apiserver 源码分析——启动流程，java 工程师技术栈

//代码位于 /vendor/k8s.io/apiextensions-apiserver/apiserver.go

func (c completedConfig) New(delegationTarget genericapiserver.DelegationTarget) (*CustomResourceDefinitions, error) {

//创建 Generic

genericServer, err := c.GenericConfig.New("apiextensions-apiserver", delegationTarget)

//实例化 CustomResourceDefinitions

s := &CustomResourceDefinitions{

GenericAPIServer: genericServer,

}

//实例化 APIGroupInfo

apiGroupInfo := genericapiserver.NewDefaultAPIGroupInfo(apiextensions.GroupName, Scheme, metav1.ParameterCodec, Codecs)

if apiResourceConfig.VersionEnabled(v1beta1.SchemeGroupVersion) {

storage := map[string]rest.Storage{}

// customresourcedefinitions

customResourceDefinitionStorage, err := customresourcedefinition.NewREST(Scheme, c.GenericConfig.RESTOptionsGetter)

if err != nil {

return nil, err

}

storage["customresourcedefinitions"] = customResourceDefinitionStorage

storage["customresourcedefinitions/status"] = customresourcedefinition.NewStatusREST(Scheme, customResourceDefinitionStorage)

apiGroupInfo.VersionedResourcesStorageMap[v1beta1.SchemeGroupVersion.Version] = storage

}

//另一个版本的类似，不作展示

//InstallAPIGroup 注册

if err := s.GenericAPIServer.InstallAPIGroup(&apiGroupInfo); err != nil {

return nil, err

}

}

KubeAPIServer

KubeAPIServer 处理 k8s 内置资源请求，它的创建流程与 APIExtensionServer 类似，包含下面几个步骤

• 创建 GeneriAPIServer

• 实例化 Instance

• installLegacyAPI

• installAPI

其中 Instance 是 KubeAPIServer 的 Server 对象。KubeAPIServer 创建和 Install 的 APIGroup 需要调用两个方法，一个是 installLegacyAPI，另一个是 installAPI，原因在于 k8s 的 apiGroup 分了/api 和/apis 两种。初期的资源其实没有 apiGroup 这个概念，而后期引入了 groupVersion 为了兼容原有的才把旧的资源类型的 URI 地址都归属于/api 这个路径下的，新的全部在/apis 这个路径下，因此在创建注册 APIGroup 时都分了两类。代码如下

func CreateKubeAPIServer(kubeAPIServerConfig *controlplane.Config, delegateAPIServer genericapiserver.DelegationTarget) (*controlplane.Instance, error) {

kubeAPIServer, err := kubeAPIServerConfig.Complete().New(delegateAPIServer)

if err != nil {

return nil, err

}

return kubeAPIServer, nil

}

//代码位于 /vendor/k8s.io/kube-aggregrator/pkg/apiserver/apiserver.go

func (c completedConfig) New(delegationTarget genericapiserver.DelegationTarget) (*Instance, error) {

//创建 Generic

s, err := c.GenericConfig.New("kube-apiserver", delegationTarget)

//1.14 版本的是 Master,当前版本是 Instance

m := &Instance{

GenericAPIServer: s,

ClusterAuthenticationInfo: c.ExtraConfig.ClusterAuthenticationInfo,

}

//实例化核心 API

if c.ExtraConfig.APIResourceConfigSource.VersionEnabled(apiv1.SchemeGroupVersion) {

legacyRESTStorageProvider := corerest.LegacyRESTStorageProvider{

StorageFactory: c.ExtraConfig.StorageFactory,

ProxyTransport: c.ExtraConfig.ProxyTransport,

KubeletClientConfig: c.ExtraConfig.KubeletClientConfig,

EventTTL: c.ExtraConfig.EventTTL,

ServiceIPRange: c.ExtraConfig.ServiceIPRange,

SecondaryServiceIPRange: c.ExtraConfig.SecondaryServiceIPRange,

ServiceNodePortRange: c.ExtraConfig.ServiceNodePortRange,

LoopbackClientConfig: c.GenericConfig.LoopbackClientConfig,

ServiceAccountIssuer: c.ExtraConfig.ServiceAccountIssuer,

ExtendExpiration: c.ExtraConfig.ExtendExpiration,

ServiceAccountMaxExpiration: c.ExtraConfig.ServiceAccountMaxExpiration,

APIAudiences: c.GenericConfig.Authentication.APIAudiences,

}

if err := m.InstallLegacyAPI(&c, c.GenericConfig.RESTOptionsGetter, legacyRESTStorageProvider); err != nil {

return nil, err

}

}

restStorageProviders := []RESTStorageProvider{...}

//InstallAPIs，内部包含 InstallAPIGroup

if err := m.InstallAPIs(c.ExtraConfig.APIResourceConfigSource, c.GenericConfig.RESTOptionsGetter, restStorageProviders...); err != nil {

return nil, err

}

}

注册核心 apiGroups

进入 m.InstallLegacyAPI,这个方法包含了实例化 ApiGroupInfo 和 InstalAPIGroup 两个操作，这部分资源是 k8s 的核心资源

func (m *Instance) InstallLegacyAPI(c *completedConfig, restOptionsGetter generic.RESTOptionsGetter, legacyRESTStorageProvider corerest.LegacyRESTStorageProvider) error {

//实例化 ApiGroupInfo

legacyRESTStorage, apiGroupInfo, err := legacyRESTStorageProvider.NewLegacyRESTStorage(restOptionsGetter)

if err

【一线大厂Java面试题解析+核心总结学习笔记+最新架构讲解视频+实战项目源码讲义】
浏览器打开：qq.cn.hn/FTf 免费领取

!= nil {

return fmt.Errorf("error building core storage: %v", err)

}

controllerName := "bootstrap-controller"

coreClient := corev1client.NewForConfigOrDie(c.GenericConfig.LoopbackClientConfig)

bootstrapController := c.NewBootstrapController(legacyRESTStorage, coreClient, coreClient, coreClient, coreClient.RESTClient())

m.GenericAPIServer.AddPostStartHookOrDie(controllerName, bootstrapController.PostStartHook)

m.GenericAPIServer.AddPreShutdownHookOrDie(controllerName, bootstrapController.PreShutdownHook)

//相当于调用 InstallAPIGroup

if err := m.GenericAPIServer.InstallLegacyAPIGroup(genericapiserver.DefaultLegacyAPIPrefix, &apiGroupInfo); err != nil {

return fmt.Errorf("error in registering group versions: %v", err)

}

return nil

}

实例化 APIGroupInfo 的代码局部如下，代码篇幅较长，只摘取 pod 一部分的源码展示，代码位于/pkg/registry/core/rest/storage_core.go

func (c LegacyRESTStorageProvider) NewLegacyRESTStorage(restOptionsGetter generic.RESTOptionsGetter) (LegacyRESTStorage, genericapiserver.APIGroupInfo, error) {

apiGroupInfo := genericapiserver.APIGroupInfo{

PrioritizedVersions: legacyscheme.Scheme.PrioritizedVersionsForGroup(""),

VersionedResourcesStorageMap: map[string]map[string]rest.Storage{},

Scheme: legacyscheme.Scheme,

ParameterCodec: legacyscheme.ParameterCodec,

NegotiatedSerializer: legacyscheme.Codecs,

}

podStorage, err := podstore.NewStorage(

restOptionsGetter,

nodeStorage.KubeletConnectionInfo,

c.ProxyTransport,

podDisruptionClient,

)

restStorageMap := map[string]rest.Storage{

"pods": podStorage.Pod,

"pods/attach": podStorage.Attach,

"pods/status": podStorage.Status,

"pods/log": podStorage.Log,

"pods/exec": podStorage.Exec,

"pods/portforward": podStorage.PortForward,

"pods/proxy": podStorage.Proxy,

"pods/binding": podStorage.Binding,

"bindings": podStorage.LegacyBinding,

.....

}

}

m.GenericAPIServer.InstallLegacyAPIGroup 的第一个参数是 apiPrefix，值是/api;第二个参数是上面创建好的，包含资源存储方式的 apiGroupInfo

与 InstallAPIGroup 类似地，InstallLegacyAPIGroup 需要经过两层调用才会到达 InstallREST，调用链如下

m.GenericAPIServer.InstallLegacyAPIGroup

|--s.installAPIResources

|--apiGroupVersion.InstallREST

InstallREST 的入参是 restful.Container，他是 golang http 框架 go-restful 里面的一个重要对象，在 InstallREST 里面构造出 installer，installer 包含资源的存储方法和资源对应 api 的前缀，利用 installer.Install()来创建出 go-restful 的 webservice,webservice 加入到传入得 container，即完成 api 的注册。

代码位于/vendor/k8s.io/apiserver/pkg/endpoints/groupversion.go

func (g *APIGroupVersion) InstallREST(container *restful.Container) error {

prefix := path.Join(g.Root, g.GroupVersion.Group, g.GroupVersion.Version)

installer := &APIInstaller{

group: g,

prefix: prefix,

minRequestTimeout: g.MinRequestTimeout,

}

apiResources, ws, registrationErrors := installer.Install()

versionDiscoveryHandler := discovery.NewAPIVersionHandler(g.Serializer, g.GroupVersion, staticLister{apiResources})

versionDiscoveryHandler.AddToWebService(ws)

container.Add(ws)

return utilerrors.NewAggregate(registrationErrors)

}

installer.Install()方法的边幅很长，它既然创建了 webservice，api 中各个 URL 的路由注册，handler 的绑定也会在里面实现。由于这部分代码也涉及到 apiserver 如何响应处理一个 http 请求，本篇先不探讨

go-restful 框架

不过上面提及到 go-restful 框架的几个概念，在这里进行一个简单的科普

• container:在 http 的角度就是一个 Server,里面就包含若干个 webservice

• webservice:webservice 从结构来说是承上启下的一个角色，它包含了一组 route，而且这组 route 都会有一个共同的 basePath 或者说他们的 URL 的 prefix 是相同的

• route:route 对应具体的一个 URL,它需要指定具体的路径 Path，请求方法 Method 和处理函数 Handler，以及一些参数 Parameter 等等。

他们的层次结构如下

container

|--webservice

|--Route

AggregratorServer

用于处理聚合进来的 api 请求，实际是做七层转发，它的创建流程与 APIExtensionServer 的最为相似

• 创建 GeneriAPIServer

• 实例化 Aggregrator

• 实例化 APIGroupInfo

• InstallAPIGroup

实际创建 AggregratorServer 的代码位于/vendor/k8s.io/kube-aggregrator/pkg/apiserver/apiserver.go

func (c completedConfig) NewWithDelegate(delegationTarget genericapiserver.DelegationTarget) (*APIAggregator, error) {

//创建 GeneriAPIServer

genericServer, err := c.GenericConfig.New("kube-aggregator", delegationTarget)

//实例化 Aggregrator

s := &APIAggregator{...}

//实例化 APIGroupInfo

apiGroupInfo := apiservicerest.NewRESTStorage(c.GenericConfig.MergedResourceConfig, c.GenericConfig.RESTOptionsGetter)

//InstallAPIGroup

if err := s.GenericAPIServer.InstallAPIGroup(&apiGroupInfo); err != nil {

return nil, err

}

}

运行 http server

api 的路由绑定完毕，最后就是要把 http server 跑起来，prepared.Run 调用的是由 preparedGenericAPIServer 实现的 Run 方法，经过多层调用最终把 server 跑起来，调用链如下

prepared.Run /vendor/k8s.io/kube-aggregrator/pkg/apiserver/apiserver.go

|--s.runnable.Run(stopCh)

|==preparedGenericAPIServer.Run /vendor/k8s.io/apiserver/pkg/server/genericapiserver.go

|--s.NonBlockingRun

|--s.SecureServingInfo.Serve /vendor/k8s.io/kube-aggregrator/pkg/server/secure_serving.go

|--&http.Server{}

|--RunServer

http server 的对象是在 SecureServingInfo.Serve 创建的，即调用链的 s.SecureServingInfo.Serve，最终让 server 开始监听是在 RunServer 处。它接收了 http.Server 作为参数。至此 apiserver 运行起来，接收来自各个组件或客户端的请求。

小结

--

本篇讲述了 k8s-apiserver 的启动流程，介绍了 apiserver 包含了 3 个 server 组件，apiserver 的服务实际上由这三个组件提供，讲述了他们创建流程，实例化底层的 GenericServer，实例化各自的 Server 类，实例化 ApiGroupInfo 来建立资源与存储操作间的映射关系，最后 InstallAPI。还专门挑了 k8s 核心资源类型的 ApiGroup 注册过程介绍。整个启动过程的调用链如下

Run /cmd/kube-apiserver/app/server.go

|--CreateServerChain

| |--CreateKubeAPIServerConfig

| | |--buildGenericConfig

| | |--genericapiserver.NewConfig

| | |--s.Authentication.ApplyTo