如何阅读k8s源码

本篇文章主要介绍了如何在windows下通过goland阅读k8s源码。

下载及idea加载GO代码

这边大家可以百度一下，搜一下go的下载及破解版goland的下载，网上教程很多，按照顺序按照下载即可。我这里的版本如下

go: 1.15 goland: 2020.1

C:\Users\nieweixing>go version
go version go1.15 windows/amd64

从github上克隆源码到本地

首先创建一个gopath目录,我们这里用的是

D:\go-code

然后在go-code目录下创建一个src/k8s.io,最后我们存放代码的目录为

D:\go-code\src\k8s.io

我们切换到k8s.io目录，执行如下命令clone代码，注意需要加上core.symlinks=true这个参数，源码中有很多软连接，不加这个参数会找不到依赖。

# 克隆最新代码
git clone -c core.symlinks=true https://github.com/kubernetes/kubernetes

# 克隆某个分支代码
git clone -c core.symlinks=true -b xxxx  https://github.com/kubernetes/kubernetes

goland查看源码并分析目录结构

我们打开goland后配置好$GOPATH,然后查看下对应源码即可。

下面我们简单介绍下k8s源码目录的作用

|--api  // 存放api规范相关的文档
|------api-rules  //已经存在的违反Api规范的api
|------openapi-spec  //OpenApi规范
|--build // 构建和测试脚本
|------run.sh  //在容器中运行该脚本，后面可接多个命令：make, make cross 等
|------copy-output.sh  //把容器中_output/dockerized/bin目录下的文件拷贝到本地目录
|------make-clean.sh  //清理容器中和本地的_output目录
|------shell.sh  // 容器中启动一个shell终端
|------......
|--cluster  // 自动创建和配置kubernetes集群的脚本，包括networking, DNS, nodes等
|--cmd  // 内部包含各个组件的入口，具体核心的实现部分在pkg目录下
|--hack  // 编译、构建及校验的工具类
|--logo // kubernetes的logo
|--pkg // 主要代码存放类，后面会详细补充该目录下内容
|------kubeapiserver
|------kubectl
|------kubelet
|------proxy
|------registry
|------scheduler
|------security
|------watch
|------......
|--plugin
|------pkg/admission  //认证
|------pkg/auth  //鉴权
|--staging  // 这里的代码都存放在独立的repo中，以引用包的方式添加到项目中
|------k8s.io/api
|------k8s.io/apiextensions-apiserver
|------k8s.io/apimachinery
|------k8s.io/apiserver
|------k8s.io/client-go
|------......
|--test  //测试代码
|--third_party  //第三方代码，protobuf、golang-reflect等
|--translations  //不同国家的语言包，使用poedit查看及编辑

Kubernetes源码编译

我们知道k8s的运行访问有2种方式，一种是二进制，还有一种就是docker镜像的方式，下面我们来讲一下如何将源码编译成二进制和镜像的方式。

二进制编译kubernetes

编译全部组件

这里我们以在centos7上作为示例

# yum install go -y
# mkdir -p /root/go/src/k8s.io
# git clone https://github.com/kubernetes/kubernetes
# cd /root/go/src/k8s.io/kubernetes
# KUBE_BUILD_PLATFORMS=linux/amd64 make

在这里我们编译apiserver的时候会出现一个错误，提示我们app\server.go:477:70: undefined: "k8s.io/kubernetes/pkg/generated/openapi".GetOpenAPIDefinitions。

在pkg/generated/openapi确实没有这个函数。这个函数是在zz_generated.openapi.go，我们需要在/root/go/src/k8s.io/kubernetes下执行

# cd /root/go/src/k8s.io/kubernetes
# make generated_files
# ls -l pkg/generated/openapi
total 2384
-rw-r--r-- 1 root root    1216 Nov 23 11:23 BUILD
-rw-r--r-- 1 root root     621 Nov 23 11:23 doc.go
-rw-r--r-- 1 root root    1533 Nov 23 11:23 openapi_test.go
-rw-r--r-- 1 root root     131 Nov 23 11:23 OWNERS
-rw-r--r-- 1 root root 2423572 Nov 23 12:41 zz_generated.openapi.go

这里我们发现已经zz_generated.openapi.go生成在pkg/generated/openapi目录下，如果你在windows也有代码，那么你可以把这个文件拷贝到对应目录下。

现在我们再执行编译命令，然后编译好的二进制文件在/root/go/src/k8s.io/kubernetes/_output/bin这个目录下

[root@VM-0-13-centos kubernetes]# KUBE_BUILD_PLATFORMS=linux/amd64 make
+++ [1123 13:45:25] Building go targets for linux/amd64:
    cmd/kube-proxy
    cmd/kube-apiserver
    cmd/kube-controller-manager
    cmd/kubelet
    cmd/kubeadm
    cmd/kube-scheduler
    vendor/k8s.io/kube-aggregator
    vendor/k8s.io/apiextensions-apiserver
    cluster/gce/gci/mounter
    cmd/kubectl
    cmd/gendocs
    cmd/genkubedocs
    cmd/genman
    cmd/genyaml
    cmd/genswaggertypedocs
    cmd/linkcheck
    vendor/github.com/onsi/ginkgo/ginkgo
    test/e2e/e2e.test
    cluster/images/conformance/go-runner
    cmd/kubemark
    vendor/github.com/onsi/ginkgo/ginkgo
    test/e2e_node/e2e_node.test
[root@VM-0-13-centos kubernetes]# ls _output/bin
apiextensions-apiserver  e2e_node.test  genman              go2make     kube-aggregator          kubelet         linkcheck
conversion-gen           e2e.test       genswaggertypedocs  go-bindata  kube-apiserver           kubemark        mounter
deepcopy-gen             gendocs        genyaml             go-runner   kube-controller-manager  kube-proxy      openapi-gen
defaulter-gen            genkubedocs    ginkgo              kubeadm     kubectl                  kube-scheduler  prerelease-lifecycle-gen

编译单个组件

我们可以只编译某一个组件，下面我们来演示如何只编译kubelet的二进制文件

在linux和window下都是同样的方式，只是编译的平台不一样，生成的二进制文件不一样，window下生产kubelet.exe,linux下生产kubelet这个二进制执行文件

# cd $GOPATH/src/k8s.io/kubernetes/cmd/kubelet
# go build -v

执行编译完成后，在kubelet目录下会存在可执行的kubelet二进制文件

docker镜像编译kubernetes

我们这里下载的是最新的源码，如果拉取不到国外镜像，可以执行下面命令拉取镜像然后上传到本地机器

docker pull mirrorgooglecontainers/pause-amd64:3.1
docker pull zhuyuhua/kube-cross:v1.15.2-1
docker pull mirrorgooglecontainers/debian-base-amd64:0.4.0
docker pull mirrorgooglecontainers/debian-iptables-amd64:v11.0
docker pull mirrorgooglecontainers/debian-hyperkube-base-amd64:0.12.0
docker pull litmuschaos/go-runner:latest

docker tag mirrorgooglecontainers/pause-amd64:3.1 k8s.gcr.io/build-image/pause-amd64:3.1
docker tag zhuyuhua/kube-cross:v1.15.2-1 k8s.gcr.io/build-image/kube-cross:v1.15.2-1
docker tag mirrorgooglecontainers/debian-base-amd64:0.4.0 k8s.gcr.io/build-image/debian-base-amd64:0.4.0
docker tag mirrorgooglecontainers/debian-iptables-amd64:v11.0 k8s.gcr.io/build-image/debian-iptables:buster-v1.3.0 
docker tag mirrorgooglecontainers/debian-hyperkube-base-amd64:0.12.0 k8s.gcr.io/build-image/debian-hyperkube-base-amd64:0.12.0
docker tag litmuschaos/go-runner:latest k8s.gcr.io/build-image/go-runner:buster-v2.0.1

为了防止从远程拉取镜像，我们可以修改下$GOPATH\src\k8s.io\kubernetes\build\lib\release.sh的配置

"${DOCKER[@]}" build ${docker_build_opts:+"${docker_build_opts}"} -q -t "${docker_image_tag}" "${docker_build_path}" >/dev/null

改成如下

"${DOCKER[@]}" build -q -t "${docker_image_tag}" "${docker_build_path}" >/dev/null

然后执行如下命令进行打包

[root@VM-0-3-centos kubernetes]# KUBE_GIT_VERSION=v1.19.0-alpha.0 KUBE_FASTBUILD=true KUBE_BUILD_PULL_LATEST_IMAGES=n make release-images
+++ [1123 17:20:07] Verifying Prerequisites....
+++ [1123 17:20:07] Building Docker image kube-build:build-a3ee5ddec9-5-v1.15.2-1
+++ [1123 17:20:10] Syncing sources to container
+++ [1123 17:20:13] Running build command...
+++ [1123 17:21:01] Building go targets for linux/amd64:
    cmd/kube-apiserver
    cmd/kube-controller-manager
    cmd/kube-scheduler
    cmd/kube-proxy
    vendor/github.com/onsi/ginkgo/ginkgo
    test/e2e/e2e.test
    cluster/images/conformance/go-runner
    cmd/kubectl
+++ [1123 17:21:42] Syncing out of container
+++ [1123 17:21:51] Building images: linux-amd64
+++ [1123 17:21:51] Starting docker build for image: kube-apiserver-amd64
+++ [1123 17:21:51] Starting docker build for image: kube-controller-manager-amd64
+++ [1123 17:21:51] Starting docker build for image: kube-scheduler-amd64
+++ [1123 17:21:51] Starting docker build for image: kube-proxy-amd64
+++ [1123 17:21:51] Building conformance image for arch: amd64
+++ [1123 17:22:26] Deleting docker image k8s.gcr.io/kube-proxy-amd64:v1.19.0-alpha.0
+++ [1123 17:22:30] Deleting docker image k8s.gcr.io/kube-scheduler-amd64:v1.19.0-alpha.0
+++ [1123 17:22:37] Deleting docker image k8s.gcr.io/kube-apiserver-amd64:v1.19.0-alpha.0
+++ [1123 17:22:37] Deleting docker image k8s.gcr.io/kube-controller-manager-amd64:v1.19.0-alpha.0
+++ [1123 17:22:51] Deleting conformance image k8s.gcr.io/conformance-amd64:v1.19.0-alpha.0
+++ [1123 17:22:51] Docker builds done

编译完成后,可以到对应的目录下查找镜像，并通过docker load < * 来加载镜像,然后通过修改组件的yaml的镜像名称即可。

[root@VM-0-3-centos amd64]# ll
total 2101008
-rw-r--r-- 1 root root 298798080 Nov 23 17:22 conformance-amd64.tar
-rw------- 2 root root 619204608 Nov 23 17:22 kube-apiserver.tar
-rw------- 2 root root 612844544 Nov 23 17:22 kube-controller-manager.tar
-rw------- 2 root root 103392256 Nov 23 17:22 kube-proxy.tar
-rw------- 2 root root 517171712 Nov 23 17:22 kube-scheduler.tar
[root@VM-0-3-centos amd64]# pwd
/root/go/src/k8s.io/kubernetes/_output/release-images/amd64
[root@VM-0-3-centos amd64]# docker load < kube-apiserver.tar
5eebc1b5676b: Loading layer [==================================================>]  163.4MB/163.4MB
Loaded image: k8s.gcr.io/kube-apiserver-amd64:v1.19.0-alpha.0
[root@VM-0-3-centos amd64]# docker images|grep apis
k8s.gcr.io/kube-apiserver-amd64                            v1.19.0-alpha.0                c1ac6c895896        20 minutes ago      613MB

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