java区块链底层框架有哪些（开源CICD）

简介

Tekton 是一个功能强大且灵活的Kubernetes 原生开源框架，用于创建持续集成和交付（CI/CD）系统。关于Tekton， 网上可以搜到很多很多介绍文档，本文主要阐述我对Tekton的实现原理和背后的技术逻辑的一点理解。

Tekton定义了Task, TaskRun, Pipeline, PipelineRun, PipelineResource 五类核心对象。Tekton通过对Task和Pipeline的抽象，我们可以定义出任意组合的pipeline模板来完成各种各样的CICD任务。

通过TaskRun,PipelineRun,PipelineResource可以将这些模板套用到各个实际的项目中。

实现原理

高度抽象的结构化设计使得Tekton具有非常灵活的特性。那么Tekton是如何实现workflow的流转的呢。

Tekton利用Kubernetes的List-Watch机制，在启动时初始化了2个Controller， PipelineRunController和TaskRunController。

PipelineRunController监听PipelineRun对象的变化。在它的reconcile逻辑中，将pipeline中所有的Task构建为一张有向无环图(DAG)，通过遍历DAG找到当前可被调度的Task节点创建对应的TaskRun对象。

TaskRunController监听TaskRun对象的变化。在它的reconcile逻辑中将TaskRun和对应Task转化为可执行的Pod，由kubernetes调度执行。利用Kubernetes的OwnerReference机制，pipelinerun own taskrun, taskrun own pod。pod状态变更时触发taskrun的reconcile逻辑，taskrun状态变更时触发pipelinerun的reconcile逻辑。

DAG支持

Tekton对DAG的支持相对比较简单。在Tekton中一个Pipeline就是一张DAG，Pipeline中的多个Task可是DAG中的节点。Task默认并发执行，可以通过 RunAfter 和 From 关键字控制执行顺序。

示例：

- name: lint-repo taskRef: name: pylint resources: inputs: - name: workspace resource: my-repo - name: test-app taskRef: name: make-test resources: inputs: - name: workspace resource: my-repo - name: build-app taskRef: name: kaniko-build-app runAfter: - test-app resources: inputs: - name: workspace resource: my-repo outputs: - name: image resource: my-app-image - name: build-frontend taskRef: name: kaniko-build-frontend runAfter: - test-app resources: inputs: - name: workspace resource: my-repo outputs: - name: image resource: my-frontend-image - name: deploy-all taskRef: name: deploy-kubectl resources: inputs: - name: my-app-image resource: my-app-image from: - build-app - name: my-frontend-image resource: my-frontend-image from: - build-frontend

渲染出的执行顺序为：

| | v v test-app lint-repo / \ v v build-app build-frontend \ / v v deploy-all

相比于Argo等专注在workflow的项目而言，Tekton支持的任务编排方式是非常有限的。常见的循环，递归，重试，超时等待等策略都是没有的。

• 条件判断

Tekton支持 condition 关键字来进行条件判断。Condtion只支持判断当前Task是否执行，不能作为DAG的分支条件来进行动态DAG的渲染。

* condition检查失败(exitCode != 0)，task不会被执行，pipelineRun状态不会因为condition检查失败而失败。 * 多个条件之间 “与” 逻辑关系

PipelineResource在Task间数据交换

作为CICD的工具，代码在什么时候Clone到WorkSpace中，如何实现的？Tekton中抽象了PipelineResource进行任务之间的数据交换，gitResource是其中最基础的一种。用法如下。

• 声明一个Git类型的PipelineResource:

kind: PipelineResource metadata: name: skaffold-git-build-push-kaniko spec: type: git params: - name: revision value: v0.32.0 - name: url value: https://github.com/GoogleContainerTools/skaffold

• 在Task中引用这个Resource做为输入：

kind: Task metadata: name: build-push-kaniko spec: inputs: resources: - name: workspace type: git Steps: - name: build-and-push image: registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/kaniko-project-edas/executor:v0.17.1

• 代码会被clone在/workspace目录。

Tekton是如何处理这些PipelineResource的呢，这就要从Taskrun Controller如何创建Pod说起。

Tekton中一个TaskRun对应一个Pod，每个Pod有一系列init-containers和step-containers组成。init-container中完成认证信息初始化，workspace目录初始化等初始化工作。

在处理step-container时，会根据这个Task引用的资源 Append或者Insert一个step-container来处理对应的输和输出，如下图所示。

Task中Step执行顺序控制

Tekton源自Knative Build，在Knative Build中使用Init-container来串联Steps保证Steps顺序执行，在上面的分析中我们知道Tekton是用Containers来执行Steps，Pod的Containers是并行执行的，Tekton是如何保证Steps执行顺序呢？

这是一个TaskRun创建的Pod的部分描述信息，可以看到所有的Step都是被/tekton/tools/entrypoints封装起来执行的。-wait_file指定一个文件，通过监听文件句柄，在探测到文件存在时执行被封装的Step任务。-post_file指定一个文件，在Step任务完成后创建这个文件。通过文件序列/tekton/tools/${index}来对Step进行排序。

- args: - -wait_file - /tekton/tools/0 - -post_file - /tekton/tools/1 - -termination_path - /tekton/termination - -entrypoint - /ko-app/git-init - -- - -url - https://github.com/GoogleContainerTools/skaffold - -revision - v0.32.0 - -path - /workspace/workspace command: - /tekton/tools/entrypoint image: registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/kaniko-project-edas/git-init:v0.10.2 name: step-git-source-skaffold-git-build-push-kaniko-rz765 - args: - -wait_file - /tekton/tools/1 - -post_file - /tekton/tools/2 - -termination_path - /tekton/termination - -entrypoint - /kaniko/executor - -- - --dockerfile=Dockerfile - --destination=localhost:5000/leeroy-web - --context=/workspace/workspace/examples/microservices/leeroy-web - --oci-layout-path=$(inputs.resources.builtImage.path) command: - /tekton/tools/entrypoint image: registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/kaniko-project-edas/executor@sha256:565d31516f9bb91763dcf8e23ee161144fd4e27624b257674136c71559ce4493 name: step-build-and-push - args: - -wait_file - /tekton/tools/2 - -post_file - /tekton/tools/3 - -termination_path - /tekton/termination - -entrypoint - /ko-app/imagedigestexporter - -- - -images - '[{"name":"skaffold-image-leeroy-web-build-push-kaniko","type":"image","url":"localhost:5000/leeroy-web","digest":"","OutputImageDir":"/workspace/output/builtImage"}]' command: - /tekton/tools/entrypoint image: registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/kaniko-project-edas/imagedigestexporter:v0.10.2 name: step-image-digest-exporter-lvlj9

实践

使用Tekton构建代码并部署到SAE

Serverless 应用引擎（ SAE ） 是阿里云上一款面向应用的 Serverless PaaS 平台，帮助 PaaS 层用户免运维 IaaS，按需使用，按量计费，实现低门槛微服务应用上云，有效解决成本及效率问题。支持 Spring Cloud、Dubbo 和 HSF 等流行的开发框架，真正实现了 Serverless 架构和微服务架构的完美融合。

接下来将使用Tekton部署一个Spring Cloud微服务应用到SAE平台。

示例中的演示代码地址：https://github.com/alicloud-demo/spring-cloud-demo

前置条件

• 在Kubernetes集群上安装Tekton
• 创建一个SAE应用
• 定义一个Git资源

apiVersion: tekton.dev/v1alpha1 kind: PipelineResource metadata: name: spring-cloud-demo spec: type: git params: - name: url value: https://github.com/alicloud-demo/spring-cloud-demo

• 定义构建和部署Task

根据SAE官方文档进行部署。

apiVersion: tekton.dev/v1alpha1 kind: Task metadata: name: build-deploy-sae spec: inputs: resources: - name: source type: git steps: - name: build-and-deploy image: maven:3.3-jdk-8 command: ["mvn", "clean", "package", "-f", "source", "toolkit:deploy", "-Dtoolkit_profile=toolkit_profile.yaml", "-Dtoolkit_package=toolkit_package.yaml", "-Dtoolkit_deploy=toolkit_deploy.yaml"] securityContext: runAsUser: 0

• 定义TaskRun运行任务

apiVersion: tekton.dev/v1alpha1 kind: TaskRun metadata: name: build-deploy-sae spec: taskRef: name: build-deploy-sae inputs: resources: - name: source resourceRef: name: spring-cloud-demo

• 导入到kubernetes中运行

kubectl apply -f source-2-service-taskrun.yaml

• 查看日志

kubectl logs build-deploy-sae-pod-85xdk step-build-and-deploy

部署日志：

[INFO] Start to upload [provider3-1.0-SNAPSHOT.jar] using [Sae uploader]. [INFO] [##################################################] 100.0% [INFO] Upload finished in 3341 ms, download url: [https://edas-hz.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/apps/K8S_APP_ID/37adb12b-5f0c-4711-98ec-1f1e91e6b043/provider3-1.0-SNAPSHOT.jar] [INFO] Begin to trace change order: e2499b9a-6a51-4904-819c-1838c1dd62cb [INFO] PipelineName: Batch: 1, PipelineId:f029314a-88bb-450b-aa35-7cc550ff1329 [INFO] Waiting... [INFO] Waiting... [INFO] Waiting... [INFO] Waiting... [INFO] Waiting... [INFO] Waiting... [INFO] Waiting... [INFO] Waiting... [INFO] Deploy application successfully! [INFO] ------------------------------------------------------------------------ [INFO] BUILD SUCCESS [INFO] ------------------------------------------------------------------------ [INFO] Total time: 32:41 min [INFO] Finished at: 2020-04-15T10:09:39 00:00 [INFO] Final Memory: 47M/190M [INFO] ------------------------------------------------------------------------

总结

区别于传统的CICD工具（Jenkins），Tekton是一套构建CICD系统的框架。Tekton不能使你立即获得CICD的能力。但是基于Tekton可以设计出各种花式的构建部署流水线。得益于Tekton良好的抽象，这些设计出的流水线可以作为模板在多个组织，项目间共享。Tekton源自Knative的Build-Template项目，设计之初的一个重要目标就是使人们能够共享和重用构成pipeline的组件，以及Pipeline本身。在Tekton的RoadMap中Tekton Catelog就是为了实现这一目标而提出的。

区别于Argo这种基于Kubernetes的Workflow工具，Tekton在工作流控制上的支持是比较弱的。一些复杂的场景比如循环，递归等都是不支持的。更不用说Argo在高并发和大集群调度下的性能优化。这和Tekton的定位有关，Tekton定位于实现CICD的框架，对于CICD不需要过于复杂的流程控制。大部分的研发流程可以被若干个最佳实践来覆盖。而这些最佳实践应该也必须可以在不同的组织间共享，为此Tekton设计了PipelineResource的概念。PipelineResource是Task间交互的接口，也是跨平台跨组织共享重用的组件，在PipelineResource上还可以有很多想象空间。

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