开源电商微服务 K8s 生产级部署

开源电商微服务 K8s 生产级部署方案，共 17 个 YAML 文件，完整覆盖你要求的 10 个核心知识点。

一、项目架构设计

基于开源电商项目（mall / 7d-mall-microservice 架构简化），我设计了如下微服务架构：

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        Internet                              │
└──────────────┬──────────────────────────────────────────────┘
               │
        ┌──────▼──────┐
        │   Ingress    │  ← 知识点3：七层路由、SSL终止、域名分发
        │  Controller    │
        └──────┬──────┘
               │
    ┌──────────┼──────────┐
    │          │          │
┌───▼───┐ ┌───▼───┐ ┌───▼────┐
│shop.  │ │api.   │ │api.    │
│ecom.  │ │ecom.  │ │ecom.   │
│com    │ │/user  │ │/product│
└───┬───┘ └───┬───┘ └───┬────┘
    │         │         │
┌───▼─────────▼─────────▼────┐
│    Gateway Service (2副本)  │  ← 统一入口、鉴权、路由
└───┬─────────┬─────────┬────┘
    │         │         │
┌───▼───┐ ┌───▼───┐ ┌───▼────┐
│ User  │ │Product│ │ Order  │
│Service│ │Service│ │Service │
│ 3副本 │ │ 3副本 │ │ 3副本  │
│ +HPA  │ │ +HPA  │ │ +HPA   │
└───┬───┘ └───┬───┘ └───┬────┘
    │         │         │
┌───▼─────────┴─────────▼────┐
│  MySQL (StatefulSet+PV)    │  ← 知识点5：数据持久化
│  Redis (Deployment+PVC)     │
│  RabbitMQ (StatefulSet)    │
└─────────────────────────────┘

二、完整部署文件包

我已生成全部生产级 YAML，按执行顺序编号：

文件	覆盖知识点	说明
`01-namespace.yaml`	-	创建 `ecommerce` 命名空间
`02-harbor-secret.yaml`	7. Harbor	私有仓库拉取认证
`03-configmap.yaml`	4. ConfigMap	非敏感配置集中管理
`04-secret.yaml`	4. Secret	密码、JWT密钥等敏感数据
`05-storage.yaml`	5. PV/PVC	StorageClass + 本地PV
`06-mysql.yaml`	1. Pod生命周期 + 5. PV/PVC	StatefulSet + 探针 + 优雅终止
`07-redis.yaml`	5. PV/PVC	缓存持久化
`08-rabbitmq.yaml`	5. PV/PVC	消息队列
`09-user-service.yaml`	1. Pod生命周期 + 2. Deployment滚动更新 + 6. HPA	用户服务完整配置
`10-product-service.yaml`	同上	商品服务
`11-order-service.yaml`	同上	订单服务
`12-gateway.yaml`	2. Deployment滚动更新	网关服务
`13-ingress.yaml`	3. Service与Ingress	七层路由、HTTPS、限流
`14-frontend.yaml`	2. Deployment	前端页面
`15-servicemonitor.yaml`	8. Prometheus+Grafana	自动发现监控目标
`16-loki-promtail.yaml`	9. EFK/Loki	日志采集 DaemonSet
`17-troubleshoot.sh`	10. 故障排查	一键排查脚本

下载全部部署文件： k8s-ecommerce 部署包

三、按知识点拆解实战

1. Pod 生命周期（`06-mysql.yaml`、`09-user-service.yaml`）

原理应用：

PostStart/PreStop：MySQL 容器配置了 preStop 钩子，先 sleep 10 秒让连接排空，再执行 mysqladmin shutdown，避免强制 Kill 导致数据损坏。
探针体系：
- livenessProbe：连续 3 次失败则重启容器（自愈）
- readinessProbe：未就绪时不接收流量（防止流量打入正在启动的 Pod）

关键配置：

lifecycle:
  preStop:
    exec:
      command: ["/bin/sh", "-c", "sleep 10 && mysqladmin -u root -p${MYSQL_ROOT_PASSWORD} shutdown"]
livenessProbe:
  httpGet:
    path: /actuator/health/liveness
    port: 8080
  initialDelaySeconds: 60
  periodSeconds: 10
  failureThreshold: 3
readinessProbe:
  httpGet:
    path: /actuator/health/readiness
    port: 8080
  initialDelaySeconds: 30
  periodSeconds: 5

2. Deployment 滚动更新与回滚（`09-11` 业务服务）

原理应用：

maxUnavailable: 0：确保更新过程中零停机，先起新 Pod 再删旧 Pod
maxSurge: 1：更新时最多多出 1 个 Pod，控制资源突增

实战命令：

# 1. 首次部署
kubectl apply -f 09-user-service.yaml

# 2. 镜像版本升级（滚动更新）
kubectl set image deployment/user-service \
  user-service=harbor.company.com/ecommerce/user-service:v1.1.0 \
  -n ecommerce

# 3. 观察滚动过程
kubectl rollout status deployment/user-service -n ecommerce

# 4. 查看历史版本
kubectl rollout history deployment/user-service -n ecommerce

# 5. 发现异常，立即回滚
kubectl rollout undo deployment/user-service -n ecommerce
# 或回滚到指定版本
kubectl rollout undo deployment/user-service --to-revision=2 -n ecommerce

3. Service 与 Ingress（`09-14` + `13-ingress.yaml`）

四层 Service（ClusterIP）：

每个微服务都有 ClusterIP Service，供集群内部通过 DNS 调用：
- user-service.ecommerce.svc.cluster.local
- product-service.ecommerce.svc.cluster.local

七层 Ingress：

域名 api.ecommerce.com 统一入口
路径 /api/user → user-service
路径 /api/product → product-service
域名 shop.ecommerce.com → 前端页面
配置 SSL 证书自动签发（cert-manager）和请求限流

4. ConfigMap / Secret（`03`、`04`）

ConfigMap（非敏感）：

数据库地址、Redis 地址、JVM 参数、日志级别
修改配置无需重新打镜像，直接改 ConfigMap 后滚动重启即可

Secret（敏感）：

数据库密码、JWT 签名密钥、RabbitMQ 密码
使用 stringData 自动 Base64 编码，避免明文提交
通过 valueFrom.secretKeyRef 注入容器环境变量

最佳实践：

# 修改配置后热更新（需应用支持动态刷新，或滚动重启）
kubectl edit configmap ecommerce-config -n ecommerce
kubectl rollout restart deployment/user-service -n ecommerce

5. PV / PVC 存储（`05`、`06`、`07`、`08`）

架构设计：

MySQL 使用 StatefulSet + volumeClaimTemplates，每个 Pod 有独立 PVC，数据与 Pod 生命周期解耦
Redis 开启 AOF 持久化，挂载 PVC 防止重启丢数据
RabbitMQ 消息队列数据持久化

关键流程：

创建 StorageClass（本地测试用 no-provisioner，生产用 aws-ebs/ceph-rbd）
创建 PersistentVolume（预先分配存储）
StatefulSet 通过 volumeClaimTemplates 自动创建 PVC 并绑定 PV
Pod 重启后，PVC 重新挂载原数据

6. HPA 自动扩容（`09`、`10`、`11`）

配置亮点：

基于 CPU 70% + 内存 80% 双指标扩容
scaleDown.stabilizationWindowSeconds: 300：缩容冷却 5 分钟，防止流量毛刺导致反复扩缩
Order 服务配置 maxReplicas: 30，应对秒杀场景

验证命令：

# 查看 HPA 状态
kubectl get hpa -n ecommerce

# 模拟压测（安装 hey 工具）
hey -z 5m -c 100 https://api.ecommerce.com/api/user/list

# 观察 Pod 自动扩容
watch kubectl get pods -n ecommerce

7. Harbor 私有仓库（`02`、`09-14`）

实现方式：

在 Harbor 创建 ecommerce 项目，上传镜像

生成 docker-registry 类型的 Secret：

kubectl create secret docker-registry harbor-secret \
  --docker-server=harbor.company.com \
  --docker-username=admin \
  --docker-password=Harbor12345 \
  --namespace=ecommerce

在每个 Deployment 的 spec.imagePullSecrets 中引用
镜像地址格式：harbor.company.com/ecommerce/user-service:v1.0.0

进阶： 可绑定 ServiceAccount 自动注入，避免每个 YAML 重复写。

8. Prometheus + Grafana 监控（`15-servicemonitor.yaml`）

部署前提：

helm install kube-prometheus-stack prometheus-community/kube-prometheus-stack \
  --namespace monitoring --create-namespace

自动发现原理：

业务 Pod 带 prometheus.io/scrape: "true" 注解
ServiceMonitor 通过 Label Selector 自动匹配 Service
Prometheus 每 15 秒抓取 /actuator/prometheus 端点

监控指标：

JVM 内存、GC 次数、线程数
HTTP 请求 QPS、延迟、错误率
自定义业务指标：订单量、支付成功率

Grafana 面板：

导入 JVM Micrometer 模板（ID：4701）
导入 K8s 集群资源模板（ID：315）

9. EFK / Loki 日志平台（`16-loki-promtail.yaml`）

架构选择：PLG（Promtail + Loki + Grafana）

比 EFK 轻量，存储成本降低 80%
日志标签与 K8s 标签一致，方便联动查询

部署方式：

helm install loki grafana/loki-stack \
  --namespace logging --set grafana.enabled=true

Promtail 配置：

DaemonSet 部署在每个 Node，采集 /var/log/containers/*.log
自动提取 Pod 名、Namespace、容器名作为标签

Grafana 查询示例：

{namespace="ecommerce", app="order-service"} |= "ERROR"
{namespace="ecommerce", pod_name=~"order-.*"} |= "timeout"

10. K8s 故障排查（`17-troubleshoot.sh`）

我已为你准备了一键排查脚本，覆盖 5 大经典故障场景：

故障现象	排查命令	根因	修复方案
CrashLoopBackOff	`kubectl logs --previous`	应用启动报错、依赖缺失	查看崩溃前日志，修复代码或配置
ImagePullBackOff	`kubectl describe pod`	镜像不存在、Harbor 认证失败	确认镜像标签、检查 `imagePullSecret`
Pending	`kubectl describe pod`	资源不足、节点污点、PVC 未绑定	扩容节点、清理资源、检查 StorageClass
OOMKilled	`kubectl describe pod`	内存 Limit 过低、内存泄漏	调高 `limits.memory` 或排查内存泄漏
Evicted	`kubectl get pod`	节点磁盘/内存压力	清理节点日志/镜像，或扩容集群

一键执行：

chmod +x 17-troubleshoot.sh
./17-troubleshoot.sh

四、完整部署执行流程

前置准备

# 1. 准备 K8s 集群（1.26+）
# 2. 安装 Ingress Controller
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/controller-v1.8.2/deploy/static/provider/cloud/deploy.yaml

# 3. 安装 Metrics Server（HPA 依赖）
kubectl apply -f https://github.com/kubernetes-sigs/metrics-server/releases/latest/download/components.yaml

# 4. 安装 cert-manager（Ingress TLS 依赖）
kubectl apply -f https://github.com/cert-manager/cert-manager/releases/download/v1.13.0/cert-manager.yaml

# 5. 安装 Prometheus + Grafana
helm install kube-prometheus-stack prometheus-community/kube-prometheus-stack \
  --namespace monitoring --create-namespace

# 6. 安装 Loki + Promtail
helm install loki grafana/loki-stack --namespace logging --create-namespace

部署电商系统

# 进入部署目录
cd k8s-ecommerce

# 按顺序执行（注意修改 harbor.company.com 为你的仓库地址）
kubectl apply -f 01-namespace.yaml
kubectl apply -f 02-harbor-secret.yaml
kubectl apply -f 03-configmap.yaml
kubectl apply -f 04-secret.yaml
kubectl apply -f 05-storage.yaml
kubectl apply -f 06-mysql.yaml
kubectl apply -f 07-redis.yaml
kubectl apply -f 08-rabbitmq.yaml
kubectl apply -f 09-user-service.yaml
kubectl apply -f 10-product-service.yaml
kubectl apply -f 11-order-service.yaml
kubectl apply -f 12-gateway.yaml
kubectl apply -f 13-ingress.yaml
kubectl apply -f 14-frontend.yaml
kubectl apply -f 15-servicemonitor.yaml
kubectl apply -f 16-loki-promtail.yaml

验证部署

# 查看所有 Pod 状态
kubectl get pods -n ecommerce

# 查看 HPA
kubectl get hpa -n ecommerce

# 查看 Ingress
kubectl get ingress -n ecommerce

# 查看 PV/PVC
kubectl get pv,pvc -n ecommerce

# 压测验证 HPA（需要安装 hey）
hey -z 3m -c 50 https://api.ecommerce.com/api/product/list

五、镜像构建说明（补充）

如果你需要构建业务镜像，可参考以下 Dockerfile（以 Spring Boot 为例）：

# 多阶段构建
FROM eclipse-temurin:17-jdk-alpine as builder
WORKDIR /app
COPY . .
RUN ./mvnw clean package -DskipTests

FROM eclipse-temurin:17-jre-alpine
WORKDIR /app
COPY --from=builder /app/target/*.jar app.jar
EXPOSE 8080
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "app.jar"]

构建并推送到 Harbor：

docker build -t harbor.company.com/ecommerce/user-service:v1.0.0 .
docker push harbor.company.com/ecommerce/user-service:v1.0.0

这套方案完整串联了 10 个 K8s 核心知识点，从基础设施层（存储、网络）到应用层（微服务部署、弹性伸缩），再到可观测层（监控、日志、故障排查），形成闭环。你可以直接下载 YAML 包，修改仓库地址和域名后即可在生产环境部署。

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开源电商微服务 K8s 生产级部署

一、项目架构设计

二、完整部署文件包

三、按知识点拆解实战

1. Pod 生命周期（`06-mysql.yaml`、`09-user-service.yaml`）

2. Deployment 滚动更新与回滚（`09-11` 业务服务）

3. Service 与 Ingress（`09-14` + `13-ingress.yaml`）

4. ConfigMap / Secret（`03`、`04`）

5. PV / PVC 存储（`05`、`06`、`07`、`08`）

6. HPA 自动扩容（`09`、`10`、`11`）

7. Harbor 私有仓库（`02`、`09-14`）

8. Prometheus + Grafana 监控（`15-servicemonitor.yaml`）

9. EFK / Loki 日志平台（`16-loki-promtail.yaml`）

10. K8s 故障排查（`17-troubleshoot.sh`）

四、完整部署执行流程

前置准备

部署电商系统

验证部署

五、镜像构建说明（补充）

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开源电商微服务 K8s 生产级部署

一、项目架构设计

二、完整部署文件包

三、按知识点拆解实战

1. Pod 生命周期（06-mysql.yaml、09-user-service.yaml）

2. Deployment 滚动更新与回滚（09-11 业务服务）

3. Service 与 Ingress（09-14 + 13-ingress.yaml）

4. ConfigMap / Secret（03、04）

5. PV / PVC 存储（05、06、07、08）

6. HPA 自动扩容（09、10、11）

7. Harbor 私有仓库（02、09-14）

8. Prometheus + Grafana 监控（15-servicemonitor.yaml）

9. EFK / Loki 日志平台（16-loki-promtail.yaml）

10. K8s 故障排查（17-troubleshoot.sh）

四、完整部署执行流程

前置准备

部署电商系统

验证部署

五、镜像构建说明（补充）

1. Pod 生命周期（`06-mysql.yaml`、`09-user-service.yaml`）

2. Deployment 滚动更新与回滚（`09-11` 业务服务）

3. Service 与 Ingress（`09-14` + `13-ingress.yaml`）

4. ConfigMap / Secret（`03`、`04`）

5. PV / PVC 存储（`05`、`06`、`07`、`08`）

6. HPA 自动扩容（`09`、`10`、`11`）

7. Harbor 私有仓库（`02`、`09-14`）

8. Prometheus + Grafana 监控（`15-servicemonitor.yaml`）

9. EFK / Loki 日志平台（`16-loki-promtail.yaml`）

10. K8s 故障排查（`17-troubleshoot.sh`）