Spring Boot 容器化：Docker+K8s 部署最佳实践

古城小栈2025-12-24 12:05

在微服务架构盛行的当下，Spring Boot 因简化开发、快速迭代的特性成为主流开发框架。而容器化部署（Docker）与编排（K8s）则解决了微服务部署中的环境一致性、弹性伸缩、故障自愈等核心问题。本文将从实践出发，详细讲解 Spring Boot 应用从 Docker 镜像构建到 K8s 部署的完整流程，包含可直接复用的示例代码，并拓展镜像优化、K8s 进阶配置等实用技巧，帮助开发者快速掌握容器化部署的最佳实践。

一、前置知识与环境准备

在开始实践前，需确保本地环境已完成以下工具的安装与配置，避免后续操作中出现环境兼容问题：

  • JDK 8+：Spring Boot 应用开发与运行基础，需配置 JAVA_HOME 环境变量

  • Maven/Gradle：项目构建工具，本文以 Maven 为例

  • Docker：容器化核心工具，支持镜像构建与容器运行（Windows 建议使用 WSL2 后端，Mac 直接安装 Docker Desktop）

  • K8s 集群：用于应用编排，本地可使用 Minikube、Kind 或 Docker Desktop 内置的 K8s；生产环境建议使用云厂商集群（阿里云 ACK、腾讯云 TKE 等）

  • kubectl：K8s 命令行工具，用于与 K8s 集群交互，需配置集群访问权限（~/.kube/config）

验证环境：执行 docker --version、kubectl cluster-info 命令，若输出正常则说明环境配置完成。

二、Spring Boot 示例项目搭建

为简化演示，我们搭建一个基础的 Spring Boot Web 项目，提供一个测试接口，用于后续容器化验证。

2.1 项目初始化（使用 Spring Initializr）

访问 Spring Initializr，配置如下：

  • Project：Maven Project

  • Language：Java

  • Spring Boot：2.7.x（稳定版）

  • Dependencies：Spring Web（核心依赖，用于提供 Web 接口）

下载项目后解压，导入 IDE（IntelliJ IDEA 或 Eclipse）。

2.2 编写测试接口

在项目包下创建 controller 目录，新增 HelloController.java 类，提供一个简单的 GET 接口：

java 复制代码 
package com.example.springbootdocker.controller;

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

/**
 * 测试接口控制器
 */
@RestController
@RequestMapping("/api")
public class HelloController {

    /**
     * 测试接口：返回容器化部署成功信息
     * @return 字符串响应
     */
    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        return "Spring Boot 容器化部署成功！Docker + K8s 最佳实践";
    }
}

2.3 本地测试项目

运行项目主启动类 SpringBootDockerApplication.java，启动成功后，访问 http://localhost:8080/api/hello，若能正常返回响应内容，则说明项目搭建无误。

三、Docker 构建 Spring Boot 镜像（核心步骤）

Docker 镜像作为容器的模板，是容器化部署的基础。构建 Spring Boot 镜像的核心是编写 Dockerfile，定义镜像的构建流程。本节将讲解两种常用的构建方式：基础构建法与多阶段构建法（推荐，可减小镜像体积）。

3.1 基础构建法（适合入门）

3.1.1 编写 Dockerfile

在项目根目录下创建Dockerfile 文件（无后缀），内容如下，每一行都附带详细注释：

dockerfile 复制代码 
### 第一步：指定基础镜像（Java 运行环境）
# 选择 openjdk 8 镜像（与项目 JDK 版本一致），alpine 版本体积更小
FROM openjdk:8-jre-alpine

### 第二步：设置工作目录（容器内的目录，类似本地的工作文件夹）
WORKDIR /app

### 第三步：复制本地构建好的 Jar 包到容器内
# 注意：此处 Jar 包名称需与 Maven 构建后的名称一致（可在 pom.xml 中配置固定名称）
# 格式：COPY 本地文件路径 容器内目标路径
COPY target/spring-boot-docker-0.0.1-SNAPSHOT.jar app.jar

### 第四步：暴露容器端口（仅声明，不实际映射，用于文档说明）
# 与 Spring Boot 项目配置的 server.port 一致（默认 8080）
EXPOSE 8080

### 第五步：设置容器启动命令（运行 Jar 包）
# ENTRYPOINT 用于指定容器启动的固定命令，不可被覆盖
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "app.jar"]

3.1.2 配置 Maven 固定 Jar 包名称

默认情况下，Maven 构建的 Jar 包名称包含版本号和 SNAPSHOT 后缀，不利于 Dockerfile 中统一引用。可在pom.xml 中添加配置，固定 Jar 包名称：

xml 复制代码 
<build>
    &lt;finalName&gt;spring-boot-app&lt;/finalName&gt;  <!-- 固定 Jar 包名称为 spring-boot-app.jar -->
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
        </plugin>
    </plugins>
</build>

3.1.3 构建 Docker 镜像

首先使用 Maven 构建项目，生成 Jar 包：

bash 复制代码 
mvn clean package -Dmaven.test.skip=true  # 跳过测试，快速构建

构建成功后，项目根目录的 target 文件夹下会生成 spring-boot-app.jar 文件。接着执行 Docker 构建命令：

bash 复制代码 
# 格式：docker build -t 镜像名称:版本号 构建上下文路径（. 表示当前目录）
docker build -t spring-boot-app:v1.0 .

构建完成后，执行 docker images 命令，若能看到 spring-boot-app:v1.0 镜像，则说明构建成功。

3.1.4 本地运行 Docker 容器验证

使用构建好的镜像启动容器，映射本地端口 8080 到容器端口 8080：

bash 复制代码 
docker run -d -p 8080:8080 --name spring-boot-container spring-boot-app:v1.0

参数说明：

  • -d：后台运行容器

  • -p 8080:8080：端口映射，格式为 本地端口:容器端口

  • --name：指定容器名称，便于后续管理

验证：访问 http://localhost:8080/api/hello，若返回正常响应，说明容器运行无误。可通过 docker logs spring-boot-container 查看容器运行日志。

3.2 多阶段构建法（推荐，镜像瘦身）

基础构建法存在一个问题：构建过程依赖本地已构建好的 Jar 包，且若本地环境与构建环境不一致，可能导致镜像构建失败。多阶段构建法可在 Dockerfile 中完成 "项目构建 → 生成 Jar 包 → 构建运行镜像" 的全流程，且能大幅减小镜像体积（仅保留运行所需的 JRE 环境，删除构建依赖）。

3.2.1 编写多阶段 Dockerfile

dockerfile 复制代码 
### 第一阶段：构建阶段（使用 Maven 镜像构建项目，生成 Jar 包）
FROM maven:3.6.3-openjdk-8 AS build  # 命名为 build 阶段，后续可引用
WORKDIR /project
COPY pom.xml .  # 先复制 pom.xml，利用 Docker 缓存机制（依赖不变时无需重新下载）
COPY src ./src  # 复制项目源码
RUN mvn clean package -Dmaven.test.skip=true  # 构建项目，生成 Jar 包到 target 目录

### 第二阶段：运行阶段（使用轻量的 JRE 镜像，仅保留运行所需文件）
FROM openjdk:8-jre-alpine
WORKDIR /app
# 从构建阶段复制 Jar 包到当前阶段（仅复制最终产物，减小镜像体积）
COPY --from=build /project/target/spring-boot-app.jar app.jar
EXPOSE 8080
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "app.jar"]

优势说明：多阶段构建的镜像体积通常比基础构建法小 50% 以上（Maven 镜像约 800MB，JRE 镜像仅 100MB 左右），更适合生产环境部署。

3.2.2 构建并验证多阶段镜像

bash 复制代码 
docker build -t spring-boot-app:v2.0 .  # 构建多阶段镜像，版本号设为 v2.0
docker run -d -p 8081:8080 --name spring-boot-container-v2 spring-boot-app:v2.0

访问 http://localhost:8081/api/hello，验证容器运行正常。执行 docker images 对比 v1.0 和 v2.0 镜像体积，可明显看到 v2.0 更小。

四、K8s 部署 Spring Boot 应用（最佳实践）

Docker 解决了 "打包镜像" 的问题，而 K8s 则解决了 "镜像编排" 的问题（如多实例部署、负载均衡、故障自愈、弹性伸缩等）。本节将讲解 K8s 部署的核心资源（Deployment、Service），并提供完整的 YAML 配置文件。

4.1 K8s 核心资源说明

部署 Spring Boot 应用需用到两个核心资源：

  • Deployment：用于管理 Pod（K8s 最小部署单元，包含一个或多个容器），支持创建、更新、回滚 Pod，实现故障自愈（Pod 异常时自动重启）和扩缩容。

  • Service：用于暴露 Pod 对外访问，解决 Pod 动态变化（IP 不固定）的问题。通过 Service 可实现负载均衡（分发请求到多个 Pod 实例）。

4.2 编写 Deployment YAML 配置

在项目根目录下创建 deployment.yaml 文件，内容如下（附带详细注释）：

yaml 复制代码 
apiVersion: apps/v1  # API 版本（Deployment 属于 apps 组，v1 为稳定版）
kind: Deployment     # 资源类型：Deployment
metadata:
  name: spring-boot-deploy  # Deployment 名称
  labels:
    app: spring-boot-app    # 标签：用于关联 Service 和 Pod
spec:
  replicas: 2  # 部署的 Pod 实例数量（生产环境建议至少 2 个，保证高可用）
  selector:
    matchLabels:
      app: spring-boot-app  # 选择器：匹配带有 app=spring-boot-app 标签的 Pod
  template:
    metadata:
      labels:
        app: spring-boot-app  # Pod 标签：必须与 selector.matchLabels 一致
    spec:
      containers:
      - name: spring-boot-container  # 容器名称
        image: spring-boot-app:v2.0  # 容器镜像（本地镜像，若为集群需推送至镜像仓库）
        ports:
        - containerPort: 8080  # 容器暴露的端口（与 Spring Boot 端口一致）
        resources:  # 资源限制（避免单个 Pod 占用过多资源，影响其他应用）
          requests:  # 最小资源需求（K8s 调度时确保节点有足够资源）
            cpu: "100m"  # 100m = 0.1 CPU
            memory: "256Mi"  # 256MB 内存
          limits:  # 最大资源限制（超出则会被 K8s 限制或终止）
            cpu: "500m"
            memory: "512Mi"
        livenessProbe:  # 存活探针（检测容器是否存活，失败则重启容器）
          httpGet:
            path: /actuator/health  # Spring Boot Actuator 健康检查接口（需添加依赖）
            port: 8080
          initialDelaySeconds: 60  # 容器启动后延迟 60 秒开始探测
          periodSeconds: 10  # 探测间隔 10 秒
        readinessProbe:  # 就绪探针（检测容器是否就绪，失败则移除 Service 转发）
          httpGet:
            path: /actuator/health
            port: 8080
          initialDelaySeconds: 30
          periodSeconds: 5

4.2.1 添加 Spring Boot Actuator 依赖

上述配置中使用了 /actuator/health 健康检查接口，需在 pom.xml 中添加 Actuator 依赖：

xml 复制代码 
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>

并在 application.yml 中配置 Actuator 暴露健康检查接口：

yaml 复制代码 
management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: health  # 暴露 health 接口（默认仅暴露 /actuator/health）
  endpoint:
    health:
      show-details: always  # 显示健康检查详细信息（开发环境用，生产环境建议关闭）

重新构建镜像（docker build -t spring-boot-app:v2.0 .），确保健康检查接口可用。

4.3 编写 Service YAML 配置

创建 service.yaml 文件，用于暴露 Deployment 管理的 Pod 对外访问，配置如下：

yaml 复制代码 
apiVersion: v1  # API 版本（Service 属于核心组，v1 为稳定版）
kind: Service  # 资源类型：Service
metadata:
  name: spring-boot-service  # Service 名称
spec:
  type: NodePort  # Service 类型：NodePort（适合测试环境，暴露节点端口供外部访问）
  # type: LoadBalancer  # 生产环境推荐使用，云厂商会自动创建负载均衡器
  selector:
    app: spring-boot-app  # 选择器：匹配带有 app=spring-boot-app 标签的 Pod（与 Deployment 一致）
  ports:
  - port: 8080  # Service 暴露的端口（集群内部访问端口）
    targetPort: 8080  # 目标端口（Pod 中容器暴露的端口，与 Deployment 一致）
    nodePort: 30080  # 节点端口（外部访问端口，范围：30000-32767，可自定义）

注意：NodePort 类型仅适合测试环境，生产环境建议使用 LoadBalancer 类型（云厂商提供）或 Ingress（统一入口管理）。

4.4 执行 K8s 部署

4.4.1 部署 Deployment 和 Service

使用 kubectl apply 命令执行部署（需确保 K8s 集群正常运行）：

bash 复制代码 
kubectl apply -f deployment.yaml  # 部署 Deployment
kubectl apply -f service.yaml     # 部署 Service

4.4.2 查看部署状态

执行以下命令查看部署状态，确认所有资源正常运行：

bash 复制代码 
kubectl get deployments  # 查看 Deployment 状态（READY 应为 2/2，代表 2 个 Pod 就绪）
kubectl get pods         # 查看 Pod 状态（STATUS 应为 Running）
kubectl get services     # 查看 Service 状态（确认 NodePort 为 30080）

若 Pod 状态异常，可通过 kubectl describe pod <pod名称> 查看详细日志，排查问题（常见问题：镜像拉取失败、端口占用、健康检查失败等）。

4.4.3 验证应用访问

本地环境（Minikube/Kind/Docker Desktop K8s）：直接访问 http://localhost:30080/api/hello，若返回响应内容，则说明部署成功。

集群环境（云厂商）：访问 http://<节点IP>:30080/api/hello（需确保节点 30080 端口对外开放）。

五、关键拓展：镜像优化与 K8s 进阶配置

本节将拓展一些实用技巧，帮助优化容器化部署效果，适配生产环境需求。

5.1 Docker 镜像优化技巧

  • 使用更轻量的基础镜像 ：优先选择 alpine 版本（如 openjdk:8-jre-alpine），或使用 Distroless 镜像（仅包含应用和运行时依赖，体积更小，安全性更高）。

  • 清理构建残留 ：多阶段构建中，在构建阶段清理 Maven 依赖缓存（如 RUN mvn clean package && rm -rf ~/.m2），减小构建阶段镜像体积。

  • 镜像分层缓存：Dockerfile 中，将不变的内容（如复制 pom.xml、下载依赖）放在前面，变化的内容（如复制源码、构建项目）放在后面，利用 Docker 分层缓存机制，加速镜像构建。

  • 使用非 root 用户运行容器 ：默认情况下，容器以 root 用户运行，存在安全风险。可在 Dockerfile 中创建普通用户，切换用户运行容器：
    # 在运行阶段添加以下配置 RUN addgroup -S appgroup && adduser -S appuser -G appgroup # 创建用户组和用户 USER appuser # 切换为普通用户运行容器

5.2 K8s 进阶配置技巧

  • 配置 ConfigMap 和 Secret ：将 Spring Boot 配置文件（application.yml）或敏感信息（数据库密码、密钥）存储在 K8s ConfigMap/Secret 中，避免硬编码到镜像中，实现配置动态更新。

    示例（ConfigMap 存储 application.yml）：apiVersion: v1 kind: ConfigMap metadata: name: spring-boot-config data: application.yml: | server: port: 8080 management: endpoints: web: exposure: include: health 在 Deployment 中挂载 ConfigMap：spec: template: spec: containers: - name: spring-boot-container image: spring-boot-app:v2.0 volumeMounts: - name: config-volume mountPath: /app/config # 挂载路径（Spring Boot 会自动读取 config 目录下的配置） volumes: - name: config-volume configMap: name: spring-boot-config # 关联 ConfigMap 名称

  • 实现弹性伸缩 ：通过 K8s HPA（Horizontal Pod Autoscaler）实现 Pod 弹性伸缩，根据 CPU 使用率或自定义指标自动增减 Pod 实例数量：

    `apiVersion: autoscaling/v2

    kind: HorizontalPodAutoscaler

    metadata:

    name: spring-boot-hpa

    spec:

    scaleTargetRef:

    apiVersion: apps/v1

    kind: Deployment

    name: spring-boot-deploy # 关联 Deployment 名称

    minReplicas: 2 # 最小 Pod 数量

    maxReplicas: 10 # 最大 Pod 数量

    metrics:

    • type: Resource
      resource:
      name: cpu
      target:
      type: Utilization
      averageUtilization: 70 # CPU 使用率超过 70% 时自动扩容
      `

  • 配置日志收集 ：生产环境需统一收集容器日志，推荐使用 ELK 栈（Elasticsearch + Logstash + Kibana）或云厂商日志服务。可在 Deployment 中配置日志输出路径，挂载日志卷，便于日志收集：
    spec: template: spec: containers: - name: spring-boot-container image: spring-boot-app:v2.0 volumeMounts: - name: log-volume mountPath: /app/logs # 日志输出路径 volumes: - name: log-volume emptyDir: {} # 临时目录（生产环境建议使用 PersistentVolume 持久化）

六、总结

本文详细讲解了 Spring Boot 应用容器化部署的完整流程：从基础环境准备、示例项目搭建，到 Docker 镜像构建（基础构建法与多阶段构建法），再到 K8s 核心资源（Deployment、Service）的部署与验证，最后拓展了镜像优化、K8s 进阶配置等实用技巧。通过本文的实践，开发者可快速掌握 Docker+K8s 部署 Spring Boot 应用的最佳实践，解决环境一致性、弹性伸缩、故障自愈等核心问题。

在实际生产环境中，还需结合业务需求，进一步优化配置（如使用 Ingress 统一入口、配置监控告警、实现 CI/CD 自动部署等），提升应用的可用性和可维护性。希望本文能为开发者的容器化实践提供有力的参考和帮助。

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