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编写控制器 了解如何为自定义模型编写控制器

控制器是 Halo 的关键组件,它们负责对每个自定义模型对象进行操作,协调所需状态和当前状态,参考: 控制器概述

控制器通常在具有一般事件序列的控制循环中运行:

  1. 观察:每个控制器将被设计为观察一组自定义模型对象,例如文章的控制器会观察文章对象,插件的控制器会观察插件自定义模型对象等。
  2. 比较:控制器将对象配置的期望状态与其当前状态进行比较,以确定是否需要更改,例如插件的 spec.enabledtrue,而插件的当前状态是未启动,则插件控制器会处理启动插件的逻辑。
  3. 操作:控制器将根据比较的结果执行相应的操作,以确保对象的实际状态与其期望状态一致,例如插件期望启动,插件控制器会处理启动插件的逻辑。
  4. 重复:上述所有步骤都由控制器重复执行直到与期望状态一致。

这是一个描述控制器作用的例子:房间里的温度自动调节器。

当你设置了温度告诉了温度自动调节器你的期望状态Desired State。 房间的实际温度是当前状态Current State。 通过对设备的开关控制,温度自动调节器让其当前状态接近期望状态,未到达期望状态则继续调节,直到达到期望状态。

在 Halo 中控制器的运行部分已经有一个默认实现,你只需要编写控制器的调谐的逻辑也就是 控制器概述 中的所说的 Reconciler 即可。

编写 Reconciler

Reconciler 是控制器的核心,它是一个接口,你需要实现它的 reconcile() 方法,该方法接收一个 Reconciler.Request 对象,它包含了当前自定义模型对象的名称,你可以通过它来获取自定义模型对象的当前状态和期望状态,然后编写调谐的逻辑。

@Component
public class PostReconciler implements Reconciler<Reconciler.Request> {
    @Override
    public Result reconcile(Request request) {

    }

    @Override
    public Controller setupWith(ControllerBuilder builder) {
        return builder
            .extension(new Post())
            .build();
    }
}

以上是一个简单的 Reconciler 实现,它实现了 reconcile() 方法,然后在 setupWith() 方法中将其通过 ControllerBuilder 构建为一个控制器并指定了 它要观察的自定义模型对象为Post,当文章自定义模型对象发生变化时,reconcile() 方法就会被调用,从 Request request 参数中你可以获得当前发生变化的文章自定义模型对象的名称,然后你就可以通过名称来查询到自定义模型对象进行调谐了。

Reconciler 的返回值

reconcile() 方法的返回值是一个 Result 对象,它包含了调谐的结果,你可以通过它来告诉控制器是否需要重试,如果需要重试则控制器会在稍后再次调用 reconcile() 方法,而这个过程会一直重复,直到 reconcile() 方法返回成功为止这个过程被称之为调谐循环Reconciliation Loop

record Result(boolean reEnqueue, Duration retryAfter) {}

Result 对象包含了两个属性reEnqueue 和 retryAfterreEnqueue 用于标识是否需要重试retryAfter 用于标识重试的时间间隔,如果 reEnqueue 为 true 则会在 retryAfter 指定的时间间隔后再次调用 reconcile() 方法,如果 reEnqueue 为 false 则不会再次调用 reconcile() 方法。

在没有特殊需要时,retryAfter 可以不指定,控制器会有一套默认的重试策略。

如果直接返回 null 则会被视为成功,效果等同于返回 new Result(false, null)

Reconciler 的异常处理

reconcile() 方法抛出异常时,控制器会将异常记录到日志中,然后会将 Request request 对象重新放入队列中,等待下次调用 reconcile() 方法,这个过程会一直重复,直到 reconcile() 成功,对于默认重试策略,每次重试间隔会越来越长,直到达到最长间隔后不再增加。

控制器示例

本章节将通过一个简单的示例来演示如何编写控制器。

场景:事件管理系统

创建一个名为 ”EventTracker“ 的自定义模型,用于管理和追踪组织内的各种事件。这些事件可以是会议、研讨会、社交聚会或任何其他类型的组织活动。 “EventTracker“ 自定义模型将提供一个框架,用于记录事件的详细信息,如时间、地点、参与者和状态。

由于这里的重点是控制器,因此我们将忽略自定义模型的详细信息,只关注控制器的实现,一个可能的 “EventTracker” 数据结构如下:

apiVersion: tracker.halo.run/v1alpha1
kind: EventTracker
metadata:
  name: event-tracker-1
spec:
  eventName: "Halo Meetup"
  eventDate: "2024-01-20T12:00:00Z"
  location: "Chengdu"
  participants: ["@sig-doc", "@sig-console", "@sig-halo"]
  description: "Halo Meetup in Chengdu"
status:
  phase: "Planned" # Planned, Ongoing, Completed
  participants: []
  conditions:
    - type: "Invalid"
      status: "True"
      reason: "InvalidEventDate"
      message: "Event date is invalid"

业务逻辑处理:

  1. 事件创建:

    • 当新的 EventTracker 资源被创建时,控制器需验证所有必要字段的存在和格式正确性。
    • 初始化事件状态为 Planned。
  2. 事件更新:

    • 检查 eventDate、location 和 participants 字段的变更。
    • 如果接近事件日期,自动更新状态为 Ongoing。
  3. 状态管理:

    • 根据当前日期和事件日期自动管理 phase 字段。
    • 当事件日期过去时,将状态更新为 Completed。
  4. 数据验证和完整性:

    • 确保所有输入数据的格式正确且合理。
    • 如有不一致或缺失的重要信息,记录警告或错误。
  5. 事件提醒和通知:

    • 在事件状态改变或临近事件日期时发送通知。
  6. 清理和维护:

    • 对于已完成的事件,提供自动清理机制,例如在事件结束后一定时间内删除资源。

首先实现 EventTracker 控制器的协调循环主体,通过依赖注入 ExtensionClient 可以用于获取当前变更的对象:

@Component
@RequiredArgsConstructor
public class EventTrackerReconciler implements Reconciler<Reconciler.Request> {

    private final ExtensionClient client;

    @Override
    public Result reconcile(Request request) {
      // ...
    }

    @Override
    public Controller setupWith(ControllerBuilder builder) {
        return builder
            .extension(new EventTracker())
            .build();
    }
}

然后在 reconcile() 方法中根据 EventTracker 对象的状态来执行响应的操作,确保执行逻辑是是幂等的,这意味着即使多次执行相同操作,结果也应该是一致的。

public Result reconcile(Request request) {
    client.fetch(EventTracker.class, request.name()).ifPresent(eventTracker -> {
      // 获取到当前变更的 EventTracker 对象
      // 1. 检查必要字段的存在和格式正确性
      // 2. 初始化事件状态为 Planned
      if (eventTracker.getStatus() == null) {
        eventTracker.setStatus(new EventTracker.Status());
      }
      var status = eventTracker.getStatus();
      if (status.getPhase() == null) {
        status.setPhase(EventTracker.Phase.PLANNED);
      }

      var eventName = eventTracker.getSpec().getEventName();
      if (StringUtils.isBlank(eventName)) {
        Condition condition = Condition.builder()
                .type("Invalid")
                .reason("InvalidEventName")
                .message("Event name is invalid")
                .status(ConditionStatus.FALSE)
                .lastTransitionTime(Instant.now())
                .build();
        status.getConditions().addAndEvictFIFO(condition);
      }

      client.update(eventTracker);
    });
    return new Result(false, null);
}

上述,我们通过 client.fetch() 方法获取到了当前变更的 EventTracker 对象,然后根据 EventTracker 对象的状态来执行响应的操作,例如初始化事件状态为 Planned检查必要字段的存在和格式正确性等但需要注意控制器的执行是异步的如果我们通过 EventTracker 的 API 来创建或更改了一个 EventTracker 对象,那么 API 会在控制器执行之前返回结果,这意味着在用户界面看到的结果可能不是最新的,并且可能会在稍后更新。

对于上述校验 eventName 的逻辑只是保证后续的执行是可靠的,如果有些字段是必须的,那么我们可以通过 @Schema 注解来标注,为了让控制器中校验字段失败的信息能够呈现到用户界面,我们通过向 status.conditions 中添加了一条 Condition 记录来用于记录这个事件,再用户界面可以展示这个 Condition 记录的信息以让用户知晓。

最后,我们通过 client.update() 方法来更新 EventTracker 对象,这个过程就是将实际状态回写到 EventTracker 对象并应用到数据库中,这样就完成了一次调谐。

EventTracker 对象发生变更时,控制器也会被执行,这时我们可以根据 EventTracker 对象的状态来执行响应的操作,例如检查和更新 eventDatelocationparticipants 字段的变更,如果接近事件日期,自动更新状态为 Ongoing。

public Result reconcile(Request request) {
    client.fetch(EventTracker.class, request.name()).ifPresent(eventTracker -> {
      // ...此处省略之前的逻辑
      if (isApproach(eventTracker.getSpec().getEventDate())) {
        status.setPhase(EventTracker.Phase.ONGOING);
        sendNotification(eventTracker, "Event is ongoing");
      }
    });
  return new Result(false, null);
}

这里我们通过 isApproach() 方法来表示判断是否接近事件日期,如果接近则更新状态为 Ongoing并使用 sendNotification 来发送发送通知。

为了简化示例,我们省略了 isApproach()sendNotification 方法的实现。

还可以根据 spec.participants 字段来解析参与者信息,然后将其添加到 status.participants 中,这样就可以在用户界面看到参与者信息了。

public Result reconcile(Request request) {
    client.fetch(EventTracker.class, request.name()).ifPresent(eventTracker -> {
      // ...此处省略之前的逻辑
      var participants = eventTracker.getSpec().getParticipants();
      resolveParticipants(participants).forEach(status::addParticipant);
    });
  return new Result(false, null);
}

使用 Finalizers

Finalizers 允许控制器实现异步预删除钩子。假设您为正在实现的 API 类型的每个对象创建了一个外部资源,例如存储桶,并且您希望在从 Halo 中删除相应对象 时清理外部资源,您可以使用终结器来删除外部资源资源。

比如 EventTracker 对象被删除时,我们需要删除 EventTracker 对象记录的日志,这时我们可以通过 Finalizers 来实现。

首先我们需要在 reconcile() 的开头判断 EventTracker 对象的 metadata.deletionTimestamp 是否存在,如果存在则表示 EventTracker 对象被删除了, 这时我们就可以执行清理操作。

public Result reconcile(Request request) {
    client.fetch(EventTracker.class, request.name()).ifPresent(eventTracker -> {
      if (ExtensionOperator.isDeleted(eventTracker)) { // 1. 判断是否被删除
        // 2. 调用 removeFinalizers 方法移除终结器(稍后会说明)
        ExtensionUtil.removeFinalizers(eventTracker.getMetadata(), Set.of(FINALIZER_NAME));
        // 3. 执行清理操作
        cleanUpLogsForTracker(eventTracker);
        // 4. 更新 EventTracker 对象将变更应用到数据库中
        client.update(eventTracker);
        // 5. return 避免执行后续逻辑
        return;
      }
      // ...此处省略之前的逻辑
    });
  return new Result(false, null);
}
  1. ExtensionOperator.isDeleted 方法是 Halo 提供的工具方法,用于判断对象是否被删除,它会判断 metadata.deletionTimestamp 是否存在,如果存在则表示对象被标记删除了。 关于自定义模型对象的删除可以参考:自定义模型对象生命周期
  2. ExtensionUtil.removeFinalizers 方法是 Halo 提供的工具方法,用于移除对象的终结器,它接收两个参数,第一个参数是对象的元数据,第二个参数是要移除的终结器名称集合,它来自 run.halo.app.extension.ExtensionUtil
  3. cleanUpLogsForTracker 方法是我们自己实现的,这里的示例是用于清理 EventTracker 对象记录的日志,你可以根据自己的业务需求来实现,如清理外部资源等。

经过上述步骤,我们只是写了移除终结器但是发现没有添加终结器的逻辑,添加终结器的逻辑需要在判断删除之后,metadata.finalizers 是一个字符串集合,用于标识对象是否可回收,如果 metadata.finalizers 不为空则表示对象不可回收,否则表示对象可回收,我们可以通过 ExtensionUtil.addFinalizers 方法来添加终结器。

最佳实践是,一个控制器最多添加一个终结器,名称为了防止冲突可以使用当前业务的 group/终结器名称 来命名,例如 tracker.halo.run/finalizer,例如在 Halo 中文章的控制器使用了一个终结器,但可能插件也会定义一个文章控制器来扩展文章的业务,那么根据最佳实践命名终结器可以避免冲突。

private static final String FINALIZER_NAME = "tracker.halo.run/finalizer";

public Result reconcile(Request request) {
    client.fetch(EventTracker.class, request.name()).ifPresent(eventTracker -> {
      if (ExtensionOperator.isDeleted(eventTracker)) {
// ... 省略删除逻辑
      }
      // 添加终结器
      ExtensionUtil.addFinalizers(post.getMetadata(), Set.of(FINALIZER_NAME));
      // ...此处省略之前的逻辑
      // 会在更新时将终结器的变更写入到数据库中
      client.update(eventTracker);
    });
}