三分钟了解client-go

Kubernetes的大多数组件（如控制器、Kubelet、调度器等）都不直接操作ETCD存储，组件之间也不直接通信，而是统一通过API Server通信并间接实现对ETCD的存储和查询，而这些组件与API Server通信使用的工具包就是client-go。

client-go是官方提供的用于调用Kubernetes集群资源对象API的客户端。通过client-go可以对Kubernetes集群中的资源对象（包括Deployment、ReplicaSet、Pod、Service、Ingress、Pod、Namespace、Node以及自定义CRD等）进行增、删、改、查和事件监听等操作。业界主流的PaaS平台对Kubernetes前置API的封装都是通过client-go这个第三方包来实现的。

client-go项目地址为​​https://github.com/kubernetes/client-go/​​。client-go提供了4种客户端对象。

1. RESTClient

RESTClient对HTTP Request进行封装，是最基础的客户端，相当于底层的基础结构。顾名思义，RESTClient实现了RESTful风格的API，可以通过RESTClient提供的RESTful方法（如Get、Put、Post、Delete）对Kubernetes集群资源对象进行增、删、改、查。Clientset、DynamicClient、DiscoveryClient等几个客户端对象都是基于RESTClient来实现的。RESTClient的主要特点如下。

• 同时支持JSON和Protobuf。
• 支持所有的原生资源和CRD。

一般而言，为了更为优雅的处理请求，需要进一步将RESTClient封装为Clientset，然后对外提供接口和服务。

2. DynamicClient

DynamicClient是一种动态的客户端，能处理Kubernetes所有的资源，返回的是map[string]interface{}。如果一个控制器中需要控制所有的API，则可以使用DynamicClient，目前它主要在Garbage Collector和Namespace Controller中使用。DynamicClient的主要特点如下。

• 只支持JSON。
• 支持处理自定义CRD。

3. DiscoveryClient

DiscoveryClient是发现客户端，用于发现API Server支持的所有资源组（Group）、资源版本（Version）、资源信息（Resource）。

4. Clientset

Clientset是在实际开发过程中使用频率最高的客户端，通常使用Clientset来对集群资源对象进行增、删、改，搭配Informer的缓存查询使用最为优雅。Clientset的主要特点如下。

• 访问资源时，需要按照/group/version/resourceName的格式使用资源对象。
• 只支持处理Kubernetes的内置资源（不包括自定义的CRD）。
• 操作的Kubernetes资源对象都有相应的结构体定义。

由于Clientset操作的Kubernetes资源对象都有相应的结构体定义，并且有大量的结构体方法，因此在实际的PaaS系统开发中，使用频率最高的组合是Clientset+Informer的优雅搭配。

Kubernetes组件在工作过程中需要大量监控并查询集群中的资源对象。以Deployment控制器为例，它需要实时关注Deployment和要控制的ReplicaSet的状态变更，实时收敛ReplicaSet的状态，使ReplicaSet与用户自定义的Deployment的状态保持一致。其他控制器也是如此，它们需要频繁查询所关注的资源对象，这势必会对API Server和ETCD造成查询负担。这些问题都可以通过client-go的组件Informer来解决。

Informer的核心机制是List/Watch，当连接到API Server时，Informer会先获取（List模式）Kubernetes中所有用户关心的资源对象并存储到本地缓存中，之后会对这些资源对象进行监听（Watch模式），监控资源对象的变化，当资源对象发生变更时，会修改当前缓存中的数据，保证其与ETCD的数据一致。在Kubernetes的开发中，Informer的使用场景和优势如下。

• 当用户使用Informer查询Kubernetes中的资源对象时，查询的是本地的缓存，速度非常快，并且减轻了API Server和ETCD集群的查询压力。
• Informer支持用户使用ShareInformer的AddEventHandler进行事件订阅和回调处理。事件订阅和回调处理是Kubernetes内置资源对象（Pod、Deployment、Service等）控制器、用户为自定义CRD编写控制器时需要使用的。

最优雅的开发实践是使用Clientset进行资源对象的增、删、改，并使用Informer去查询。