基础入门
从这一部分开始，我们会介绍 KubeVela 是如何基于 CUE 来实现抽象和扩展的。本节将主要介绍一些 CUE 的基础知识，如果你对 KubeVela 的核心概念还不了解也没有关系，对于那些想要快速了解 CUE 并做一些实践的读者，本节也同样适用。
概述
KubeVela 将 CUE 作为应用交付核心依赖和扩展方式的原因如下：：
- CUE 本身就是为大规模配置而设计。 CUE 能够感知非常复杂的配置文件，并且能够安全地更改可修改配置中成千上万个对象的值。这非常符合 KubeVela 的目标，即以可编程的方式，去定义和交付生产级别的应用程序。
- CUE 支持一流的代码生成和自动化。 CUE 原生支持与现有工具以及工作流进行集成，反观其他工具则需要自定义复杂的方案才能实现。例如，需要手动使用 Go 代码生成 OpenAPI 模式。KubeVela 也是依赖 CUE 该特性进行构建开发工具和 GUI 界面的。
- CUE 与 Go 完美集成。 KubeVela 像 Kubernetes 系统中的大多数项目一样使用 GO 进行开发。CUE 已经在 Go 中实现并提供了丰富的 API。KubeVela 以 CUE 为核心实现 Kubernetes 控制器。借助 CUE，KubeVela 可以轻松处理数据约束问题。
更多细节请查看 The Configuration Complexity Curse 以及 The Logic of CUE 两篇文章。
前提
请确保你的环境中已经安装如下命令行：
学习 CUE 命令行
CUE 是 JSON 的超集， 我们可以像使用 JSON 一样使用 CUE，并具备以下特性：
- C 语言风格的注释
- 字段名称可以用双引号括起来，注意字段名称中不可以带特殊字符
- 可选字段末尾是否有逗号
- 允许数组中最后一个元素末尾带逗号
- 外大括号可选
请先复制以下信息，保存为一个 first.cue 文件：
a: 1.5
a: float
b: 1
b: int
d: [1, 2, 3]
g: {
h: "abc"
}
e: string
接下来，我们以上面这个文件为例子，来学习 CUE 命令行的相关指令：
- 如何格式化 CUE 文件。（如果你使用 Goland 或者类似 JetBrains IDE， 可以参考该文章配置自动格式化插件 使用 Goland 设置 cuelang 的自动格式化。）
该命令不仅可以格式化 CUE 文件，还能提示错误的模型，相当好用的命令。
cue fmt first.cue
- 如何校验模型。除了
cue fmt，你还可以使用 cue vet 来校验模型。
$ cue vet first.cue
some instances are incomplete; use the -c flag to show errors or suppress this message
$ cue vet first.cue -c
e: incomplete value string
提示我们：这个文件里的 e 这个变量，有数据类型 string 但并没有赋值。
- 如何计算/渲染结果。
cue eval 可以计算 CUE 文件并且渲染出最终结果。 我们看到最终结果中并不包含 a: float 和 b: int，这是因为这两个变量已经被计算填充。 其中 e: string 没有被明确的赋值, 故保持不变.
$ cue eval first.cue
a: 1.5
b: 1
d: [1, 2, 3]
g: {
h: "abc"
}
e: string
- 如何指定渲染的结果。例如，我们仅想知道文件中
b 的渲染结果，则可以使用该参数 -e。
$ cue eval -e b first.cue
1
- 如何导出渲染结果。
cue export 可以导出最终渲染结果。如果一些变量没有被定义执行该命令将会报错。
$ cue export first.cue
e: incomplete value string
我们更新一下 first.cue 文件，给 e 赋值：
a: 1.5
a: float
b: 1
b: int
d: [1, 2, 3]
g: {
h: "abc"
}
e: string
e: "abc"
然后，该命令就可以正常工作。默认情况下, 渲染结果会被格式化为 JSON 格式。
$ cue export first.cue
{
"a": 1.5,
"b": 1,
"d": [
1,
2,
3
],
"g": {
"h": "abc"
},
"e": "abc"
}
- 如何导出 YAML 格式的渲染结果。
$ cue export first.cue --out yaml
a: 1.5
b: 1
d:
- 1
- 2
- 3
g:
h: abc
e: abc
- 如何导出指定变量的结果。
$ cue export -e g first.cue
{
"h": "abc"
}
以上, 你已经学习完所有常用的 CUE 命令行指令。
学习 CUE 语言
在熟悉完常用 CUE 命令行指令后，我们来进一步学习 CUE 语言。
先了解 CUE 的数据类型。以下是它的基础数据类型：
// float
a: 1.5
// int
b: 1
// string
c: "blahblahblah"
// array
d: [1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]
// bool
e: true
// struct
f: {
a: 1.5
b: 1
d: [1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]
g: {
h: "abc"
}
}
// null
j: null
如何自定义 CUE 类型？使用 # 符号来指定一些表示 CUE 类型的变量。
#abc: string
我们将上述内容保存到 second.cue 文件。 执行 cue export 不会报 #abc 是一个类型不完整的值。
$ cue export second.cue
{}
你还可以定义更复杂的自定义结构，比如：
#abc: {
x: int
y: string
z: {
a: float
b: bool
}
}自定义结构在 KubeVela 中被广泛用于模块定义（X-Definitions）和进行验证。
定义一个 CUE 模板
下面，我们开始尝试利用刚刚学习到的知识，来定义 CUE 模版。
- 定义结构体变量
parameter.
parameter: {
name: string
image: string
}保存上述变量到文件 deployment.cue.
- 定义更复杂的结构变量
template 同时引用变量 parameter.
template: {
apiVersion: "apps/v1"
kind: "Deployment"
spec: {
selector: matchLabels: {
"app.oam.dev/component": parameter.name
}
template: {
metadata: labels: {
"app.oam.dev/component": parameter.name
}
spec: {
containers: [{
name: parameter.name
image: parameter.image
}]
}}}
}熟悉 Kubernetes 的你可能已经知道，这是 Kubernetes Deployment 的模板。 parameter 为模版的参数部分。
添加上述内容到文件 deployment.cue.
- 随后, 我们通过更新以下内容来完成变量赋值:
parameter:{
name: "mytest"
image: "nginx:v1"
}- 最后, 导出渲染结果为 YAML 格式:
$ cue export deployment.cue -e template --out yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
spec:
selector:
matchLabels:
app.oam.dev/component: mytest
template:
metadata:
labels:
app.oam.dev/component: mytest
spec:
containers:
- name: mytest
image: nginx:v1
以上，你就得到了一个 Kubernetes Deployment 类型的模板。
CUE 的更多用法
- 设计开放的结构体和数组。如果在数组或者结构体中使用
...，则说明该对象为开放的。
- 数组对象
[...string] ，说明该对象可以容纳多个字符串元素。 如果不添加 ..., 该对象 [string] 说明数组只能容纳一个类型为 string 的元素。 - 如下所示的结构体说明可以包含未知字段。
{
abc: string
...
}- 使用运算符
| 来表示两种类型的值。如下所示，变量 a 表示类型可以是字符串或者整数类型。
a: string | int
- 使用符号
* 定义变量的默认值。通常它与符号 | 配合使用， 代表某种类型的默认值。如下所示，变量 a 类型为 int，默认值为 1。
a: *1 | int
- 让一些变量可被选填。 某些情况下，一些变量不一定被使用，这些变量就是可选变量，我们可以使用
?: 定义此类变量。 如下所示, a 是可选变量, 自定义 #my 对象中 x 和 z 为可选变量， 而 y 为必填字段。
a ?: int
#my: {
x ?: string
y : int
z ?:float
}
选填变量可以被跳过，这经常和条件判断逻辑一起使用。 具体来说，如果某些字段不存在，则 CUE 语法为 if _variable_！= _ | _ ，如下所示：
parameter: {
name: string
image: string
config?: [...#Config]
}
output: {
...
spec: {
containers: [{
name: parameter.name
image: parameter.image
if parameter.config != _|_ {
config: parameter.config
}
}]
}
...
}- 使用运算符
& 来运算两个变量。
a: *1 | int
b: 3
c: a & b
保存上述内容到 third.cue 文件。
你可以使用 cue eval 来验证结果：
$ cue eval third.cue
a: 1
b: 3
c: 3
- 需要执行条件判断。当你执行一些级联操作时，不同的值会影响不同的结果，条件判断就非常有用。 因此，你可以在模版中执行
if..else 的逻辑。
price: number
feel: *"good" | string
// Feel bad if price is too high
if price > 100 {
feel: "bad"
}
price: 200
保存上述内容到 fourth.cue 文件。
你可以使用 cue eval 来验证结果：
$ cue eval fourth.cue
price: 200
feel: "bad"
另一个示例是将布尔类型作为参数。
parameter: {
name: string
image: string
useENV: bool
}
output: {
...
spec: {
containers: [{
name: parameter.name
image: parameter.image
if parameter.useENV == true {
env: [{name: "my-env", value: "my-value"}]
}
}]
}
...
}- 使用 For 循环。 我们为了避免减少重复代码，常常使用 For 循环。
- 映射遍历。
parameter: {
name: string
image: string
env: [string]: string
}
output: {
spec: {
containers: [{
name: parameter.name
image: parameter.image
env: [
for k, v in parameter.env {
name: k
value: v
},
]
}]
}
}- 类型遍历。
#a: {
"hello": "Barcelona"
"nihao": "Shanghai"
}
for k, v in #a {
"\(k)": {
nameLen: len(v)
value: v
}
}- 切片遍历。
parameter: {
name: string
image: string
env: [...{name:string,value:string}]
}
output: {
...
spec: {
containers: [{
name: parameter.name
image: parameter.image
env: [
for _, v in parameter.env {
name: v.name
value: v.value
},
]
}]
}
}- 循环内使用条件判断
parameter: [
{
name: "empty"
}, {
name: "xx1"
},
]
dataFrom: [ for _, v in parameter {
if v.name != "empty" {
name: v.name
}
}]
结果是：
cue eval ../blog/a.cue -e dataFrom
[{}, {
name: "xx1"
}]
- 将条件判断作为循环的条件
parameter: [
{
name: "empty"
}, {
name: "xx1"
},
]
dataFrom: [ for _, v in parameter if v.name != “empty” { name: v.name }]
结果是：
cue eval …/blog/a.cue -e dataFrom [{ name: “xx1” }]
另外，可以使用 "\( _my-statement_ )" 进行字符串内部计算，比如上面类型循环示例中，获取值的长度等等操作。
导入 CUE 内部包
CUE 有很多 internal packages 可以被 KubeVela 使用，这样可以满足更多的开发需求。
比如，使用 strings.Join 方法将字符串数组拼接成字符串。
import ("strings")
parameter: {
outputs: [{ip: "1.1.1.1", hostname: "xxx.com"}, {ip: "2.2.2.2", hostname: "yyy.com"}]
}
output: {
spec: {
if len(parameter.outputs) > 0 {
_x: [ for _, v in parameter.outputs {
"\(v.ip) \(v.hostname)"
}]
message: "Visiting URL: " + strings.Join(_x, "")
}
}
}至此，你已经学会了基础的 CUE 知识，如果你还想了解更多的 CUE 实践细节，可以参考其官方文档。
在本部分接下来的章节里，我们会开始介绍 KubeVela 如何使用 CUE 像胶水一样衔接不同的资源，请确保你对 KubeVela 的核心概念有所了解。