图解kubernetes中的api多版本中反序列化与转换

在之前的文章中分析过kubernetes是如何进行多版本管理中提到了一个关键的设计解码器, 负责将请求对象反序列化成一个具体的数据模型，今天一起来了解下其内部是如何实现多版本管理、转换的设计要点

1.版本化管理的关键设计

1.1 从拓扑转换到星状转换

在通常的web开发中更多的时候，大家都是断代向前兼容更新，大多数情况下当版本更新之后会独立演进，如果要在多版本之间转换通常则会出现如下的情况

如果我们要为每个版本都去适配其他所有的版本，则复杂度会指数级上升，而在kubernetes中则通过一个内部版本的设计来进行解决，内部版本是一个稳定的版本，所有的版本都只针对目标版本来进行转换的实现，而不关注其他版本

1.2 兼容设计之转换

那如果谋个版本需要独立的演进，或者增设一些新的字段，修改字段名称等破坏性更新的时候，则就需要一种转换机制，负责在当前版本和内部版本之间来进行字段或者数据的转换

1.3 转换的最终之反射

转换其实核心目标是完成从目标对象的字段中获取数据，然后经过一系列操作最终为目标对象的对应的字段进行赋值操作，要完成该操作，则就需要借助反射来实现，通过枚举字段，来获取对应的转换函数，执行转换函数，完成目标赋值

2. 关键设计的实现

为了实现上面的方案，kubernetes中设计了如下组件：Scheme(负责各个版本的注册和管理)、Convert(转换实现)、Serializer(实现对应版本的反序列化)，让我们依次看下其关键设计

2.1 Convert

Convert实现从一个目标对象到另外一个目标对象的转换, 为了实现这种转换，kubernetes里面主要是借助反射和不同版本的转换函数来共同完成

1.首先我们通过目标函数来获取对应的属性字段，然后针对该字段进行计算赋值操作

2.如果发现对应的字段需要来转换，则会调用对应的转换函数来进行赋值操作，如果不需要转换则会直接通过反射来进行赋值

2.2 外部版本到内部版本的转换

在构建rest接口的时候，每个rest接口都会持有一个生成当前版本对象的构造函数，当请求进入之后，会首先通过目标版本获取对应的decoder

decoder会利用当前的GroupVersionKind来进行第一步解析，首先将字节数组解析成当前版本，然后在解析成目标对象之后，又会根据目标版本进行转换

2.3 Scheme

Scheme负责各个资源版本的统一注册和管理，为其他组件提供根据GVK来获取对应的资源对象，也提供通过资源对象获取版本等操作，内部还持有convert对象，包装了源对象到目标对象的转换操作

Scheme对象是一个复合的数据结构，其实现了多种结果，诸如typer、defaulter、creater等,很多地方都是通过直接传递scheme来进行对应的参数的填充, 其内部关键数据结构如下

GVK与资源类型的映射，以及当前资源类型支持哪些GVK

gvkToType map[schema.GroupVersionKind]reflect.Type

    typeToGVK map[reflect.Type][]schema.GroupVersionKind

则创建对象的时候可以直接通过New来实例化对应的对象

func (s *Scheme) New(kind schema.GroupVersionKind) (Object, error) {
    if t, exists := s.gvkToType[kind]; exists {
        // 利用反射来创建对象
        return reflect.New(t).Interface().(Object), nil
    }
    // 省略相关代码
}

默认初始化函数

defaulterFuncs map[reflect.Type]func(interface{})

根据对应的类型来完成初始化操作

func (s *Scheme) Default(src Object) {
    if fn, ok := s.defaulterFuncs[reflect.TypeOf(src)]; ok {
        fn(src)
    }
}

提供转换函数注册接口, 注册到convert中

func (s *Scheme) AddConversionFunc(a, b interface{}, fn conversion.ConversionFunc) error {
    return s.converter.RegisterUntypedConversionFunc(a, b, fn)
}

3.学习总结

实现上无疑是复杂的作为一个工业设计有很多需要care的边缘情况，剖丝抽茧每个人看到的都不一样，这可能就是源码阅读的乐趣，从上面可以看到核心其实就三个点：将HTTP数据反序列化成为当前URL的资源对象，然后目标资源对象进行初始化默认值函数的执行，最后通过convert来处理不同版本之间的差异，最后统一操作内部版本，好了今天就到这了，希望对大家有所帮助