1.2.3 主流 Operator 开发工具介绍
我们通过前面的内容了解到，Operator 的运行机制是作为自定义扩展资源注册到Controller Manager，通过 List-Watch 的方式监听对应资源的变化，然后在周期内的各个环节进行相应的协调。在 Operator 开发工具出现前，用户为了实现一个 Operator，需要完全实现从 Kubernetes Client 创建，到监听 Kubernetes APIServer 请求，再到请求队列化，以及后面的业务逻辑等一整套逻辑。
Operator 开发工具将 Operator 实现过程逻辑封装和抽象成公共的库和工具，并通过SDK 等方式供开发者二次开发使用。开发者在开发 Operator 时，只需要通过开发工具生成脚手架代码——他们无须关心 Kubernetes APIServer 发来的请求是怎样进入请求队列，被依次执行的，只需要专注于如何处理当前的请求即可。其他事情，Scaffolding 代码中用到的 Controller-runtime 等库会帮助处理。
目前，Operator SDK（来自于 CoreOS） 和 Kubebuilder （来自于 Kubernetes） 是开发 Operator 常用的两种 SDK，或者称为大框架（Framework），两种方式都完成了步骤规范和初始化元素，并生成相应的模板，便于开发者实现加入自定义的功能。接下来我们为大家分别介绍上述两种工具。
1. Kubebuilder
Kubebuilder 是一个帮助开发者快速开发 Kubernetes API 的脚手架命令行工具，依赖 Controller-tool 和 Controller-runtime 等库，简化 Kubernetes Controller 的开发，并且对 Kubernetes 的几个常用库进行了封装，图 1-11 为 Kubebuilder 的工作流程。
Kubebuilder 的整体工作流程如下。
（1）初始化一个新的工程目录。
（2）创建一个或多个资源 API CRD，然后将字段添加到资源。
（3）在控制器中实现协调循环（Reconcile Loop），监听额外的资源。
（4）在集群中运行测试（自动安装 CRD 并自动启动控制器）。
（5）更新引导测试新字段和业务逻辑。
（6）生产环境使用 Dockerfile 构建和发布容器。
其中步骤（2）和（3）是 Kubebuilder 核心业务逻辑，其余步骤均通过自动生成脚手架代码方式完成。Kubebuilder 脚手架生成 Operator 的代码后，开发者只需要在图1-11 的 Reconciler 中实现自己的控制逻辑即可完成 Operator 的构建和发布。
图 1-11 Kubebuilder 的工作流程
2. Operator Framework
Operator Framework 是 Red Hat 和 Kubernetes 社区共同推出的开源项目框架，旨在帮助开发者高效、快速地开发自身业务对应的 Operator。Operator Framework 其实是一组用于快速开发 Operator 的开源工具集，它主要包含如下 3 个组件。
（1） Operator SDK
Operator SDK 提供了一组用于构建、测试和打包 Operator 的工具，一个 Operator开发者可以利用 SDK 方便、高效地生成一套具备基础框架的 Operator 脚手架代码，它抽象了 Client-go 库的实现细节，开发者无须了解如何扩展复杂的 Kubernetes API 模型和具体的 Controller 框架。Operator SDK 工具与手动编写 CRD/Operator 代码相比，需要完成 CRD 类型创建及 Reconcile 控制循环，但是对于创建目录结构、定义注册和文件等通用步骤均由 Operator SDK 自动帮助完成。
（2） Operator 生命周期管理
Operator 的生命周期管理由 OLM（Operator Lifecycle Manager）完成，当开发者使用 SDK 构建好自己的 Operator 后，可以使用 OLM 将其部署到对应的 Kubernetes 集群中。通过 OLM，集群管理员可以控制 Operator 部署在哪些 Namespace 中。除此以外，OLM 还负责在 Operator 实例运行的生命周期中进行相应的管理工作，如 Operator 和其依赖资源的自动化更新等运维操作。
（3） Operator Metering
在 Kubernetes 广泛应用的自动扩缩容或混合云部署等业务场景下，资源计量是客户的重要需求，同时它也是业务应用计量计费的依据。另外，对于大规模分布式的 Operator应用场景，Metering 也是聚合统计资源和服务使用情况的有效手段之一。
1.3 本章小结
本章从云计算的发展历史角度介绍了云原生的起源与发展。Kubernetes 已经成为目前云原生应用开发、编排、部署的标准，在其生态之中，Operator 是一种广受欢迎的云原生应用开发框架。本章也介绍了 Operator 相关的历史、组成及使用方式。第 2 章将详细介绍Operator。
