第 39 篇 k8s之Helm 入门：包管理工具与 Chart

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在前面的文章中，我们手动编写了大量的 YAML 文件------Deployment、Service、ConfigMap、Secret、Ingress、PVC。每部署一个应用，就要创建好几个文件，手动 kubectl apply -f。如果是部署一套微服务，动辄几十上百个 YAML 文件，管理的复杂度直线上升。

更麻烦的是，当我们需要部署同一个应用的不同版本或不同环境（开发、测试、生产）时，往往需要复制粘贴 YAML 然后手动修改其中某些值（比如镜像标签、副本数、资源限制）。这种做法效率低、易出错。

Kubernetes 社区为了解决这个"应用包管理"的问题，推出了 Helm。它常被称为"Kubernetes 的 apt/yum"，因为它的核心功能正是：将一堆 K8s YAML 文件模板化、打包、版本化 ，实现一键部署/升级/回滚。这也是我们这一篇要深入探讨的内容。

今天这篇，我们就来认识 Helm，安装它，用它来一键部署我们熟悉的 WordPress，并把贯穿系列的 Flask + Redis 应用也搬上 Helm。

一、Helm 解决什么痛点？

回顾一下我们在前面的文章（如第 10 篇）中部署 Flask + Redis 应用时涉及到的 K8s 对象：

Flask Deployment（含探针、资源限制、ServiceAccount）
Flask Service（ClusterIP）
Redis Deployment（含 PVC）
Redis Service（ClusterIP）
ConfigMap（应用配置）
Secret（敏感信息）
Ingress（外部入口，含 TLS）
PersistentVolumeClaim（动态存储）

在裸 K8s 中，需要创建 8 个 YAML 文件（或写在一个文件里用 --- 分隔），然后 kubectl apply -f 挨个部署。

更麻烦的是，给生产环境部署时，可能需要修改：

镜像标签（2.0 → 3.0）
副本数（1 → 3）
域名（counter.example.com → counter.prod.internal）
TLS 证书名

如果用原始 YAML，只能手动修改或者借助 sed 脚本。而 Helm 提供了一套模板机制和值注入，让同一套模板能适配不同环境，同时记录每次部署的版本历史，方便回滚。

二、Helm 核心概念

在动手之前，先理清 Helm 的三个核心概念：

简单来说：

Chart 是"配方"------定义了这个应用需要哪些资源（Deployment、Service 等）。
Release 是"一道菜"------用 Chart 模板 + 特定环境的值（values.yaml）渲染出的具体实例。
Repository 是"食谱仓库"------存放了很多 Chart 可供搜索和下载。

当你运行 helm install my-release ./my-chart 时，Helm 把模板渲染成实际的 YAML，提交给 K8s API，并记录这个 Release 的版本。

三、安装 Helm

3.1 各平台安装

macOS：

Windows（推荐 winget）：

Linux：

bash 复制代码

curl https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/main/scripts/get-helm-3 | bash

3.2 验证安装

bash 复制代码

helm version
# version.BuildInfo{Version:"v3.16.0", GitCommit:"...", GitTreeState:"clean", GoVersion:"go1.22.5"}

Helm v3 是当前主推版本（2019 年发布），不需要在集群中安装 Tiller（v2 时代的服务端组件），所有操作通过 kubectl 上下文直接与 API Server 交互，更安全、更轻量。

四、使用官方 Chart 一键部署 WordPress

在动手写自己的 Chart 之前，先用官方仓库的 WordPress Chart 感受一下 Helm 的威力。

4.1 添加官方仓库并拉取 Chart

bash 复制代码

# 添加 Bitnami 仓库（维护了大量高质量 Chart）
helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami

# 更新本地仓库索引
helm repo update

# 搜索 WordPress
helm search repo wordpress
# NAME                    CHART VERSION   APP VERSION   DESCRIPTION
# bitnami/wordpress       23.1.0          6.6.2         WordPress is the world's most popular...

4.2 安装 WordPress

bash 复制代码

helm install my-wp bitnami/wordpress \
  --set wordpressUsername=admin \
  --set wordpressPassword=Admin123! \
  --set service.type=NodePort

输出：

bash 复制代码

NAME: my-wp
LAST DEPLOYED: Mon May 27 10:00:00 2025
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 1
NOTES:
1. Get the WordPress URL:
  export NODE_PORT=$(kubectl get --namespace default -o jsonpath="{.spec.ports[0].nodePort}" services my-wp-wordpress)
  export NODE_IP=$(kubectl get nodes --namespace default -o jsonpath="{.items[0].status.addresses[0].address}")
  echo "WordPress URL: http://$NODE_IP:$NODE_PORT/"

一条命令，Helm 帮我们完成了：部署 MariaDB（WordPress Chart 的默认依赖）、部署 WordPress、创建对应的 Service、ConfigMap、Secret、PVC。整个过程不超过 30 秒。

4.3 查看 Release

bash 复制代码

helm list
# NAME    NAMESPACE   REVISION   UPDATED                  STATUS     CHART
# my-wp   default     1          Mon May 27 10:00:00      deployed   wordpress-23.1.0

REVISION=1 表示这是第 1 次部署。每次 helm upgrade 都会增加版本号，方便后续回滚。

4.4 自定义参数

上面的 --set 可以在命令行覆盖默认值。更推荐的做法是创建自定义 values.yaml：

bash 复制代码

# custom-values.yaml
wordpressUsername: admin
wordpressPassword: Admin123!
service:
  type: NodePort
persistence:
  enabled: true
  size: 5Gi

bash 复制代码

helm upgrade my-wp bitnami/wordpress -f custom-values.yaml

4.5 卸载

bash 复制代码

helm uninstall my-wp
# release "my-wp" uninstalled

五、使用 Helm 部署贯穿案例：Flask + Redis

现在我们尝试用 Helm 来管理贯穿系列的 Flask + Redis 应用。

5.1 生成 Chart 骨架

bash 复制代码

helm create flask-redis-chart

查看生成的目录结构：

bash 复制代码

flask-redis-chart/
├── charts/            # 存放子 Chart（依赖）
├── templates/         # K8s YAML 模板文件
│   ├── deployment.yaml
│   ├── service.yaml
│   ├── hpa.yaml
│   ├── ingress.yaml
│   ├── serviceaccount.yaml
│   ├── NOTES.txt      # helm install 后显示的帮助信息
│   └── _helpers.tpl   # 模板辅助函数（宏）
├── Chart.yaml         # Chart 元数据
├── values.yaml        # 默认配置值
└── .helmignore

helm create 生成的是一个 Nginx 示例。我们需要把它改造成 Flask + Redis 应用。

5.2 修改 Chart.yaml

bash 复制代码

apiVersion: v2
name: flask-redis-chart
description: A Helm chart for Flask + Redis Counter App
type: application
version: 0.1.0
appVersion: "3.0"

version 是 Chart 自身的版本号。
appVersion 是应用（镜像）的版本号。

两者独立，方便 Chart 模板变更和应用镜像变更分开管理。

5.3 修改 values.yaml

bash 复制代码

# 镜像配置
image:
  repository: flask-redis-counter
  tag: "3.0"
  pullPolicy: IfNotPresent

# Flask 副本数
replicaCount: 3

# 服务配置
service:
  type: ClusterIP
  port: 5000

# Ingress 配置
ingress:
  enabled: true
  className: nginx
  hosts:
    - host: counter.example.com
      paths:
        - path: /
          pathType: Prefix
  tls:
    - secretName: counter-tls
      hosts:
        - counter.example.com

# 环境变量（ConfigMap）
config:
  FLASK_ENV: production
  LOG_LEVEL: info
  REDIS_HOST: redis-service
  REDIS_PORT: "6379"

# Redis 配置
redis:
  enabled: true
  image:
    repository: redis
    tag: alpine
  persistence:
    enabled: true
    size: 1Gi
    storageClass: standard
  service:
    name: redis-service
    port: 6379

5.4 编写模板文件

基于 templates/ 下的模板，引入 values 值。例如 deployment.yaml 核心片段：

bash 复制代码

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: {{ include "flask-redis-chart.fullname" . }}
spec:
  replicas: {{ .Values.replicaCount }}
  template:
    spec:
      containers:
        - name: flask
          image: "{{ .Values.image.repository }}:{{ .Values.image.tag }}"
          ports:
            - containerPort: {{ .Values.service.port }}
          env:
            - name: FLASK_ENV
              value: {{ .Values.config.FLASK_ENV | quote }}
            - name: LOG_LEVEL
              value: {{ .Values.config.LOG_LEVEL | quote }}

模板中的 {``{ .Values.xxx }} 是 Helm 的占位符语法。Helm 安装或升级时，会从 values.yaml（以及 --set 传入的值）中读取对应值并替换。

5.5 安装验证

bash 复制代码

# 进入 Chart 目录
cd flask-redis-chart

# 检查模板渲染结果（不实际部署）
helm install flask-counter . --dry-run --debug

# 正式部署
helm install flask-counter .

# 查看状态
helm list
kubectl get all -l app.kubernetes.io/instance=flask-counter

现在，Flask + Redis 这个贯穿案例就变成了一个 Helm Release，可以使用 helm upgrade、helm rollback 来管理。

5.6 升级与回滚

修改 values.yaml 或通过 --set 更新配置并升级：

bash 复制代码

helm upgrade flask-counter . --set replicaCount=5

查看历史版本：

bash 复制代码

helm history flask-counter
# REVISION   UPDATED                  STATUS        CHART
# 1          Mon May 27 10:00:00      superseded    flask-redis-chart-0.1.0
# 2          Mon May 27 10:05:00      deployed      flask-redis-chart-0.1.0

回滚到上一版本：

bash 复制代码

helm rollback flask-counter 1

六、常用 Helm 命令速查

七、本篇总结

Helm 的价值：将一组 K8s 资源打包为一个 Chart，实现模板化、参数化、版本化。一个 Chart 可以对应多个环境的值文件，消除复制粘贴和手动替换。
三大核心概念：Chart（应用包模板）、Release（一次部署实例）、Repository（Chart 仓库）。
两个实战：使用官方 WordPress Chart 体验一键部署完整应用栈；生成 Chart 骨架并将贯穿案例的 Flask + Redis 应用转换为 Helm Chart。
与裸 YAML 的对比 ：裸 YAML 是静态的，Helm 通过 values.yaml + --set 实现动态注入，每次 Release 都有版本记录可追溯和回滚。

本篇通过 Helm，应用部署从"文件堆砌"变成了"软件包管理"。虽然我们使用 helm create 生成了初始模板，但如果想真正掌握自定义 Chart 的编写技巧，还需要深入了解模板语法、流程控制以及 Chart 的发布与共享。下一篇------第 40 篇：编写自定义 Helm Chart------我们将学习从零构建一个 Chart，掌握模板语法，并把它发布到仓库中。

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