• 【云原生】Helm 架构和基础语法详解


    文章目录

    一、概述

    我们可以将Helm看作Kubernetes下的apt-get/yum。Helm是kubernetes的包管理器,helm仓库里面只有配置清单文件,而没有镜像,镜像还是由镜像仓库来提供,比如hub.docker.com、私有仓库。

    官方文档:https://v3.helm.sh/zh/docs/

    其实之前也写过关于helm的一篇文章【Kubernetes(k8s)包管理器Helm(Helm3)介绍&Helm3安装Harbor】,可能讲的不够细致,这里会更加细致的讲解helm。

    二、Helm 架构

    在这里插入图片描述

    三、Helm 安装

    下载地址:https://github.com/helm/helm/releases

    # 下载包
    $  wget https://get.helm.sh/helm-v3.9.4-linux-amd64.tar.gz
    # 解压压缩包
    $ tar -xf helm-v3.9.4-linux-amd64.tar.gz
    # 制作软连接
    $ ln -s /opt/helm/linux-amd64/helm /usr/local/bin/helm
    # 验证
    $ helm version
    $ helm help
    
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    四、Helm 组件及相关术语

    • Helm——Helm 是一个命令行下的客户端工具。主要用于 Kubernetes 应用程序 Chart 的创建、打包、发布以及创建和管理本地和远程的 Chart 仓库。
    • Chart——Chart 代表着 Helm 包。它包含在 Kubernetes 集群内部运行应用程序,工具或服务所需的所有资源定义。你可以把它看作是 Homebrew formula,Apt dpkg,或 Yum RPM 在Kubernetes 中的等价物。
    • Release——Release 是运行在 Kubernetes 集群中的 chart 的实例。一个 chart 通常可以在同一个集群中安装多次。每一次安装都会创建一个新的 release。
    • Repoistory——Repository(仓库) 是用来存放和共享 charts 的地方。它就像 Perl 的 CPAN 档案库网络 或是 Fedora 的 软件包仓库,只不过它是供 Kubernetes 包所使用的。

    五、Helm Chart 详解

    1)Chart 目录结构

    # 通过helm create命令创建一个新的chart包
    helm create nginx
    tree nginx
    
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    nginx/
    ├── charts  #依赖其他包的charts文件
    ├── Chart.yaml # 该chart的描述文件,包括ico地址,版本信息等
    ├── templates  # #存放k8s模板文件目录
    │   ├── deployment.yaml # 创建k8s资源的yaml 模板
    │   ├── _helpers.tpl # 下划线开头的文件,可以被其他模板引用
    │   ├── hpa.yaml # 弹性扩缩容,配置服务资源CPU 内存
    │   ├── ingress.yaml # ingress 配合service域名访问的配置
    │   ├── NOTES.txt # 说明文件,helm install之后展示给用户看的内容
    │   ├── serviceaccount.yaml # 服务账号配置
    │   ├── service.yaml # kubernetes Serivce yaml 模板
    │   └── tests # 测试模块
    │       └── test-connection.yaml 
    └── values.yaml # 给模板文件使用的变量
    
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    可能有写包还会有以下几个目录:

    wordpress/
    ...
      LICENSE             # 可选: 包含chart许可证的纯文本文件
      README.md           # 可选: 可读的README文件
      values.schema.json  # 可选: 一个使用JSON结构的values.yaml文件
      charts/             # 包含chart依赖的其他chart
      crds/               # 自定义资源的定义
    ...
    
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    2)Chart.yaml 文件

    apiVersion: chart API 版本 (必需)
    name: chart名称 (必需)
    version: chart 版本,语义化2 版本(必需)
    kubeVersion: 兼容Kubernetes版本的语义化版本(可选)
    description: 一句话对这个项目的描述(可选)
    type: chart类型 (可选)
    keywords:
      - 关于项目的一组关键字(可选)
    home: 项目home页面的URL (可选)
    sources:
      - 项目源码的URL列表(可选)
    dependencies: # chart 必要条件列表 (可选)
      - name: chart名称 (nginx)
        version: chart版本 ("1.2.3")
        repository: (可选)仓库URL ("https://example.com/charts") 或别名 ("@repo-name")
        condition: (可选) 解析为布尔值的yaml路径,用于启用/禁用chart (e.g. subchart1.enabled )
        tags: # (可选)
          - 用于一次启用/禁用 一组chart的tag
        import-values: # (可选)
          - ImportValue 保存源值到导入父键的映射。每项可以是字符串或者一对子/父列表项
        alias: (可选) chart中使用的别名。当你要多次添加相同的chart时会很有用
    maintainers: # (可选)
      - name: 维护者名字 (每个维护者都需要)
        email: 维护者邮箱 (每个维护者可选)
        url: 维护者URL (每个维护者可选)
    icon: 用做icon的SVG或PNG图片URL (可选)
    appVersion: 包含的应用版本(可选)。不需要是语义化,建议使用引号
    deprecated: 不被推荐的chart (可选,布尔值)
    annotations:
      example: 按名称输入的批注列表 (可选).
    
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    • 从 v3.3.2,不再允许额外的字段。推荐的方法是在 annotations 中添加自定义元数据。
    • 每个chart都必须有个版本号(version)。版本必须遵循 语义化版本 2 标准。 不像经典Helm, Helm v2以及后续版本会使用版本号作为发布标记。仓库中的包通过名称加版本号标识。

    比如 nginx chart的版本字段version: 1.2.3按照名称被设置为:

    nginx-1.2.3.tgz
    
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    【温馨提示】appVersion字段与version字段并不相关。这是指定应用版本的一种方式。比如,这个drupal chart可能有一个 appVersion: “8.2.1”,表示包含在chart(默认)的Drupal的版本是8.2.1。

    3)Chart 依赖管理(dependencies)

    当前chart依赖的其他chart会在dependencies字段定义为一个列表。

    dependencies:
      - name: apache
        version: 1.2.3
        repository: https://example.com/charts
      - name: mysql
        version: 3.2.1
        repository: https://another.example.com/charts
    
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    • name字段是你需要的chart的名称
    • version字段是你需要的chart的版本
    • repository字段是chart仓库的完整URL。注意你必须使用helm repo add在本地添加仓库
    • 你可以使用仓库的名称代替URL

    示例演示:

    helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
    helm pull bitnami/wordpress
    tar -xf wordpress
    cat wordpress/Chart.yaml
    
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    一旦你定义好了依赖,运行 helm dependency update 就会使用你的依赖文件下载所有你指定的chart到你的charts/目录。

    helm dependency update ./wordpress
    
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    当 helm dependency update 拉取chart时,会在charts/目录中形成一个chart包。因此对于上面的示例,会在chart目录中期望看到以下文件:

    wordpress/charts/
    ├── common
    ├── common-2.0.1.tgz
    ├── mariadb
    ├── mariadb-11.2.2.tgz
    ├── memcached
    └── memcached-6.2.3.tgz
    
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    依赖中的tag和条件字段

    除了上面的其他字段外,每个需求项可以包含可选字段 tagscondition所有的chart会默认加载。如果存在 tags 或者 condition 字段,它们将被评估并用于控制它们应用的chart的加载。

    • Condition ——条件字段field 包含一个或多个YAML路径(用逗号分隔)。 如果这个路径在上层values中已存在并解析为布尔值,chart会基于布尔值启用或禁用chart。 只会使用列表中找到的第一个有效路径,如果路径为未找到则条件无效。

    • Tags ——tag字段是与chart关联的YAML格式的标签列表。在顶层value中,通过指定tag和布尔值,可以启用或禁用所有的带tag的chart。

    # parentchart/Chart.yaml
    
    dependencies:
      - name: subchart1
        repository: http://localhost:10191
        version: 0.1.0
        condition: subchart1.enabled, global.subchart1.enabled
        tags:
          - front-end
          - subchart1
      - name: subchart2
        repository: http://localhost:10191
        version: 0.1.0
        condition: subchart2.enabled,global.subchart2.enabled
        tags:
          - back-end
          - subchart2
    
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    # parentchart/values.yaml
    
    subchart1:
      enabled: true
    tags:
      front-end: false
      back-end: true
    
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    • 在上面的例子中,所有带 front-end tag的chart都会被禁用,但只要上层的value中 subchart1.enabled 路径被设置为 'true'该条件会覆盖 front-end标签且 subchart1 会被启用
    • 一旦 subchart2使用了back-end标签并被设置为了 true,subchart2就会被启用。 也要注意尽管subchart2 指定了一个条件字段, 但是上层value没有相应的路径和value,因此这个条件不会生效。

    --set 参数可以用来设置标签和条件值。

    helm install --set tags.front-end=true --set subchart2.enabled=false
    
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    标签和条件的解析:

    • 条件 (当设置在value中时)总是会覆盖标签 第一个chart条件路径存在时会忽略后面的路径。
    • 标签被定义为 ‘如果任意的chart标签是true,chart就可以启用’。
    • 标签和条件值必须被设置在顶层value中。
    • value中的tags:键必须是顶层键。

    4)通过依赖导入子Value

    • 在某些情况下,允许子chart的值作为公共默认传递到父chart中是值得的。使用 exports格式的额外好处是它可是将来的工具可以自检用户可设置的值。
    • 被导入的包含值的key可以在父chart的 dependencies 中的 import-values字段以YAML列表形式指定。 列表中的每一项是从子chart中exports字段导入的key。
    • 导入exports key中未包含的值,使用 子-父格式。两种格式的示例如下所述。

    使用导出格式:
    如果子chart的values.yaml文件中在根节点包含了exports字段,它的内容可以通过指定的可以被直接导入到父chart的value中, 如下所示:

    # parent's Chart.yaml file
    
    dependencies:
      - name: subchart
        repository: http://localhost:10191
        version: 0.1.0
        import-values:
          - data
    
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    # child's values.yaml file
    
    exports:
      data:
        myint: 99
    
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    只要我们再导入列表中指定了键data,Helm就会在子chart的exports字段查找data键并导入它的内容。

    最终的父级value会包含我们的导出字段:

    # parent's values
    
    myint: 99
    
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    【注意】父级键 data 没有包含在父级最终的value中,如果想指定这个父级键,要使用'子-父' 格式

    下面示例中的import-values 指示Helm去拿到能再child:路径中找到的任何值,并拷贝到parent:的指定路径。

    # parent's Chart.yaml file
    
    dependencies:
      - name: subchart1
        repository: http://localhost:10191
        version: 0.1.0
        ...
        import-values:
          - child: default.data
            parent: myimports
    
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    上面的例子中,在subchart1里面找到的default.data的值会被导入到父chart的myimports键中,细节如下:

    # parent's values.yaml file
    
    myimports:
      myint: 0
      mybool: false
      mystring: "helm rocks!"
    
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    # subchart1's values.yaml file
    
    default:
      data:
        myint: 999
        mybool: true
    
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    父chart的结果值将会是这样:

    # parent's final values
    
    myimports:
      myint: 999
      mybool: true
      mystring: "helm rocks!"
    
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    六、Templates and Values

    1)Templates and Values 简介

    • Helm Chart 模板是按照 Go模板语言书写, 增加了50个左右的附加模板函数 来自 Sprig库 和一些其他 指定的函数。
    • 所有模板文件存储在chart的 templates/ 文件夹。 当Helm渲染chart时,它会通过模板引擎遍历目录中的每个文件。

    模板的Value通过两种方式提供:

    • Chart开发者可以在chart中提供一个命名为 values.yaml 的文件。这个文件包含了默认值。
    • Chart用户可以提供一个包含了value的YAML文件。可以在命令行使用 helm install命令时通过-f指定value文件。

    模板示例

    apiVersion: v1
    kind: ReplicationController
    metadata:
      name: deis-database
      namespace: deis
      labels:
        app.kubernetes.io/managed-by: deis
    spec:
      replicas: 1
      selector:
        app.kubernetes.io/name: deis-database
      template:
        metadata:
          labels:
            app.kubernetes.io/name: deis-database
        spec:
          serviceAccount: deis-database
          containers:
            - name: deis-database
              image: {{ .Values.imageRegistry }}/postgres:{{ .Values.dockerTag }}
              imagePullPolicy: {{ .Values.pullPolicy }}
              ports:
                - containerPort: 5432
              env:
                - name: DATABASE_STORAGE
                  value: {{ default "minio" .Values.storage }}
    
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    上面的例子,松散地基于 https://github.com/deis/charts, 是一个Kubernetes副本控制器的模板。可以使用下面四种模板值(一般被定义在values.yaml文件):

    • imageRegistry: Docker镜像的源注册表
    • dockerTag: Docker镜像的tag
    • pullPolicy: Kubernetes的拉取策略
    • storage: 后台存储,默认设置为"minio"

    2)预定义的 Values

    Values通过模板中.Values对象可访问的values.yaml文件(或者通过 --set 参数)提供, 但可以模板中访问其他预定义的数据片段。

    以下值是预定义的,对每个模板都有效,并且可以被覆盖。和所有值一样,名称 区分大小写。

    • Release.Name: 版本名称(非chart的)
    • Release.Namespace: 发布的chart版本的命名空间
    • Release.Service: 组织版本的服务
    • Release.IsUpgrade: 如果当前操作是升级或回滚,设置为true
    • Release.IsInstall: 如果当前操作是安装,设置为true
    • Chart: Chart.yaml的内容。因此,chart的版本可以从 Chart.Version 获得, 并且维护者在Chart.Maintainers里。
    • Files: chart中的包含了非特殊文件的类图对象。这将不允许您访问模板, 但是可以访问现有的其他文件(除非被.helmignore排除在外)。 使用{{ index .Files “file.name” }}可以访问文件或者使用{{.Files.Get name }}功能。 您也可以使用{{ .Files.GetBytes }}作为[]byte访问文件内容。
    • Capabilities: 包含了Kubernetes版本信息的类图对象。({{ .Capabilities.KubeVersion }}) 和支持的Kubernetes API 版本({{ .Capabilities.APIVersions.Has “batch/v1” }})

    考虑到前面部分的模板,values.yaml文件提供的必要值如下:

    imageRegistry: "quay.io/deis"
    dockerTag: "latest"
    pullPolicy: "Always"
    storage: "s3"
    
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    values文件被定义为YAML格式。chart会包含一个默认的values.yaml文件。 Helm安装命令允许用户使用附加的YAML values覆盖这个values:

    helm install --generate-name --values=myvals.yaml wordpress
    
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    3)范围,依赖和值

    Values文件可以声明顶级chart的值,以及charts/目录中包含的其他任意chart。 或者换个说法,values文件可以为chart及其任何依赖项提供值。比如,上面示范的WordPress chart同时有 mysql 和 apache 作为依赖。values文件可以为以下所有这些组件提供依赖:

    title: "My WordPress Site" # Sent to the WordPress template
    
    mysql:
      max_connections: 100 # Sent to MySQL
      password: "secret"
    
    apache:
      port: 8080 # Passed to Apache
    
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    高阶的chart可以访问下面定义的所有变量。因此WordPress chart可以用.Values.mysql.password访问MySQL密码。 但是低阶的chart不能访问父级chart,所以MySQL无法访问title属性。同样也无法访问apache.port。

    4)全局Values

    从2.0.0-Alpha.2开始,Helm 支持特殊的"global"值。设想一下前面的示例中的修改版本:

    title: "My WordPress Site" # Sent to the WordPress template
    
    global:
      app: MyWordPress
    
    mysql:
      max_connections: 100 # Sent to MySQL
      password: "secret"
    
    apache:
      port: 8080 # Passed to Apache
    
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    面添加了global部分和一个值app: MyWordPress。这个值以.Values.global.app所有 chart中有效

    比如,mysql模板可以以{{.Values.global.app}}访问app,同样apache chart也可以访问。 实际上,上面的values文件会重新生成为这样:

    title: "My WordPress Site" # Sent to the WordPress template
    
    global:
      app: MyWordPress
    
    mysql:
      global:
        app: MyWordPress
      max_connections: 100 # Sent to MySQL
      password: "secret"
    
    apache:
      global:
        app: MyWordPress
      port: 8080 # Passed to Apache
    
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    七、Helm 资源安装顺序

    • Namespace
    • NetworkPolicy
    • ResourceQuota
    • LimitRange
    • PodSecurityPolicy
    • PodDisruptionBudget
    • ServiceAccount
    • Secret
    • SecretList
    • ConfigMap
    • StorageClass
    • PersistentVolume
    • PersistentVolumeClaim
    • CustomResourceDefinition
    • ClusterRole
    • ClusterRoleList
    • ClusterRoleBinding
    • ClusterRoleBindingList
    • Role
    • RoleList
    • RoleBinding
    • RoleBindingList
    • Service
    • DaemonSet
    • Pod
    • ReplicationController
    • ReplicaSet
    • Deployment
    • HorizontalPodAutoscaler
    • StatefulSet
    • Job
    • CronJob
    • Ingress
    • APIService

    八、Helm 安装 Chart 包的三种方式

    Helm 自带一个强大的搜索命令,可以用来从两种来源中进行搜索:

    • helm search hubArtifact Hub 中查找并列出 helm charts。 Artifact Hub中存放了大量不同的仓库。
    • helm search repo 从你添加(使用 helm repo add)到本地 helm 客户端中的仓库中进行查找。该命令基于本地数据进行搜索,无需连接互联网。
    # 添加bitnami仓库源
    helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
    # 从bitnami源查找所有chart包,不指定具体源的话,会查找本地添加的所有源地址的所有chart包
    helm search repo bitnami
    
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    1)values 传参

    安装过程中有两种方式传递配置数据:

    • --values (或 -f):使用 YAML 文件覆盖配置。可以指定多次,优先使用最右边的文件。
    • --set:通过命令行的方式对指定项进行覆盖。

    如果同时使用两种方式,则 --set 中的值会被合并到 --values 中,但是 --set 中的值优先级更高。在–set 中覆盖的内容会被被保存在 ConfigMap 中。可以通过 helm get values 查看指定 release 中 --set 设置的值。也可以通过运行 helm upgrade 并指定 --reset-values 字段来清除 --set 中设置的值。示例如下:

    echo '{mariadb.auth.database: user0db, mariadb.auth.username: user0}' > values.yaml
    helm install -f values.yaml bitnami/wordpress --generate-name
    
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    2)【第一种方式】直接在线 安装不需要先下载包到本地

    helm install mysql bitnami/mysql
    helm list
    
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    3)【第二种方式】离线安装 直接通过安装包安装

    # 先删除
    helm uninstall mysql
    # 拉包到本地
    helm pull bitnami/mysql
    # 不解压直接安装
    helm install mysql ./mysql-9.3.1.tgz
    helm list
    
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    4)【第三种方式】离线安装 解压包再安装

    # 拉包到本地
    helm pull bitnami/mysql
    # 解压安装
    tar -xf mysql-9.3.1.tgz
    
    # 开始安装
    helm install mysql ./mysql \
    --namespace=mysql \
    --create-namespace \
    --set image.registry=myharbor.com \
    --set image.repository=bigdata/mysql \
    --set image.tag=8.0.30 \
    --set primary.service.type=NodePort \
    --set service.nodePorts.mysql=30306
    
    # 查看在运行的Release
    helm list
    
    # 卸载
    helm uninstall mysql -n mysql 
    
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    九、Helm 基础语法

    1)变量

    模板(templates/)中的变量都放在{{}}中,比如:{{ .Values.images }} 表示 Values 对象下的images 字段。Values来源于values.yaml文件或者-f指定的yaml文件,或者--set设置的变量。

    【温馨提示】使用-删除空格和换行符,要想删除那行其他的空格和换行符可以用{{-或者-}}一个是删除左边的空格换行符一个是删除右边的空格换行符

    2)内置对象

    • Release: Release对象描述了版本发布本身。包含了以下对象:
      • Release.Name: release名称;
      • Release.Namespace: 版本中包含的命名空间(如果manifest没有覆盖的话);
      • Release.IsUpgrade: 如果当前操作是升级或回滚的话,该值将被设置为true
      • Release.IsInstall: 如果当前操作是安装的话,该值将被设置为true
      • Release.Revision: 此次修订的版本号。安装时是1,每次升级或回滚都会自增;
      • Release.Service: 该service用来渲染当前模板。Helm里始终Helm。
    • Values: Values对象是从values.yaml文件和用户提供的文件传进模板的。默认为空
    • ChartChart.yaml文件内容。 Chart.yaml里的所有数据在这里都可以可访问的。比如 {{ .Chart.Name }}-{{ .Chart.Version }} 会打印出 mychart-0.1.0。
    • Template: 包含当前被执行的当前模板信息
      • Template.Name: 当前模板的命名空间文件路径 (e.g. mychart/templates/mytemplate.yaml);
      • Template.BasePath: 当前chart模板目录的路径 (e.g. mychart/templates)。

    3)常用的内置函数

    1、quote and squote

    该函数将值转换成字符串双引号(quote) 或者**单引号(squote)**括起来。示例如下:

    apiVersion: v1
    kind: ConfigMap
    metadata:
      name: {{ .Release.Name }}-configmap
    data:
      myvalue: "Hello World"
      drink: {{ .Values.favorite.drink | quote }}
      food: {{ .Values.favorite.food | upper | quote }}
    
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    倒置命令是模板中的常见做法。可以经常看到 .val | quote 而不是 quote .val。实际上两种操作都是可以的。

    2、default

    这个函数允许你在模板中指定一个默认值,以防这个值被忽略。

    # 如果.Values.favorite.drink是非空值,则使用它,否则会返回tea。
    drink: {{ .Values.favorite.drink | default "tea" | quote }}
    
    # 还可以这样写,如果.Bar是非空值,则使用它,否则会返回foo。
    default "foo" .Bar
    
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    "空"定义取决于以下类型:

    整型: 0
    字符串: ""
    列表: []
    字典: {}
    布尔: false
    以及所有的nil (或 null)
    
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    3、print

    返回各部分组合的字符串,非字符串类型会被转换成字符串。

    print "Matt has " .Dogs " dogs"
    
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    【温馨提示】当相邻两个参数不是字符串时会在它们之间添加一个空格。

    4、println

    和 print效果一样,但会在末尾新添加一行。

    5、printf

    返回参数按顺序传递的格式化字符串。

    printf "%s has %d dogs." .Name .NumberDogs
    {{- printf "%d" (.Values.externalCache.port | int ) -}}
    {{- printf "%s" .Values.existingSecret -}}
    
    {{- printf "%v" .context.Values.redis.enabled -}}
    
    # %s 字符串占位符,未解析的二进制字符串或切片
    # %d 数字占位符,十进制
    # %v 默认格式的值,当打印字典时,加号参数(%+v)可以添加字段名称
    
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    更多占位符的使用,可以参考官方文档:https://helm.sh/zh/docs/chart_template_guide/function_list/

    6、trim

    trim行数移除字符串两边的空格:

    trim "   hello    "
    
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    7、trimAll

    从字符串中移除给定的字符:

    trimAll "$" "$5.00"
    
    • 1

    上述结果为:5.00 (作为一个字符串)。

    8、lower

    将整个字符串转换成小写:

    lower "HELLO"
    
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    上述结果为: hello

    9、upper

    将整个字符串转换成大写:

    upper "hello"
    
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    上述结果为: HELLO

    10、title

    首字母转换成大写:

    title "hello world"
    
    • 1

    上述结果为: Hello World

    11、substr

    获取字符串的子串,有三个参数:

    • start (int)
    • end (int)
    • string (string)
    substr 0 5 "hello world"
    
    • 1

    上述结果为: hello

    12、abbrev

    用省略号截断字符串 (…)

    abbrev 5 "hello world"
    # 第一个参数:最大长度
    # 第二个参数:字符串
    
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    上述结果为: he…, 因为将省略号算进了长度中。

    13、contains

    测试字符串是否包含在另一个字符串中:

    contains "cat" "catch"
    
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    14、cat

    cat 函数将多个字符串合并成一个,用空格分隔:

    cat "hello" "beautiful" "world"
    
    • 1

    上述结果为: hello beautiful world

    15、indent

    indent 以指定长度缩进给定字符串所在行,在对齐多行字符串时很有用:

    indent 4 $lots_of_text
    
    • 1

    上述结果会将每行缩进4个空格。

    16、nindent

    nindent 函数和indent函数一样,但可以在字符串开头添加新行。

    nindent 4 $lots_of_text
    
    • 1

    上述结果会在字符串所在行缩进4个字符,并且在开头新添加一行。

    17、replace

    执行简单的字符串替换。

    # 下面两行等价
    replace " " "-" "I Am Henry VIII" 
    "I Am Henry VIII" | replace " " "-"
    
    # 参数1:待替换字符串
    # 参数2:要替换字符串
    # 参数3:源字符串
    
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    上述结果为: I-Am-Henry-VIII

    18、date

    date函数格式化日期,日期格式化为YEAR-MONTH-DAY:

    now | date "2006-01-02"
    
    • 1

    想了解更多内置函数,可以参考官方文档:https://helm.sh/zh/docs/chart_template_guide/function_list/

    4)类型转换函数

    Helm提供了以下类型转换函数:

    • atoi: 字符串转换成整型。
    • float64: 转换成 float64。
    • int: 按系统整型宽度转换成int。
    • int64: 转换成 int64。
    • toDecimal: 将unix八进制转换成int64。
    • toString: 转换成字符串。
    • toStrings: 将列表、切片或数组转换成字符串列表。
    • toJson (mustToJson): 将列表、切片、数组、字典或对象转换成JSON。
    • toPrettyJson (mustToPrettyJson): 将列表、切片、数组、字典或对象转换成格式化JSON。
    • toRawJson (mustToRawJson): 将列表、切片、数组、字典或对象转换成HTML字符未转义的JSON。

    5)正则表达式(Regular Expressions)

    Helm 包含以下正则表达式函数

    • regexFind(mustRegexFind)
    • regexFindAll(mustRegexFindAll)
    • regexMatch (mustRegexMatch)
    • regexReplaceAll (mustRegexReplaceAll)
    • regexReplaceAllLiteral(mustRegexReplaceAllLiteral)
    • regexSplit (mustRegexSplit)

    6)编码和解码函数

    Helm有以下编码和解码函数:

    • b64enc/b64dec: 编码或解码 Base64
    • b32enc/b32dec: 编码或解码 Base32

    7)Dictionaries and Dict Functions

    Helm 提供了一个key/value存储类型称为dict("dictionary"的简称,Python中也有)。dict是无序类型。字典的key 必须是字符串但值可以是任意类型,甚至是另一个dict 或 list

    1、创建字典(dict)

    下面是创建三个键值对的字典:

    $myDict := dict "name1" "value1" "name2" "value2" "name3" "value 3"
    
    • 1
    2、获取值(get)

    给定一个映射和一个键,从映射中获取值。

    get $myDict "name1"
    
    • 1

    上述结果为: “value1”

    注意如果没有找到,会简单返回""。不会生成error。

    3、添加键值对(set)

    使用set给字典添加一个键值对。

    $_ := set $myDict "name4" "value4"
    
    • 1

    注意set 返回字典 (Go模板函数的一个要求),因此你可能需要像上面那样使用使用$_赋值来获取值。

    4、删除(unset)

    给定一个映射和key,从映射中删除这个key。

    $_ := unset $myDict "name4"
    
    • 1

    和set一样,需要返回字典。

    5、判断key(hasKey)

    hasKey函数会在给定字典中包含了给定key时返回true。

    hasKey $myDict "name1"
    
    • 1

    如果key没找到,会返回false。

    6、pluck

    pluck 函数给定一个键和多个映射,并获得所有匹配项的列表:

    pluck "name1" $myDict $myOtherDict
    
    • 1

    上述会返回的list包含了每个找到的值([value1 otherValue1])。

    7、合并 dict(merge, mustMerge)

    将两个或多个字典合并为一个, 目标字典优先:

    $newdict := merge $dest $source1 $source2
    
    • 1
    8、获取所有 keys

    keys函数会返回一个或多个dict类型中所有的key的list。由于字典是 无序的,key不会有可预料的顺序。 可以使用sortAlpha存储。

    keys $myDict | sortAlpha
    
    • 1

    当提供了多个词典时,key会被串联起来。使用uniq函数和sortAlpha获取一个唯一有序的键列表。

    keys $myDict $myOtherDict | uniq | sortAlpha
    
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    9、获取所有 values

    values函数类似于keys,返回一个新的list包含源字典中所有的value(只支持一个字典)。

    $vals := values $myDict
    
    • 1

    上述结果为: list[“value1”, “value2”, “value 3”]。

    注意 values不能保证结果的顺序;如果你需要顺序, 请使用sortAlpha

    8)Lists and List Functions

    Helm 提供了一个简单的list类型,包含任意顺序的列表。类似于数组或切片,但列表是被设计用于不可变数据类型。

    1、创建列表
    $myList := list 1 2 3 4 5
    
    • 1

    上述会生成一个列表 [1 2 3 4 5]。

    2、获取列表第一项(first, mustFirst)

    获取列表中的第一项,使用 first。

    first $myList
    # 返回 1
    
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    • 2

    first 有问题时会出错,mustFirst 有问题时会向模板引擎返回错误。

    3、获取列表的尾部内容(rest, mustRest)

    获取列表的尾部内容(除了第一项外的所有内容),使用rest。

    rest $myList
    # 返回 [2 3 4 5]
    
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    • 2

    rest有问题时会出错,mustRest 有问题时会向模板引擎返回错误。

    4、获取列表的最后一项(last, mustLast)

    使用last获取列表的最后一项:

    last $myList 
    # 返回 5。这大致类似于反转列表然后调用first。
    
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    5、获取列表所有内容(initial, mustInitial)

    通过返回所有元素 但 除了最后一个元素。

     initial $myList
     # 返回 [1 2 3 4]。
    
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    initial有问题时会出错,但是 mustInitial 有问题时会向模板引擎返回错误。

    6、末尾添加元素(append, mustAppend)

    在已有列表中追加一项,创建一个新的列表。

    $new = append $myList 6
    
    • 1

    上述语句会设置 $new 为 [1 2 3 4 5 6]。 $myList会保持不变。

    append 有问题时会出错,但 mustAppend 有问题时会向模板引擎返回错误。

    7、前面添加元素(prepend, mustPrepend)

    将元素添加到列表的前面,生成一个新的列表。

    prepend $myList 0
    
    • 1

    上述语句会生成 [0 1 2 3 4 5]。 $myList会保持不变。

    prepend 有问题时会出错,但 mustPrepend 有问题时会向模板引擎返回错误。

    8、多列表连接(concat)

    将任意数量的列表串联成一个。

    concat $myList ( list 6 7 ) ( list 8 )
    
    • 1

    上述语句会生成 [1 2 3 4 5 6 7 8]。 $myList 会保持不变。

    9、反转(reverse, mustReverse)

    反转给定的列表生成一个新列表。

    reverse $myList
    
    • 1

    上述语句会生成一个列表: [5 4 3 2 1]。

    reverse 有问题时会出错,但 mustReverse 有问题时会向模板引擎返回错误。

    10、去重(uniq, mustUniq)

    生成一个移除重复项的列表。

    list 1 1 1 2 | uniq
    
    • 1

    上述语句会生成 [1 2]

    uniq 有问题时会出错,但 mustUniq 有问题时会向模板引擎返回错误。

    11、过滤(without, mustWithout)

    without 函数从列表中过滤内容。

    without $myList 3
    # 上述语句会生成 [1 2 4 5]
    
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    一个过滤器可以过滤多个元素:

    without $myList 1 3 5
    # 这样会得到: [2 4]
    
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    without 有问题时会出错,但 mustWithout 有问题时会向模板引擎返回错误。

    12、判断元素是否存在(has, mustHas)

    验证列表是否有特定元素。

    has 4 $myList
    
    • 1

    上述语句会返回 true, 但 has “hello” $myList 就会返回false。

    has 有问题时会出错,但 mustHas 有问题时会向模板引擎返回错误。

    13、删除空项(compact, mustCompact)

    接收一个列表并删除空值项。

    $list := list 1 "a" "foo" ""
    $copy := compact $list
    
    • 1
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    compact 会返回一个移除了空值(比如, “”)的新列表。

    compact 有问题时会出错,但 mustCompact 有问题时会向模板引擎返回错误。

    14、index

    使用index list [n]获取列表的第n个元素。使用index list [n] [m] …获取多位列表元素。

    • index $myList 0 返回 1,同 myList[0]
    • index $myList 0 1 同 myList[0][1]
    15、获取部分元素(slice, mustSlice)

    从列表中获取部分元素,使用 slice list [n] [m]。等同于 list[n:m].

    • slice $myList 返回 [1 2 3 4 5]。 等同于 myList[:]。
    • slice $myList 3 返回 [4 5]等同于 myList[3:]。
    • slice $myList 1 3 返回 [2 3]等同于 myList[1:3]。
    • slice $myList 0 3 返回 [1 2 3]等同于 myList[:3]。

    slice 有问题时会出错,但 mustSlice 有问题时会向模板引擎返回错误。

    16、构建一个整数列表(until)

    until 函数构建一个整数范围。

    until 5
    
    • 1

    上述语句会生成一个列表: [0, 1, 2, 3, 4]。

    对循环语句很有用: range $i, $e := until 5。

    17、seq
    seq 5       => 1 2 3 4 5
    seq -3      => 1 0 -1 -2 -3
    seq 0 2     => 0 1 2
    seq 2 -2    => 2 1 0 -1 -2
    seq 0 2 10  => 0 2 4 6 8 10
    seq 0 -2 -5 => 0 -2 -4
    
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    9)数学函数(Math Functions)

    1、求和(add)

    使用add求和。接受两个或多个输入。

    add 1 2 3
    
    • 1
    2、自加1(add1)

    自增加1,使用 add1。

    3、相减(sub)

    相减使用 sub。

    4、除(div)

    整除使用 div。

    5、取模(mod)

    取模使用mod。

    6、相乘(mul)

    相乘使用mul。接受两个或多个输入。

    mul 1 2 3
    
    • 1
    7、获取最大值(max)

    返回一组整数中最大的整数。

    max 1 2 3
    # 返回 3
    
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    8、获取最小值(min)

    返回一组数中最小的数。

    min 1 2 3 
    # 会返回 1。
    
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    9、获取长度(len)

    以整数返回参数的长度。

    len .Arg
    
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    10)Network Functions

    Helm提供了几个网络函数:

    • getHostByName接收一个域名返回IP地址。

    • getHostByName "www.google.com"会返回对应的www.google.com的地址。

    10)条件语句

    运算符:

    eq: 等于(equal to)
    ne: 不等于(not equal to)
    lt: 小于(less than)
    le: 小于等于(less than or equal to)
    gt: 大于(greater than)
    ge: 大于等于(greater than or equal to)
    
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    if/else 用法:

    {{if 命令}}{{else if 命令}}{{else}}{{end}}
    
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    如果是以下值时,管道会被设置为 false:

    布尔false
    数字0
    空字符串
    nil (空或null)
    空集合(map, slice, tuple, dict, array)
    
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    【示例】

    apiVersion: v1
    kind: ConfigMap
    metadata:
      name: {{ .Release.Name }}-configmap
    data:
      myvalue: "Hello World"
      drink: {{ .Values.favorite.drink | default "tea" | quote }}
      food: {{ .Values.favorite.food | upper | quote }}
      {{ if eq .Values.favorite.drink "coffee" }}mug: "true"{{ end }}
    
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    11)变更作用域 with

    下一个控制结构是with操作。这个用来控制变量范围。回想一下,.是对 当前作用域 的引用。因此 .Values就是告诉模板在当前作用域查找Values对象。

    with的语法与if语句类似:

    {{ with PIPELINE }}
      # restricted scope
    {{ end }}
    
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    作用域可以被改变。with允许你为特定对象设定当前作用域(.)。比如,我们已经在使用.Values.favorite。 修改配置映射中的.的作用域指向.Values.favorite:

    apiVersion: v1
    kind: ConfigMap
    metadata:
      name: {{ .Release.Name }}-configmap
    data:
      myvalue: "Hello World"
      {{- with .Values.favorite }}
      drink: {{ .drink | default "tea" | quote }}
      food: {{ .food | upper | quote }}
      {{- end }}
    
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    但是这里有个注意事项,在限定的作用域内,无法使用.访问父作用域的对象。错误示例如下:

    {{- with .Values.favorite }}
    drink: {{ .drink | default "tea" | quote }}
    food: {{ .food | upper | quote }}
    release: {{ .Release.Name }}
    {{- end }}
    
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    这样会报错因为Release.Name不在.限定的作用域内。但是如果对调最后两行就是正常的, 因为在{{ end }}之后作用域被重置了。

    {{- with .Values.favorite }}
    drink: {{ .drink | default "tea" | quote }}
    food: {{ .food | upper | quote }}
    {{- end }}
    release: {{ .Release.Name }}
    
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    或者,我们可以使用$从父作用域中访问Release.Name对象。当模板开始执行后$会被映射到根作用域,且执行过程中不会更改。 下面这种方式也可以正常工作:

    {{- with .Values.favorite }}
    drink: {{ .drink | default "tea" | quote }}
    food: {{ .food | upper | quote }}
    release: {{ $.Release.Name }}
    {{- end }}
    
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    也可以在外边定义变量,遵循$name变量的格式且指定了一个特殊的赋值运算符::=。 我们可以使用针对Release.Name的变量重写上述内容。

    apiVersion: v1
    kind: ConfigMap
    metadata:
      name: {{ .Release.Name }}-configmap
    data:
      myvalue: "Hello World"
      {{- $relname := .Release.Name -}}
      {{- with .Values.favorite }}
      drink: {{ .drink | default "tea" | quote }}
      food: {{ .food | upper | quote }}
      release: {{ $relname }}
      {{- end }}
    
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    注意在with块开始之前,赋值$relname := .Release.Name。 现在在with块中,$relname变量仍会执行版本名称。

    12)rang循环语句

    很多编程语言支持使用for循环,foreach循环,或者类似的方法机制。 在Helm的模板语言中,在一个集合中迭代的方式是使用range操作符。

    定义values

    favorite:
      drink: coffee
      food: pizza
    pizzaToppings:
      - mushrooms
      - cheese
      - peppers
      - onions
    
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    现在我们有了一个pizzaToppings列表(模板中称为切片)。修改模板把这个列表打印到配置映射中:

    apiVersion: v1
    kind: ConfigMap
    metadata:
      name: {{ .Release.Name }}-configmap
    data:
      myvalue: "Hello World"
      {{- with .Values.favorite }}
      drink: {{ .drink | default "tea" | quote }}
      food: {{ .food | upper | quote }}
      {{- end }}
      toppings: |-
        {{- range .Values.pizzaToppings }}
        - {{ . | title | quote }}
        {{- end }}    
    
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    有时能在模板中快速创建列表然后迭代很有用,Helm模板的tuple可以很容易实现该功能。在计算机科学中, 元组表示一个有固定大小的类似列表的集合,但可以是任意数据类型。这大致表达了tuple的用法。

      sizes: |-
        {{- range tuple "small" "medium" "large" }}
        - {{ . }}
        {{- end }}    
    
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    上述模板会生成以下内容:

      sizes: |-
        - small
        - medium
        - large    
    
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    13)命名模板

    此时需要越过模板,开始创建其他内容了。该部分我们会看到如何在一个文件中定义 命名模板,并在其他地方使用。命名模板 (有时称作一个 部分 或一个 子模板)仅仅是在文件内部定义的模板,并使用了一个名字。有两种创建方式和几种不同的使用方法。

    • 三种声明和管理模板的方法:definetemplate,和block,在这部分,我们将使用这三种操作并介绍一种特殊用途的 include方法,类似于template操作。
    • 命名模板时要记住一个重要细节:模板名称是全局的。如果您想声明两个相同名称的模板,哪个最后加载就使用哪个。 因为在子chart中的模板和顶层模板一起编译,命名时要注意 chart特定名称。
    • 一个常见的命名惯例是用chart名称作为模板前缀:{{ define "mychart.labels" }}。使用特定chart名称作为前缀可以避免可能因为 两个不同chart使用了相同名称的模板而引起的冲突。

    在编写模板细节之前,文件的命名惯例需要注意:

    • templates/中的大多数文件被视为包含Kubernetes清单
    • NOTES.txt是个例外
    • 命名以下划线(_)开始的文件则假定 没有 包含清单内容。这些文件不会渲染为Kubernetes对象定义,但在其他chart模板中都可用。

    这些文件用来存储局部和辅助对象,实际上当我们第一次创建mychart时,会看到一个名为_helpers.tpl的文件,这个文件是模板局部的默认位置

    1、用define和template声明和使用模板

    define操作允许我们在模板文件中创建一个命名模板,语法如下:

    {{- define "MY.NAME" }}
      # body of template here
    {{- end }}
    
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    比如我们可以定义一个模板封装Kubernetes的标签:

    {{- define "mychart.labels" }}
      labels:
        generator: helm
        date: {{ now | htmlDate }}
    {{- end }}
    
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    现在我们将模板嵌入到了已有的配置映射中,然后使用template包含进来:

    {{- define "mychart.labels" }}
      labels:
        generator: helm
        date: {{ now | htmlDate }}
    {{- end }}
    apiVersion: v1
    kind: ConfigMap
    metadata:
      name: {{ .Release.Name }}-configmap
      {{- template "mychart.labels" }}
    data:
      myvalue: "Hello World"
      {{- range $key, $val := .Values.favorite }}
      {{ $key }}: {{ $val | quote }}
      {{- end }}
    
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    当模板引擎读取该文件时,它会存储mychart.labels的引用直到template "mychart.labels"被调用。 然后会按行渲染模板,因此结果类似这样:

    # Source: mychart/templates/configmap.yaml
    apiVersion: v1
    kind: ConfigMap
    metadata:
      name: running-panda-configmap
      labels:
        generator: helm
        date: 2022-09-04
    data:
      myvalue: "Hello World"
      drink: "coffee"
      food: "pizza"
    
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    注意:define不会有输出,除非像本示例一样用模板调用它。

    按照惯例,Helm chart将这些模板放置在局部文件中,一般是_helpers.tpl。把这个方法移到那里:

    {{/* Generate basic labels */}}
    {{- define "mychart.labels" }}
      labels:
        generator: helm
        date: {{ now | htmlDate }}
    {{- end }}
    
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    2、设置模板范围

    在上面定义的模板中,我们没有使用任何对象,仅仅使用了方法。修改定义好的模板让其包含chart名称和版本号:

    {{/* Generate basic labels */}}
    {{- define "mychart.labels" }}
      labels:
        generator: helm
        date: {{ now | htmlDate }}
        chart: {{ .Chart.Name }}
        version: {{ .Chart.Version }}
    {{- end }}
    
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    3、include 方法

    假设定义了一个简单模板如下:

    {{- define "mychart.app" -}}
    app_name: {{ .Chart.Name }}
    app_version: "{{ .Chart.Version }}"
    {{- end -}}
    
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    现在假设我想把这个插入到模板的labels:部分和data:部分:

    apiVersion: v1
    kind: ConfigMap
    metadata:
      name: {{ .Release.Name }}-configmap
      labels:
        {{ template "mychart.app" . }}
    data:
      myvalue: "Hello World"
      {{- range $key, $val := .Values.favorite }}
      {{ $key }}: {{ $val | quote }}
      {{- end }}
    {{ template "mychart.app" . }}
    
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    如果渲染这个,会得到以下错误:

    $ helm install --dry-run measly-whippet ./mychart
    Error: unable to build kubernetes objects from release manifest: error validating "": error validating data: [ValidationError(ConfigMap): unknown field "app_name" in io.k8s.api.core.v1.ConfigMap, ValidationError(ConfigMap): unknown field "app_version" in io.k8s.api.core.v1.ConfigMap]
    
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    要查看渲染了什么,可以用--disable-openapi-validation参数重新执行: helm install --dry-run --disable-openapi-validation measly-whippet ./mychart。 输入不是我们想要的:

    # Source: mychart/templates/configmap.yaml
    apiVersion: v1
    kind: ConfigMap
    metadata:
      name: measly-whippet-configmap
      labels:
        app_name: mychart
    app_version: "0.1.0"
    data:
      myvalue: "Hello World"
      drink: "coffee"
      food: "pizza"
    app_name: mychart
    app_version: "0.1.0"
    
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    注意两处的app_version缩进都不对,为啥?因为被替换的模板中文本是左对齐的。由于template是一个行为,不是方法无法将 template调用的输出传给其他方法,数据只是简单地按行插入

    为了处理这个问题,Helm提供了一个include,可以将模板内容导入当前管道,然后传递给管道中的其他方法。下面这个示例,使用indent正确地缩进了mychart.app模板:

    apiVersion: v1
    kind: ConfigMap
    metadata:
      name: {{ .Release.Name }}-configmap
      labels:
    {{ include "mychart.app" . | indent 4 }}
    data:
      myvalue: "Hello World"
      {{- range $key, $val := .Values.favorite }}
      {{ $key }}: {{ $val | quote }}
      {{- end }}
    {{ include "mychart.app" . | indent 2 }}
    
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    现在生成的YAML每一部分都可以正确缩进了:

    # Source: mychart/templates/configmap.yaml
    apiVersion: v1
    kind: ConfigMap
    metadata:
      name: edgy-mole-configmap
      labels:
        app_name: mychart
        app_version: "0.1.0"
    data:
      myvalue: "Hello World"
      drink: "coffee"
      food: "pizza"
      app_name: mychart
      app_version: "0.1.0"
    
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    include 相较于使用template,在helm中使用include被认为是更好的方式 只是为了更好地处理YAML文档的输出格式。

    14)NOTES.txt文件

    该部分会介绍为chart用户提供说明的Helm工具。在helm install 或 helm upgrade命令的最后,Helm会打印出对用户有用的信息。 使用模板可以高度自定义这部分信息。

    要在chart添加安装说明,只需创建templates/NOTES.txt文件即可。该文件是纯文本,但会像模板一样处理, 所有正常的模板函数和对象都是可用的。让我们创建一个简单的NOTES.txt文件:

    Thank you for installing {{ .Chart.Name }}.
    
    Your release is named {{ .Release.Name }}.
    
    To learn more about the release, try:
    
      $ helm status {{ .Release.Name }}
      $ helm get all {{ .Release.Name }}
    
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    现在如果我们执行helm install rude-cardinal ./mychart 会在底部看到:

    RESOURCES:
    ==> v1/Secret
    NAME                   TYPE      DATA      AGE
    rude-cardinal-secret   Opaque    1         0s
    
    ==> v1/ConfigMap
    NAME                      DATA      AGE
    rude-cardinal-configmap   3         0s
    
    
    NOTES:
    Thank you for installing mychart.
    
    Your release is named rude-cardinal.
    
    To learn more about the release, try:
    
      $ helm status rude-cardinal
      $ helm get all rude-cardinal
    
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    使用NOTES.txt这种方式是给用户提供关于如何使用新安装的chart细节信息的好方法。尽管并不是必需的,强烈建议创建一个NOTES.txt文件

    15)模板调试

    调试模板可能很棘手,因为渲染后的模板发送给了Kubernetes API server,可能会以格式化以外的原因拒绝YAML文件。以下命令有助于调试:

    • helm lint 是验证chart是否遵循最佳实践的首选工具
    • helm install --dry-run --debughelm template --debug:我们已经看过这个技巧了, 这是让服务器渲染模板的好方法,然后返回生成的清单文件。
    • helm get manifest: 这是查看安装在服务器上的模板的好方法。

    当你的YAML文件解析失败,但你想知道生成了什么,检索YAML一个简单的方式是注释掉模板中有问题的部分, 然后重新运行 helm install --dry-run --debug

    apiVersion: v2
    # some: problem section
    # {{ .Values.foo | quote }}
    
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    以上内容会被渲染同时返回完整的注释:

    apiVersion: v2
    # some: problem section
    #  "bar"
    
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    其实这里主要是正对官方文档进行整理,列出了常见的使用语法,想了解更多,可以参考官方文档,官方文档讲解的很细致,有疑问的小伙伴欢迎给我留言哦,后续会持续分享【云原生和大数据】相关的文章,请小伙伴耐心等待哦~

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