版本:v1.8

基础入门

从这一部分开始,我们会介绍 KubeVela 是如何基于 CUE 来实现抽象和扩展的。本节将主要介绍一些 CUE 的基础知识,如果你对 KubeVela 的核心概念还不了解也没有关系,对于那些想要快速了解 CUE 并做一些实践的读者,本节也同样适用。

KubeVela 将 CUE 作为应用交付核心依赖和扩展方式的原因如下:

  • CUE 本身就是为大规模配置而设计。 CUE 能够感知非常复杂的配置文件,并且能够安全地更改可修改配置中成千上万个对象的值。这非常符合 KubeVela 的目标,即以可编程的方式,去定义和交付生产级别的应用程序。
  • CUE 支持一流的代码生成和自动化。 CUE 原生支持与现有工具以及工作流进行集成,反观其他工具则需要自定义复杂的方案才能实现。例如,需要手动使用 Go 代码生成 OpenAPI 模式。KubeVela 也是依赖 CUE 该特性进行构建开发工具和 GUI 界面的。
  • CUE 与 Go 完美集成。 KubeVela 像 Kubernetes 系统中的大多数项目一样使用 GO 进行开发。CUE 已经在 Go 中实现并提供了丰富的 API。KubeVela 以 CUE 为核心实现 Kubernetes 控制器。借助 CUE,KubeVela 可以轻松处理数据约束问题。

更多细节请查看 The Configuration Complexity Curse 以及 The Logic of CUE 两篇文章。

请确保你的环境中已经安装如下命令行:

基础入门 - 图1警告

KubeVela 1.6.0 之前的版本使用 v0.2.2 版本的 CUE,KubeVela 1.6.0+ 使用 v0.5.0-alpha.1 版本的 CUE。请使用与你 KubeVela 版本相匹配的 CUE。

CUE 是 JSON 的超集, 我们可以像使用 JSON 一样使用 CUE,并具备以下特性:

  • C 语言风格的注释
  • 字段名称可以用双引号括起来,注意字段名称中不可以带特殊字符
  • 可选字段末尾是否有逗号
  • 允许数组中最后一个元素末尾带逗号
  • 外大括号可选

请先复制以下信息,保存为一个 first.cue 文件:

  1. a: 1.5
  2. a: float
  3. b: 1
  4. b: int
  5. d: [1, 2, 3]
  6. g: {
  7. h: "abc"
  8. }
  9. e: string

接下来,我们以上面这个文件为例子,来学习 CUE 命令行的相关指令:

  • 如何格式化 CUE 文件。(如果你使用 Goland 或者类似 JetBrains IDE, 可以参考该文章配置自动格式化插件 使用 Goland 设置 cuelang 的自动格式化。)

    该命令不仅可以格式化 CUE 文件,还能提示错误的模型,相当好用的命令。

    1. cue fmt first.cue
  • 如何校验模型。除了 cue fmt,你还可以使用 cue vet 来校验模型。

    1. $ cue vet first.cue
    2. some instances are incomplete; use the -c flag to show errors or suppress this message
    3. $ cue vet first.cue -c
    4. e: incomplete value string

    提示我们:这个文件里的 e 这个变量,有数据类型 string 但并没有赋值。

  • 如何计算/渲染结果。 cue eval 可以计算 CUE 文件并且渲染出最终结果。 我们看到最终结果中并不包含 a: floatb: int,这是因为这两个变量已经被计算填充。 其中 e: string 没有被明确的赋值, 故保持不变.

    1. $ cue eval first.cue
    2. a: 1.5
    3. b: 1
    4. d: [1, 2, 3]
    5. g: {
    6. h: "abc"
    7. }
    8. e: string
  • 如何指定渲染的结果。例如,我们仅想知道文件中 b 的渲染结果,则可以使用该参数 -e

    1. $ cue eval -e b first.cue
    2. 1
  • 如何导出渲染结果。 cue export 可以导出最终渲染结果。如果一些变量没有被定义执行该命令将会报错。

    1. $ cue export first.cue
    2. e: incomplete value string

    我们更新一下 first.cue 文件,给 e 赋值:

    1. a: 1.5
    2. a: float
    3. b: 1
    4. b: int
    5. d: [1, 2, 3]
    6. g: {
    7. h: "abc"
    8. }
    9. e: string
    10. e: "abc"

    然后,该命令就可以正常工作。默认情况下, 渲染结果会被格式化为 JSON 格式。

    1. $ cue export first.cue
    2. {
    3. "a": 1.5,
    4. "b": 1,
    5. "d": [
    6. 1,
    7. 2,
    8. 3
    9. ],
    10. "g": {
    11. "h": "abc"
    12. },
    13. "e": "abc"
    14. }
  • 如何导出 YAML 格式的渲染结果。

    1. $ cue export first.cue --out yaml
    2. a: 1.5
    3. b: 1
    4. d:
    5. - 1
    6. - 2
    7. - 3
    8. g:
    9. h: abc
    10. e: abc
  • 如何导出指定变量的结果。

    1. $ cue export -e g first.cue
    2. {
    3. "h": "abc"
    4. }

以上, 你已经学习完所有常用的 CUE 命令行指令。

在熟悉完常用 CUE 命令行指令后,我们来进一步学习 CUE 语言。

先了解 CUE 的数据类型。以下是它的基础数据类型:

  1. // float
  2. a: 1.5
  3. // int
  4. b: 1
  5. // string
  6. c: "blahblahblah"
  7. // array
  8. d: [1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]
  9. // bool
  10. e: true
  11. // struct
  12. f: {
  13. a: 1.5
  14. b: 1
  15. d: [1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]
  16. g: {
  17. h: "abc"
  18. }
  19. }
  20. // byte
  21. g: `byte`
  22. // null
  23. j: null

如何自定义 CUE 类型?使用 # 符号来指定一些表示 CUE 类型的变量。

  1. #abc: string

我们将上述内容保存到 second.cue 文件。 执行 cue export 不会报 #abc 是一个类型不完整的值。

  1. $ cue export second.cue
  2. {}

你还可以定义更复杂的自定义结构,比如:

  1. #abc: {
  2. x: int
  3. y: string
  4. z: {
  5. a: float
  6. b: bool
  7. }
  8. }

自定义结构在 KubeVela 中被广泛用于模块定义(X-Definitions)和进行验证。

下面,我们开始尝试利用刚刚学习到的知识,来定义 CUE 模版。

  1. 定义结构体变量 parameter.
  1. parameter: {
  2. name: string
  3. image: string
  4. }

保存上述变量到文件 deployment.cue.

  1. 定义更复杂的结构变量 template 同时引用变量 parameter.
  1. template: {
  2. apiVersion: "apps/v1"
  3. kind: "Deployment"
  4. spec: {
  5. selector: matchLabels: {
  6. "app.oam.dev/component": parameter.name
  7. }
  8. template: {
  9. metadata: labels: {
  10. "app.oam.dev/component": parameter.name
  11. }
  12. spec: {
  13. containers: [{
  14. name: parameter.name
  15. image: parameter.image
  16. }]
  17. }}}
  18. }

熟悉 Kubernetes 的你可能已经知道,这是 Kubernetes Deployment 的模板。 parameter 为模版的参数部分。

添加上述内容到文件 deployment.cue.

  1. 随后, 我们通过更新以下内容来完成变量赋值:
  1. parameter:{
  2. name: "mytest"
  3. image: "nginx:v1"
  4. }
  1. 最后, 导出渲染结果为 YAML 格式:
  1. $ cue export deployment.cue -e template --out yaml
  2. apiVersion: apps/v1
  3. kind: Deployment
  4. spec:
  5. selector:
  6. matchLabels:
  7. app.oam.dev/component: mytest
  8. template:
  9. metadata:
  10. labels:
  11. app.oam.dev/component: mytest
  12. spec:
  13. containers:
  14. - name: mytest
  15. image: nginx:v1

以上,你就得到了一个 Kubernetes Deployment 类型的模板。

  • 使用 (key) 的方式,可以将对象的值作为新的对象名。
  1. hello: "world"
  2. (hello): "world2"
  3. "my-\(hello)": "world3"

基础入门 - 图2警告

在 CUE v0.2.2 中,需要用 "\(hello)" 的方式来引用对象,在高版本的 CUE 中,可以被简化为 (hello)

  • 设计开放的结构体和数组。如果在数组或者结构体中使用 ...,则说明该对象为开放的。

    • 数组对象 [...string] ,说明该对象可以容纳多个字符串元素。 如果不添加 ..., 该对象 [string] 说明数组只能容纳一个类型为 string 的元素。
    • 如下所示的结构体说明可以包含未知字段。

      1. {
      2. abc: string
      3. ...
      4. }
  • 使用运算符 | 来表示两种类型的值。如下所示,变量 a 表示类型可以是字符串或者整数类型。

  1. a: string | int
  • 使用符号 * 定义变量的默认值。通常它与符号 | 配合使用, 代表某种类型的默认值。如下所示,变量 a 类型为 int,默认值为 1
  1. a: *1 | int
  • 让一些变量可被选填。 某些情况下,一些变量不一定被使用,这些变量就是可选变量,我们可以使用 ?: 定义此类变量。 如下所示, a 是可选变量, 自定义 #my 对象中 xz 为可选变量, 而 y 为必填字段。

基础入门 - 图3警告

注意,?:* 不可同时使用,如果已经指定了某变量为可选变量,那么它的默认值就不再生效。

  1. a ?: int
  2. #my: {
  3. x ?: string
  4. y : int
  5. z ?:float
  6. }

选填变量可以被跳过,这经常和条件判断逻辑一起使用。 具体来说,如果某些字段不存在,则 CUE 语法为 if _variable_!= _ | _ ,如下所示:

  1. parameter: {
  2. name: string
  3. image: string
  4. config?: [...#Config]
  5. }
  6. output: {
  7. ...
  8. spec: {
  9. containers: [{
  10. name: parameter.name
  11. image: parameter.image
  12. if parameter.config != _|_ {
  13. config: parameter.config
  14. }
  15. }]
  16. }
  17. ...
  18. }
  • 使用运算符 & 来运算两个变量。
  1. a: *1 | int
  2. b: 3
  3. c: a & b

保存上述内容到 third.cue 文件。

你可以使用 cue eval 来验证结果:

  1. $ cue eval third.cue
  2. a: 1
  3. b: 3
  4. c: 3
  • 需要执行条件判断。当你执行一些级联操作时,不同的值会影响不同的结果,条件判断就非常有用。 因此,你可以在模版中执行 if..else 的逻辑。
  1. price: number
  2. feel: *"good" | string
  3. // Feel bad if price is too high
  4. if price > 100 {
  5. feel: "bad"
  6. }
  7. price: 200

保存上述内容到 fourth.cue 文件。

你可以使用 cue eval 来验证结果:

  1. $ cue eval fourth.cue
  2. price: 200
  3. feel: "bad"

另一个示例是将布尔类型作为参数。

  1. parameter: {
  2. name: string
  3. image: string
  4. useENV: bool
  5. }
  6. output: {
  7. ...
  8. spec: {
  9. containers: [{
  10. name: parameter.name
  11. image: parameter.image
  12. if parameter.useENV == true {
  13. env: [{name: "my-env", value: "my-value"}]
  14. }
  15. }]
  16. }
  17. ...
  18. }
  • 使用 For 循环。 我们为了避免减少重复代码,常常使用 For 循环。

    • 映射遍历。

      1. parameter: {
      2. name: string
      3. image: string
      4. env: [string]: string
      5. }
      6. output: {
      7. spec: {
      8. containers: [{
      9. name: parameter.name
      10. image: parameter.image
      11. env: [
      12. for k, v in parameter.env {
      13. name: k
      14. value: v
      15. },
      16. ]
      17. }]
      18. }
      19. }
    • 类型遍历。

      1. #a: {
      2. "hello": "Barcelona"
      3. "nihao": "Shanghai"
      4. }
      5. for k, v in #a {
      6. "\(k)": {
      7. nameLen: len(v)
      8. value: v
      9. }
      10. }
    • 切片遍历。

      1. parameter: {
      2. name: string
      3. image: string
      4. env: [...{name:string,value:string}]
      5. }
      6. output: {
      7. ...
      8. spec: {
      9. containers: [{
      10. name: parameter.name
      11. image: parameter.image
      12. env: [
      13. for _, v in parameter.env {
      14. name: v.name
      15. value: v.value
      16. },
      17. ]
      18. }]
      19. }
      20. }
      • 循环内使用条件判断
      1. parameter: [
      2. {
      3. name: "empty"
      4. }, {
      5. name: "xx1"
      6. },
      7. ]
      8. dataFrom: [ for _, v in parameter {
      9. if v.name != "empty" {
      10. name: v.name
      11. }
      12. }]

      结果是:

      1. cue eval ../blog/a.cue -e dataFrom
      2. [{}, {
      3. name: "xx1"
      4. }]
      • 将条件判断作为循环的条件
      1. parameter: [
      2. {
      3. name: "empty"
      4. }, {
      5. name: "xx1"
      6. },
      7. ]
      8. dataFrom: [ for _, v in parameter if v.name != "empty" {
      9. name: v.name
      10. }]

      结果是:

      1. cue eval ../blog/a.cue -e dataFrom
      2. [{
      3. name: "xx1"
      4. }]

另外,可以使用 "\( _my-statement_ )" 进行字符串内部计算,比如上面类型循环示例中,获取值的长度等等操作。

CUE 有很多 internal packages 可以被 KubeVela 使用,这样可以满足更多的开发需求。

比如,使用 strings.Join 方法将字符串数组拼接成字符串。

  1. import ("strings")
  2. parameter: {
  3. outputs: [{ip: "1.1.1.1", hostname: "xxx.com"}, {ip: "2.2.2.2", hostname: "yyy.com"}]
  4. }
  5. output: {
  6. spec: {
  7. if len(parameter.outputs) > 0 {
  8. _x: [ for _, v in parameter.outputs {
  9. "\(v.ip) \(v.hostname)"
  10. }]
  11. message: "Visiting URL: " + strings.Join(_x, "")
  12. }
  13. }
  14. }

至此,你已经学会了基础的 CUE 知识,如果你还想了解更多的 CUE 实践细节,可以参考其官方文档

在本部分接下来的章节里,我们会开始介绍 KubeVela 如何使用 CUE 像胶水一样衔接不同的资源,请确保你对 KubeVela 的核心概念有所了解。

Last updated on 2023年5月6日 by Tianxin Dong