Эта страница переведена с помощью Cloud Translation API.

Разработка InnerLoop с использованием облачных рабочих станций с NodeJS

1. Обзор

В этой лабораторной работе демонстрируются функции и возможности, предназначенные для оптимизации рабочего процесса разработки для инженеров-программистов, которым поручено разрабатывать приложения NodeJS в контейнерной среде. Типичная разработка контейнеров требует от пользователя понимания деталей контейнеров и процесса сборки контейнеров. Кроме того, разработчикам обычно приходится прерывать рабочий процесс, выходя из своей IDE для тестирования и отладки своих приложений в удаленных средах. С помощью инструментов и технологий, упомянутых в этом руководстве, разработчики могут эффективно работать с контейнерными приложениями, не выходя из своей IDE.

Что вы узнаете

В этой лабораторной работе вы изучите методы разработки с использованием контейнеров в Google Cloud, в том числе:

Создание стартового приложения Nodejs
Настройка приложения Nodejs для разработки контейнеров
Кодирование простой службы отдыха CRUD
Развертывание в GKE
Отладка состояния ошибки
Использование точки останова/логов
Горячее развертывание изменений обратно в GKE
Необязательно: интеграция CloudSQL для обеспечения устойчивости серверной части.

2. Настройка и требования

Самостоятельная настройка среды

Войдите в Google Cloud Console и создайте новый проект или повторно используйте существующий. Если у вас еще нет учетной записи Gmail или Google Workspace, вам необходимо ее создать .

Имя проекта — это отображаемое имя для участников этого проекта. Это строка символов, не используемая API Google. Вы можете обновить его в любое время.
Идентификатор проекта уникален для всех проектов Google Cloud и является неизменяемым (невозможно изменить после его установки). Cloud Console автоматически генерирует уникальную строку; обычно тебя не волнует, что это такое. В большинстве лабораторий кода вам потребуется указать идентификатор проекта (обычно он обозначается как PROJECT_ID ). Если вам не нравится сгенерированный идентификатор, вы можете создать другой случайный идентификатор. Кроме того, вы можете попробовать свой собственный и посмотреть, доступен ли он. Его нельзя изменить после этого шага, и он останется в силе на протяжении всего проекта.
К вашему сведению, есть третье значение — номер проекта , который используют некоторые API. Подробнее обо всех трех этих значениях читайте в документации .

Затем вам необходимо включить выставление счетов в Cloud Console, чтобы использовать облачные ресурсы/API. Прохождение этой лаборатории кода не должно стоить много, если вообще стоит. Чтобы отключить ресурсы и не взимать плату за пределами этого руководства, вы можете удалить созданные вами ресурсы или удалить весь проект. Новые пользователи Google Cloud имеют право на участие в программе бесплатной пробной версии стоимостью 300 долларов США .

Запустить редактор Cloudshell

Эта лабораторная работа была разработана и протестирована для использования с редактором Google Cloud Shell. Чтобы получить доступ к редактору,

получите доступ к своему проекту Google по адресу https://console.cloud.google.com .
В правом верхнем углу нажмите на значок редактора облачной оболочки.

В нижней части окна откроется новая панель.
Нажмите кнопку «Открыть редактор».

Редактор откроется с проводником справа и редактором в центральной части.
Панель терминала также должна быть доступна в нижней части экрана.
Если терминал НЕ открыт, используйте комбинацию клавиш `ctrl+``, чтобы открыть новое окно терминала.

Настройка gcloud

В Cloud Shell укажите идентификатор проекта и регион, в котором вы хотите развернуть приложение. Сохраните их как переменные PROJECT_ID и REGION .

export PROJECT_ID=$(gcloud config get-value project)
export PROJECT_NUMBER=$(gcloud projects describe $PROJECT_ID --format='value(projectNumber)')

Предоставление инфраструктуры, используемой в этой лаборатории

В ходе этой лабораторной работы вы развернете код в GKE и получите доступ к данным, хранящимся в базе данных CloudSQL. Приведенный ниже сценарий установки подготовит для вас эту инфраструктуру.

Загрузите сценарий установки и сделайте его исполняемым.

wget https://raw.githubusercontent.com/GoogleCloudPlatform/container-developer-workshop/main/labs/nodejs/setup_with_cw.sh
chmod +x setup_with_cw.sh

Откройте файл setup_with_cw.sh и отредактируйте значения паролей, для которых в данный момент установлено значение CHANGEME.
Запустите сценарий установки, чтобы настроить кластер GKE и базу данных CloudSQL, которые вы будете использовать в этой лабораторной работе.

./setup_with_cw.sh &

Кластер облачных рабочих станций

Откройте облачные рабочие станции в облачной консоли. Подождите, пока кластер перейдет в состояние READY .

Создание конфигурации рабочих станций

Если ваш сеанс Cloud Shell был отключен, нажмите «Повторно подключиться», а затем запустите команду gcloud cli, чтобы установить идентификатор проекта. Перед запуском команды замените приведенный ниже идентификатор примера проекта на идентификатор вашего проекта qwiklabs.

gcloud config set project qwiklabs-gcp-project-id

Загрузите и запустите приведенный ниже скрипт в терминале, чтобы создать конфигурацию облачных рабочих станций.

wget https://raw.githubusercontent.com/GoogleCloudPlatform/container-developer-workshop/main/labs/nodejs/workstation_config_setup.sh
chmod +x workstation_config_setup.sh
./workstation_config_setup.sh

Проверьте результаты в разделе «Конфигурации». Переход в состояние ГОТОВНОСТЬ займет 2 минуты.

Откройте Cloud Workstations в консоли и создайте новый экземпляр.

Измените имя на my-workstation и выберите существующую конфигурацию: codeoss-js .

Проверьте результаты в разделе «Рабочие станции».

Запустить рабочую станцию

Запустите и запустите рабочую станцию. Запуск рабочей станции займет пару минут.

Разрешите сторонние файлы cookie, нажав на значок в адресной строке.

Нажмите «Сайт не работает?».

Нажмите «Разрешить файлы cookie».

После запуска рабочей станции вы увидите Code OSS IDE. Нажмите «Отметить готово» на странице «Начало работы» в среде IDE рабочей станции.

3. Создание нового стартового приложения Nodejs.

В этом разделе вы создадите новое приложение Nodejs.

Откройте новый терминал.

В Cloud Shell создайте новый каталог с именем mynodejsapp

mkdir mynodejsapp

Если вы видите это сообщение, нажмите кнопку «Разрешить», чтобы можно было скопировать и вставить на рабочую станцию.

Перейдите в этот каталог и откройте его как рабочую область. Это перезагрузит редактор, создав конфигурацию рабочей области во вновь созданной папке.

cd mynodejsapp && code-oss-cloud-workstations -r --folder-uri="$PWD"

Снова откройте новый терминал. Установите Node и NPM с помощью NVM.

curl -o- https://raw.githubusercontent.com/nvm-sh/nvm/v0.39.2/install.sh | bash
        
        # This loads nvm bash_completion
export NVM_DIR="$HOME/.nvm"
[ -s "$NVM_DIR/nvm.sh" ] && \. "$NVM_DIR/nvm.sh"  # This loads nvm
[ -s "$NVM_DIR/bash_completion" ] && \. "$NVM_DIR/bash_completion"  

nvm install stable

nvm alias default stable

4. Создайте новое стартовое приложение.

Инициализировать приложение

Создание файла package.json с помощью следующей команды

npm init

    Choose the `entry point: (index.js) src/index.js` and leave default values for the rest of the parameters. This will create the `package.json` file with following contents

{
  "name": "mynodejsapp",
  "version": "1.0.0",
  "description": "",
  "main": "src/index.js",
  "scripts": {
    "test": "echo \"Error: no test specified\" && exit 1"
  },
  "author": "",
  "license": "ISC"
}

Добавить точку входа

Откройте и отредактируйте файл package.json в IDE, включив команду запуска в сценарий "start": "node src/index.js", . После изменения скрипты должны выглядеть как фрагмент кода ниже:

"scripts": {
    "start": "node src/index.js",
    "test": "echo \"Error: no test specified\" && exit 1"
  },

Добавьте экспресс-зависимость

Код, который мы собираемся добавить, также использует express , поэтому давайте добавим эту зависимость в этот файл package.json . Итак, после всех изменений файл package.json должен выглядеть так, как показано ниже.

{
 "name": "mynodejsapp",
 "version": "1.0.0",
 "description": "",
 "main": "src/index.js",
 "scripts": {
   "start": "node src/index.js",
   "test": "echo \"Error: no test specified\" && exit 1"
 },
 "author": "",
 "license": "ISC",
 "dependencies": {
   "express": "^4.17.3"
 }
}

Создайте файл index.js.

Создайте исходный каталог с именем src, выбрав «Новая папка» в представлении проводника.

Создайте файл src/index.js.

со следующим кодом

const express = require('express');
const app = express();
const PORT = 8080;

app.get('/', (req, res) => {
    var message="Greetings from Node";
    res.send({ message: message });
  });

app.listen(PORT, () => {
  console.log(`Server running at: http://localhost:${PORT}/`);

});

Обратите внимание, что для PORT установлено значение 8080

Генерировать манифесты

Skaffold предоставляет интегрированные инструменты для упрощения разработки контейнеров. На этом этапе вы инициализируете Skaffold, который автоматически создаст базовые YAML-файлы Kubernetes. Выполните команду ниже, чтобы начать процесс.

Выполните следующую команду в терминале

skaffold init --generate-manifests

При появлении запроса:

Введите 8080 для порта
Введите y , чтобы сохранить конфигурацию.

В рабочую область добавляются два файла: skaffold.yaml и deployment.yaml

Обновить название приложения

Значения по умолчанию, включенные в конфигурацию, в настоящее время не соответствуют имени вашего приложения. Обновите файлы, чтобы они ссылались на имя вашего приложения, а не на значения по умолчанию.

Изменение записей в конфигурации Skaffold

Открыть skaffold.yaml
Выберите имя изображения, установленное в настоящее время как package-json-image
Щелкните правой кнопкой мыши и выберите «Изменить все вхождения».
Введите новое имя как mynodejsapp

Изменение записей в конфигурации Kubernetes

Откройте файл deployment.yaml .
Выберите имя изображения, установленное в настоящее время как package-json-image
Щелкните правой кнопкой мыши и выберите «Изменить все вхождения».
Введите новое имя как mynodejsapp

Обратите внимание, что в файле skaffold.yaml раздел build использует buildpacks для контейнеризации приложения. В этом коде нет Dockerfile, и разработчику не нужны знания Docker для контейнеризации этого приложения.

Кроме того, в этой конфигурации скаффолда автоматически включается горячая синхронизация между редактором и работающим контейнером. Для включения горячей синхронизации не требуется никакой дополнительной настройки.

5. Прогулка по процессу разработки

В этом разделе вы выполните несколько шагов с использованием плагина Cloud Code, чтобы изучить основные процессы и проверить конфигурацию и настройку вашего начального приложения.

Cloud Code интегрируется со skaffold, чтобы упростить процесс разработки. Когда вы выполните развертывание в GKE, выполнив следующие шаги, Cloud Code и Skaffold автоматически создадут образ вашего контейнера, отправят его в реестр контейнеров, а затем развернут ваше приложение в GKE. Это происходит «за кулисами», отвлекая детали от процесса разработки. Cloud Code также улучшает процесс разработки, предоставляя традиционные возможности отладки и горячей синхронизации для разработки на основе контейнеров.

Нажмите на значок Cloud Code и выберите «Войти в Google Cloud»:

Нажмите «Продолжить вход».

Проверьте вывод в Терминале и откройте ссылку:

Войдите, используя свои учетные данные студента Qwiklabs.

Выберите «Разрешить»:

а5376553c430ac84.png

Скопируйте код подтверждения и вернитесь на вкладку «Рабочая станция».

Вставьте код подтверждения и нажмите Enter.

Добавить кластер Kubernetes

Добавить кластер

Выберите Google Kubernetes Engine:

Выберите проект.

Выберите «mycluster», созданный при первоначальной настройке.

Кластер теперь отображается в списке кластеров Kubernetes в разделе Cloud Code. Перемещайтесь и исследуйте кластер отсюда.

Установите текущий идентификатор проекта с помощью gcloud cli

Скопируйте идентификатор проекта для этой лабораторной работы со страницы qwiklabs.

В терминале выполните команду gcloud cli, чтобы установить идентификатор проекта. Замените идентификатор примера проекта перед запуском команды. ЗАМЕНИТЕ идентификатор проекта перед запуском команды ниже.

gcloud config set project qwiklabs-gcp-project-id

Развертывание в Kubernetes

На панели внизу редактора Cloud Shell выберите Cloud Code

На появившейся вверху панели в разделе «СЕССИИ РАЗРАБОТКИ» выберите «Выполнить на Kubernetes» . При появлении запроса выберите Да, чтобы использовать текущий контекст Kubernetes.

При первом запуске команды в верхней части экрана появится приглашение с вопросом, хотите ли вы использовать текущий контекст Kubernetes, выберите «Да», чтобы принять и использовать текущий контекст.

Затем появится приглашение с вопросом, какой реестр контейнеров использовать. Нажмите Enter, чтобы принять предоставленное значение по умолчанию.

Выберите вкладку «Вывод» на нижней панели и выберите «Kubernetes: Run/Debug» в раскрывающемся списке, чтобы просмотреть ход выполнения и уведомления.

Выберите «Kubernetes: Run/Debug — Detailed» в раскрывающемся списке каналов справа, чтобы просмотреть дополнительные сведения и журналы, транслируемые в реальном времени из контейнеров.

Вернитесь к упрощенному представлению, выбрав «Kubernetes: Run/Debug» в раскрывающемся списке.
Когда сборка и тесты завершены, на вкладке «Вывод» отображается сообщение: Resource deployment/mynodejsapp status completed successfully » и отображается URL-адрес: «Перенаправленный URL-адрес из демонстрационного приложения службы: http://localhost:8080».
В терминале Cloud Code наведите указатель мыши на URL-адрес в выходных данных (http://localhost:8080), а затем в появившейся подсказке выберите «Перейти по ссылке».

Ответ будет:

{"message":"Greetings from Node"}

Горячая перезагрузка

Перейдите к src/index.js . Отредактируйте код приветственного сообщения на 'Hello from Node'

Сразу обратите внимание, что в окне Output в представлении Kubernetes: Run/Debug наблюдатель синхронизирует обновленные файлы с контейнером в Kubernetes.

Update initiated
File sync started for 1 files for gcr.io/myproject/mynodejsapp:latest@sha256:f554756b3b4d6c301c4b26ef96102227cfa2833270db56241248ae42baa1971a
File sync succeeded for 1 files for gcr.io/myproject/mynodejsapp:latest@sha256:f554756b3b4d6c301c4b26ef96102227cfa2833270db56241248ae42baa1971a
Update succeeded

Если вы переключитесь на Kubernetes: Run/Debug - Detailed вид, вы заметите, что он распознает изменения файлов и перезапускает узел.

files modified: [src/index.js]
Copying files:map[src/index.js:[/workspace/src/index.js]]togcr.io/myproject/mynodejsapp:latest@sha256:f554756b3b4d6c301c4b26ef96102227cfa2833270db56241248ae42baa1971a
Syncing 1 files for gcr.io/myproject/mynodejsapp:latest@sha256:f554756b3b4d6c301c4b26ef96102227cfa2833270db56241248ae42baa1971a
Watching for changes...
[mynodejsapp]
[mynodejsapp]> mynodejsapp@1.0.0 start /workspace
[mynodejsapp]> node src/index.js
[mynodejsapp]
[mynodejsapp]Server running at: http://localhost:8080/

Обновите браузер, чтобы увидеть обновленные результаты.

Отладка

Перейдите в представление «Отладка» и остановите текущий поток. .
Нажмите Cloud Code в нижнем меню и выберите Debug on Kubernetes чтобы запустить приложение в режиме debug .

Обратите внимание, что в окне Kubernetes Run/Debug - Detailed представление Output » skaffold развернет это приложение в режиме отладки.
Сборка и развертывание приложения займет пару минут. На этот раз вы заметите подключенный отладчик.

Port forwarding pod/mynodejsapp-6bbcf847cd-vqr6v in namespace default, remote port 9229 -> http://127.0.0.1:9229
[mynodejsapp]Debugger attached.

Нижняя строка состояния меняет цвет с синего на оранжевый, указывая на то, что система находится в режиме отладки.

Обратите внимание, что в представлении Kubernetes Run/Debug запускается отладочный контейнер.

**************URLs*****************
Forwarded URL from service mynodejsapp-service: http://localhost:8080
Debuggable container started pod/mynodejsapp-deployment-6bc7598798-xl9kj:mynodejsapp (default)
Update succeeded
***********************************

Используйте точки останова

Откройте src/index.js
Найдите оператор, который гласит var message="Hello from Node";
Добавьте точку останова в эту строку, щелкнув пустое место слева от номера строки. Красный индикатор покажет, что точка останова установлена.
Перезагрузите браузер и обратите внимание, что отладчик останавливает процесс в точке останова и позволяет вам исследовать переменные и состояние приложения, которое работает удаленно в GKE.
Нажимайте вниз в раздел переменных, пока не найдете переменную "message" .
Выполните строку, нажав «Перешагнуть».
Обратите внимание, что текущее значение переменной "message" изменилось на "Hello from Node"
Дважды щелкните имя переменной «target» и во всплывающем окне измените значение на другое, например "Hi from Node"
Нажмите кнопку «Продолжить» на панели управления отладкой.
Просмотрите ответ в своем браузере, который теперь показывает обновленное значение, которое вы только что ввели.
Остановите режим «Отладка», нажав кнопку «Стоп». и удалите точку останова, снова нажав на точку останова.

6. Разработка простой службы отдыха CRUD

На этом этапе ваше приложение полностью настроено для контейнерной разработки, и вы прошли базовый рабочий процесс разработки с помощью Cloud Code. В следующих разделах вы попрактикуете полученные знания, добавив конечные точки службы REST, подключающиеся к управляемой базе данных в Google Cloud.

Настройка зависимостей

Код приложения использует базу данных для сохранения остальных данных службы. Убедитесь, что зависимости доступны, добавив следующее в файл package.json .

Добавьте еще две зависимости pg и sequelize в файл package.json , чтобы создать Postgres CRUD-приложение. После внесения изменений раздел зависимостей будет выглядеть так.

    "dependencies": {
    "express": "^4.17.3",
    "pg": "^8.8.0",
    "sequelize": "^6.25.7"
  }

Напишите код службы REST

Добавьте код приложения CRUD в это приложение.

wget -O app.zip https://github.com/GoogleCloudPlatform/container-developer-workshop/raw/main/labs/nodejs/app.zip

unzip app.zip

Этот код имеет

папка моделей с моделью объекта для item
папка контроллеров с кодом, выполняющим операции CRUD
папка маршрутов , которая направляет определенные шаблоны URL-адресов на разные вызовы
папка config с подробностями подключения к базе данных

Обратите внимание, что конфигурация базы данных в файле db.config.js относится к переменным среды, которые необходимо указать для подключения к базе данных. Также вам необходимо проанализировать входящий запрос на кодировку URL.
Добавьте следующий фрагмент кода в src/index.js чтобы иметь возможность подключаться к CRUD-коду из основного файла JavaScript прямо перед последним разделом, который начинается с app.listen(PORT, () => {

const bodyParser = require('body-parser')
app.use(bodyParser.json())
app.use(
 bodyParser.urlencoded({
   extended: true,
 })
)
const db = require("../app/models");
db.sequelize.sync();
require("../app/routes/item.routes")(app);

Отредактируйте развертывание в файле deployment.yaml , добавив переменные среды для предоставления информации о подключении к базе данных.

Обновите запись спецификации в конце файла, чтобы она соответствовала следующему определению.

    spec:
      containers:
      - name: mynodejsapp
        image: mynodejsapp
        env:
        - name: DB_HOST
          value: ${DB_INSTANCE_IP}        
        - name: DB_PORT
          value: "5432"  
        - name: DB_USER
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: gke-cloud-sql-secrets
              key: username
        - name: DB_PASS
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: gke-cloud-sql-secrets
              key: password
        - name: DB_NAME
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: gke-cloud-sql-secrets
              key: database

Замените значение DB_HOST адресом вашей базы данных.

export DB_INSTANCE_IP=$(gcloud sql instances describe mytest-instance \
    --format=json | jq \
    --raw-output ".ipAddresses[].ipAddress")

envsubst < deployment.yaml > deployment.new && mv deployment.new deployment.yaml

Развертывание и проверка приложения

На панели внизу редактора Cloud Shell выберите Cloud Code , затем выберите Debug on Kubernetes вверху экрана.
Когда сборка и тесты завершены, на вкладке «Вывод» отображается сообщение: Resource deployment/mynodejsapp status completed successfully » и указан URL-адрес: «Перенаправленный URL-адрес из службы mynodejsapp: http://localhost:8080».
Добавьте пару предметов.

В терминале CloudShell выполните приведенные ниже команды.

URL=localhost:8080
curl -X POST $URL/items -d '{"itemName":"Body Spray", "itemPrice":3.2}' -H "Content-Type: application/json"
curl -X POST $URL/items -d '{"itemName":"Nail Cutter", "itemPrice":2.5}' -H "Content-Type: application/json"

Проверьте GET, запустив $URL/items в браузере. Вы также можете запустить Curl из командной строки

curl -X GET $URL/items

Тестовое удаление: теперь попробуйте удалить элемент, выполнив команду ниже. При необходимости измените значение item-id.

curl -X DELETE $URL/items/1

    This throws an error message

{"message":"Could not delete Item with id=[object Object]"}

Определите и устраните проблему

Приложение работает в режиме отладки. Поэтому используйте точки останова, чтобы найти проблему. Вот несколько советов:

Мы знаем, что с командой DELETE что-то не так, поскольку она не возвращает желаемый результат. Итак, вы должны установить точку останова в методе itemcontroller.js -> exports.delete .
Запустите пошаговое выполнение и наблюдайте за переменными на каждом шаге, чтобы увидеть значения локальных переменных в левом окне.
Чтобы наблюдать за конкретными значениями, такими как request.params добавьте эту переменную в окно наблюдения.

Обратите внимание, что значение, присвоенное id , undefined . Измените код, чтобы устранить проблему.

Фиксированный фрагмент кода будет выглядеть так.

// Delete a Item with the specified id in the request
exports.delete = (req, res) => {
    const id = req.params.id;

После перезапуска приложения проверьте еще раз, попытавшись удалить.
Остановите сеанс отладки, щелкнув красный квадрат на панели инструментов отладки.

7. Очистка

Поздравляем! В ходе этой лабораторной работы вы создали новое приложение Nodejs с нуля и настроили его для работы в режиме горячего развертывания с контейнерами. Затем вы развернули и отладили свое приложение в удаленном кластере GKE, следуя той же схеме разработки, что и в традиционных стеках приложений.

Чтобы навести порядок после завершения лабораторной работы:

Удалите файлы, используемые в лаборатории.

cd ~ && rm -rf mynodejsapp && rm -f setup.sh

Удалите проект, чтобы удалить всю связанную инфраструктуру и ресурсы.