在現代軟體開發中，微服務架構和容器化技術已成為主流。Kubernetes 作為容器協調平臺，提供強大的佈署和管理能力，結合 GitHub Actions 等 CI/CD 工具，更能實作自動化佈署流程。本文將深入探討如何在 Kubernetes 上佈署微服務，並整合自動化測試，確保應用程式穩定可靠。首先，我們會介紹如何使用 kubectl 連線 Kubernetes 叢集，並利用 GitHub Actions 自動化佈署流程。接著，探討如何使用環境變數和 GitHub Secrets 安全地管理敏感資訊。最後，我們將介紹如何使用 Docker Compose 和 Playwright 進行自動化測試，確保微服務的品質和可靠性。
載入環境變數
首先，系統會載入秘密值到環境變數中。這一步驟確保了敏感訊息的安全性和可用性。
建立 Docker 映象
接下來，系統會建立 Docker 映象。這個過程涉及到將應用程式程式碼和依賴包封裝成一個可執行的映象。
釋出 Docker 映象
建立好 Docker 映象後，系統會將其釋出到容器註冊中心。這樣，映象就可以被用於生產環境了。
安裝 kubectl 並連線叢集
為了能夠與 Kubernetes 叢集進行互動，系統需要安裝 kubectl 並將其連線到叢集。這一步驟確保了應用程式可以被正確地佈署到叢集中。
設定 Kubernetes 認證
系統會從 GitHub 秘密中載入認證資料，並設定 Kubernetes 的連線認證。這樣，GitHub Actions 就可以代表使用者與 Kubernetes 叢集進行互動了。
展開組態範本
最後，系統會根據環境變數和其他引數展開組態範本。這個過程使得組態檔案可以被動態生成，從而實作了更好的靈活性和可維護性。
透過這些步驟，GitHub Actions 可以自動化佈署過程，從而提高了開發團隊的效率和生產力。同時，這個過程也確保了應用程式的安全性和可靠性。
使用 kubectl 將微服務佈署到 Kubernetes 叢集
在將微服務佈署到 Kubernetes 叢集之前，需要先對 kubectl 進行認證，以便它可以連線到叢集。以下是認證 kubectl 的步驟：
步驟 1：認證 Azure CLI
首先，需要認證 Azure CLI，以便它可以連線到您的 Azure 帳戶。可以使用以下命令進行認證：
az login
步驟 2：下載 kubectl 組態檔案
下載 kubectl 組態檔案，以便它可以連線到您的 Kubernetes 叢集。可以使用以下命令進行下載：
az aks get-credentials --resource-group <resource-group-name> --name <cluster-name>
請注意，需要替換 <resource-group-name> 和 <cluster-name> 為您的實際資源群組名稱和叢集名稱。
步驟 3：檢視 kubectl 組態檔案
檢視 kubectl 組態檔案，以便了解它的內容。可以使用以下命令進行檢視：
cat ~/.kube/config
這個檔案包含了您的 Kubernetes 叢集的連線詳細訊息，請務必保密。
步驟 4：編碼 kubectl 組態檔案
將 kubectl 組態檔案編碼為 Base64 格式，以便它可以被用作 GitHub 秘密。可以使用以下命令進行編碼：
cat ~/.kube/config | base64
步驟 5：安裝和組態 kubectl
安裝和組態 kubectl，以便它可以被用於您的工作流程中。可以使用以下 YAML 程式碼進行安裝和組態：
- uses: tale/kubectl-action@v1
with:
base64-kube-config: ${{ secrets.KUBE_CONFIG }}
kubectl-version: v1.24.2
這個 YAML 程式碼使用了一個自定義動作來安裝 kubectl，並從 GitHub 秘密中提取 kubectl 組態檔案。
內容解密：
az login：認證 Azure CLI。az aks get-credentials：下載 kubectl 組態檔案。cat ~/.kube/config：檢視 kubectl 組態檔案。base64：編碼 kubectl 組態檔案為 Base64 格式。tale/kubectl-action：安裝和組態 kubectl。
圖表翻譯：
flowchart TD
A[開始] --> B[認證 Azure CLI]
B --> C[下載 kubectl 組態檔案]
C --> D[檢視 kubectl 組態檔案]
D --> E[編碼 kubectl 組態檔案]
E --> F[安裝和組態 kubectl]
F --> G[完成]
這個流程圖展示了使用 kubectl 將微服務佈署到 Kubernetes 叢集的步驟。
玄貓的 Kubernetes 工作流程最佳實踐
在前面的章節中，我們已經學習瞭如何使用 GitHub Actions 來自動化我們的 Kubernetes 佈署。現在，讓我們深入探討如何使用環境變數和 GitHub Secrets 來管理我們的工作流程。
環境變數和 GitHub Secrets
GitHub Secrets 是一個安全的方式來儲存敏感訊息，例如 API 金鑰、密碼和其他機密資料。這些 Secrets 可以用來設定環境變數，讓我們的工作流程可以安全地存取這些敏感訊息。
以下是使用 GitHub Secrets 來設定環境變數的範例：
env:
VERSION: ${{ github.sha }}
REGISTRY_UN: ${{ secrets.REGISTRY_UN }}
REGISTRY_PW: ${{ secrets.REGISTRY_PW }}
在這個範例中，我們設定了三個環境變數：VERSION、REGISTRY_UN 和 REGISTRY_PW。VERSION 變數使用 Git 提交雜湊值來設定版本號，這是一種方便的方式來追蹤版本變化。REGISTRY_UN 和 REGISTRY_PW 變數使用 GitHub Secrets 來設定容器登錄檔的使用者名稱和密碼。
安裝 kubectl
要使用 kubectl 來管理我們的 Kubernetes 叢集，我們需要先安裝它。以下是安裝 kubectl 的步驟：
steps:
- name: Install kubectl
run: |
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y kubectl
這個步驟使用 apt-get 來安裝 kubectl。
匯入 kubectl 組態
要使用 kubectl 來管理我們的 Kubernetes 叢集，我們需要先匯入 kubectl 組態。以下是匯入 kubectl 組態的步驟：
steps:
- name: Import kubectl configuration
run: |
mkdir -p ~/.kube
cp ${{ secrets.KUBE_CONFIG }} ~/.kube/config
這個步驟使用 cp 來複製 kubectl 組態檔案到 ~/.kube/config 中。
版本號設定
要設定版本號，我們可以使用 Git 提交雜湊值。以下是設定版本號的步驟：
steps:
- name: Set version
run: |
echo "VERSION=${{ github.sha }}" >> $GITHUB_ENV
這個步驟使用 echo 來設定版本號，並將其儲存到 $GITHUB_ENV 中。
容器登錄檔設定
要設定容器登錄檔，我們需要先設定使用者名稱和密碼。以下是設定容器登錄檔的步驟：
steps:
- name: Set registry credentials
run: |
echo "REGISTRY_UN=${{ secrets.REGISTRY_UN }}" >> $GITHUB_ENV
echo "REGISTRY_PW=${{ secrets.REGISTRY_PW }}" >> $GITHUB_ENV
這個步驟使用 echo 來設定使用者名稱和密碼，並將其儲存到 $GITHUB_ENV 中。
8.9 持續佈署微服務
在這一節中，我們將探討如何使用 GitHub Actions 實作微服務的持續佈署。首先，我們需要從 GitHub Secrets 中提取各種值，並將其設定為環境變數。這些環境變數將用於提供輸入給我們的 Shell 指令碼。
8.9.1 設定容器註冊驗證
我們需要設定容器註冊驗證詳細訊息，包括容器註冊 URL、使用者名稱和密碼。這些訊息將儲存在 GitHub Secrets 中，以確保安全性。
8.9.2 環境變數
環境變數是儲存和管理敏感訊息的關鍵部分。透過使用 GitHub Secrets，我們可以安全地儲存和管理敏感訊息，例如容器註冊驗證詳細訊息。這些環境變數將用於提供輸入給我們的 Shell 指令碼。
8.9.3 從 GitHub Context 變數中提取環境變數
在某些情況下，我們可能需要從 GitHub Context 變數中提取環境變數。例如，我們可以使用 github.sha 變數來提取提交雜湊值作為版本號。
8.9.4 增加 GitHub Secrets
增加 GitHub Secrets 是一個簡單的過程。首先，導航到您的儲存函式庫設定頁面，然後點選 “Secrets” 選項。接下來，點選 “New Repository Secret” 按鈕，輸入您的秘密名稱和值，然後點選 “Add Secret” 按鈕。
8.9.5 Debugging 佈署管道
Debugging 佈署管道可能是一個具有挑戰性的過程。首先，您需要檢視 GitHub Actions 工作流程歷史記錄，以檢視錯誤訊息。然後，您需要研究錯誤訊息，以瞭解錯誤的原因。有時，您可能需要複製錯誤，以便在本地進行除錯。
8.9.6 佈署直接到生產環境是危險的
直接佈署到生產環境是危險的，因為您的主分支通常是整合發生的地方，合並程式碼更改後，必須徹底測試後才能發布給客戶。
8.9.7 在本地執行工作流程
如果您在使用 GitHub Actions 遇到困難，可以使用 act 工具在本地執行工作流程。這個工具可以幫助您在本地除錯工作流程，以便更好地瞭解工作流程的執行情況。
graph LR
A[GitHub Secrets] -->|儲存敏感訊息|> B[環境變數]
B -->|提供輸入|> C[Shell 指令碼]
C -->|執行佈署|> D[佈署管道]
D -->|Debugging|> E[錯誤訊息]
E -->|研究錯誤|> F[解決方案]
圖表翻譯：
此圖表展示了從 GitHub Secrets 到佈署管道的整個過程。首先，GitHub Secrets 儲存敏感訊息，然後環境變數提供輸入給 Shell 指令碼。Shell 指令碼執行佈署，然後佈署管道可能會產生錯誤訊息。透過研究錯誤訊息，可以找到解決方案。
內容解密：
在這一節中，我們探討瞭如何使用 GitHub Actions 實作微服務的持續佈署。首先，我們需要從 GitHub Secrets 中提取各種值，並將其設定為環境變數。這些環境變數將用於提供輸入給我們的 Shell 指令碼。然後，我們需要增加 GitHub Secrets，以確保安全性。最後，我們需要 Debugging 佈署管道，以便更好地瞭解工作流程的執行情況。
自動化佈署與測試的重要性
在軟體開發中，自動化佈署和測試是兩個非常重要的概念。自動化佈署可以幫助我們快速地將程式碼從開發環境佈署到生產環境，而自動化測試可以幫助我們確保程式碼的正確性和可靠性。
自動化佈署
自動化佈署是指使用工具和流程來自動化程式碼的佈署過程。這可以包括從版本控制系統中提取程式碼、建置和測試程式碼、並將其佈署到生產環境。自動化佈署可以幫助我們減少手動錯誤、提高佈署速度和效率，並且可以更容易地管理複雜的佈署過程。
自動化測試
自動化測試是指使用工具和流程來自動化程式碼的測試過程。這可以包括單元測試、整合測試和端對端測試等。自動化測試可以幫助我們確保程式碼的正確性和可靠性、減少手動測試的時間和成本，並且可以更容易地發現和修復錯誤。
Jest 和 Playwright
Jest 和 Playwright 是兩個非常受歡迎的自動化測試工具。Jest 是一個 JavaScript 測試框架，提供了豐富的 API 和工具來幫助我們寫測試程式碼。Playwright 是一個端對端測試工具，提供了簡單易用的 API 來幫助我們寫端對端測試程式碼。
圖表翻譯：
此圖表展示了自動化佈署和測試的過程。首先，我們開始自動化佈署，然後進行自動化測試。接下來，我們使用 Jest 和 Playwright 進行測試，最後提高了效率和可靠性。
內容解密：
在這個章節中，我們學習了自動化佈署和測試的重要性。自動化佈署可以幫助我們快速地將程式碼從開發環境佈署到生產環境，而自動化測試可以幫助我們確保程式碼的正確性和可靠性。Jest 和 Playwright 是兩個非常受歡迎的自動化測試工具，提供了豐富的 API 和工具來幫助我們寫測試程式碼。透過使用這些工具和流程，我們可以提高效率、減少錯誤和提高程式碼的可靠性。
微服務的測試
微服務的測試是確保系統穩定性和可靠性的關鍵步驟。透過測試，我們可以確保程式碼在正常和異常情況下都能夠正常運作。有效的測試應該盡可能地模擬生產環境，包括環境、程式碼組態和測試資料。
自動化測試
自動化測試是透過程式碼驅動的測試。我們編寫程式碼來執行被測試的程式碼，並驗證其是否正確工作。自動化測試可以在多個層級進行，包括單元測試、整合測試和端對端測試。
單元測試
單元測試是對隔離的程式碼和個別函式進行測試。這種測試快速且經濟，因此我們可以有很多單元測試。
整合測試
整合測試是對整個微服務進行測試。這種測試比單元測試慢，因此我們不能有太多整合測試。
端對端測試
端對端測試是對群組的微服務或整個應用程式進行測試，包括前端。這種測試最接近手動測試，因為它模擬了客戶使用產品的方式。
測試金字塔
測試金字塔是一個圖表，展示了不同型別的自動化測試之間的關係。它告訴我們應該有多少每種型別的測試。單元測試應該是最基礎的，整合測試和端對端測試應該越來越少。
測試實踐
在實踐中，我們應該盡可能地使用自動化測試來確保系統的穩定性和可靠性。同時，我們也需要手動測試來補充自動化測試的不足。透過結合自動化測試和手動測試，我們可以確保系統在不同情況下都能夠正常運作。
graph TD
A[單元測試] --> B[整合測試]
B --> C[端對端測試]
C --> D[手動測試]
內容解密：
上述 mermaid 圖表展示了不同型別的測試之間的關係。單元測試是基礎，整合測試和端對端測試越來越少。手動測試是最後一步，用於補充自動化測試的不足。
圖表翻譯：
上述 mermaid 圖表是一個簡單的示例，展示瞭如何使用 mermaid 來繪製圖表。在實際應用中，我們可以使用 mermaid 來繪製更複雜的圖表，以展示不同型別的測試之間的關係。
graph TD
A[單元測試] -->|包含|> B[整合測試]
B -->|包含|> C[端對端測試]
C -->|包含|> D[手動測試]
圖表翻譯：
上述 mermaid 圖表展示了不同型別的測試之間的包含關係。單元測試包含在整合測試中，整合測試包含在端對端測試中，端對端測試包含在手動測試中。這種包含關係可以幫助我們瞭解不同型別的測試之間的關係。
自動化測試在微服務中的重要性
自動化測試是軟體開發中的一個重要環節，尤其是在微服務架構中。它能夠幫助我們快速地檢測出程式碼中的錯誤，減少手動測試的時間和成本，並且提高整體的軟體品質。
測試金字塔
測試金字塔是一個概念，它描述了不同型別的測試之間的比例關係。根據這個概念，單元測試應該佔據大部分的測試數量，其次是整合測試，最後是端對端測試。這種比例可以幫助我們在不同的測試型別之間取得平衡，避免過度依賴某一種測試。
自動化測試的優點
自動化測試有許多優點，包括：
- 減少手動測試的時間和成本
- 提高軟體品質和可靠性
- 快速地檢測出程式碼中的錯誤
- 減少佈署錯誤的風險
Jest 測試框架
Jest 是一個流行的 JavaScript 測試框架，它提供了許多功能和工具來幫助我們寫出高品質的測試。它支援多種測試型別，包括單元測試、整合測試和端對端測試。
Jest 的優點
Jest 有許多優點，包括：
- 快速和高效
- 支援多種測試型別
- 提供了許多工具和功能來幫助寫出高品質的測試
實際應用
讓我們來看一個實際的例子，使用 Jest 來寫一個簡單的單元測試。假設我們有一個函式 add(a, b)，它傳回兩個數字的和。我們可以寫一個測試來驗證這個函式的正確性。
// add.js
function add(a, b) {
return a + b;
}
export default add;
// add.test.js
import add from './add';
test('adds 1 + 2 to equal 3', () => {
expect(add(1, 2)).toBe(3);
});
在這個例子中，我們定義了一個 add 函式，並且寫了一個測試來驗證它的正確性。測試使用 expect 函式來檢查 add(1, 2) 的傳回值是否等於 3。
圖表翻譯
graph LR
A[單元測試] --> B[整合測試]
B --> C[端對端測試]
C --> D[佈署]
D --> E[生產環境]
style A fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:4px
style B fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:4px
style C fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:4px
此圖表顯示了軟體開發中的不同階段，從單元測試到生產環境。每一個階段都很重要，透過自動化測試，我們可以確保軟體的品質和可靠性。
內容解密
在上面的例子中，我們使用 Jest 來寫了一個簡單的單元測試。這個測試使用 expect 函式來檢查 add(1, 2) 的傳回值是否等於 3。如果傳回值不等於 3，則測試會失敗，並且顯示錯誤訊息。
// add.test.js
import add from './add';
test('adds 1 + 2 to equal 3', () => {
expect(add(1, 2)).toBe(3);
});
這個測試可以幫助我們確保 add 函式的正確性，並且減少手動測試的時間和成本。同時，它也可以幫助我們快速地檢測出程式碼中的錯誤，並且提高軟體品質和可靠性。
使用Docker Compose和Playwright進行自動化測試
在軟體開發中，自動化測試是一個非常重要的步驟，可以幫助我們確保程式碼的正確性和穩定性。在這個章節中，我們將介紹如何使用Docker Compose和Playwright進行自動化測試。
Docker Compose
Docker Compose是一個用於定義和執行多容器Docker應用程式的工具。它允許我們定義一個 YAML 檔案，描述我們的應用程式的服務、網路和卷等組態。然後，Docker Compose可以根據這個組態檔案建立和啟動我們的應用程式。
在我們的例子中，我們使用Docker Compose來建置和執行我們的應用程式。這樣，我們就可以在一個隔離的環境中執行我們的應用程式，並且可以輕鬆地管理我們的依賴項和組態。
Playwright
Playwright是一個用於自動化測試的工具，允許我們模擬使用者的行為，例如點選按鈕、填寫表單等。它支援多種瀏覽器，包括Chromium、Firefox和WebKit。
在我們的例子中，我們使用Playwright來執行自動化測試對於我們的網頁應用程式。這樣，我們就可以確保我們的應用程式在不同的瀏覽器和環境中都能夠正常執行。
從技術架構視角來看，本文深入探討了利用 GitHub Actions、Kubernetes、Docker Compose 和 Playwright 等工具實作微服務的自動化佈署和測試流程。分析段落詳細闡述瞭如何組態環境變數、Secrets、kubectl 以及如何運用 Jest 進行單元測試，展現了高度的專業性。技術堆疊的各層級協同運作，體現了現代軟體開發流程的最佳實踐。透過多維比較分析，本文不僅介紹了各工具的優勢，也指出了直接佈署至生產環境的風險，並提供本地執行工作流程的除錯方案。同時，也強調了測試金字塔的重要性，提倡不同測試型別之間的平衡。技術限制深析部分，點明瞭除自動化測試外，手動測試仍有其必要性。展望未來，隨著雲原生技術的持續發展，預計自動化測試與佈署將更加緊密地結合，形成更完善的 DevOps 生態系統。玄貓認為，掌握這些自動化工具和流程對於提升軟體開發效率和品質至關重要，值得技術團隊深入研究並積極應用於實務專案中。
