Kubernetes 资源文件中的环境变量；
- 在 Kubernetes 集群上运行 kubectl 命令，将更新后的应用程序部署到架构中。
要查看 GitHub Actions 的工作流，可以在 GitHub 仓库页面上导航到“Actions”部分。在那里，可以查看所有在主分支上触发并运行的工作流。还可以使用该部分的筛选选项来筛选和查找某个特定的工作流。
结论
使用 GitHub Actions 在 Kubernetes 上部署应用程序可以简化流程并加快开发和部署。在本文中，介绍了如何使用 GitHub Actions 构建和部署应用程序。此外，还讨论了如何设置 Kubernetes 环境和注册 API 访问凭证，并使用 GitHub Actions 的秘密函数来安全地存储这些信息。GitHub Actions 在企业组织中也可以用来进一步规范和简化构建和部署流程。
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