利用 Init 容器、持续部署流水线、带 Kubernetes Job 的独立 Helm Chart 和自定义开发的 SQL 脚本执行器进行数据库迁移。
译自 Diving Deep into Database Migration on Kubernetes: A Comparative Study 。
在 Kubernetes 集群上部署应用程序时，数据库迁移是非常关键的一个方面。它可以确保数据库模式和数据与应用程序不断发展的需求保持同步。
在本博客中，我们将探索在 Kubernetes 环境中运行数据库迁移的各种方法。我们将讨论四种不同的方法：使用 init 容器、通过持续部署流水线运行迁移、创建一个独立的 helm chart 来通过 Kubernetes job 运行数据库迁移以及利用一个自定义开发的 SQL 脚本执行器。
我们已经将迁移脚本容器化，并使用 helm charts 进行了部署。每种方法都有其自身的优势和劣势，使您可以选择最适合您特定部署需求的选项。让我们详细讨论每种方法。
Init 容器是在主应用程序容器启动之前运行的容器。在数据库迁移的场景下，init 容器可以在部署应用程序容器之前执行迁移任务。这是最简单的方法，因为它只需要在部署 yaml 文件中进行少量更改。
- 隔离的迁移过程：使用 init 容器可以确保干净和隔离的迁移过程，独立于应用程序容器。
- 简化的部署清单：可以在同一部署清单中包含迁移任务，从而简化部署配置。
- 有限的灵活性：Init 容器主要用于一次性初始化任务，可能不太适合复杂的迁移场景。
- 增加的资源消耗：即使是为了迁移目的，运行额外的容器也会消耗额外的资源。
- 延迟反馈：由于 helm 的工作方式，部署总是会成功，不管 init 容器的状态如何。您需要实现额外的监控来验证部署是否成功。
持续部署流水线将数据库迁移过程集成到应用程序的 CI/CD 流水线中。流水线触发执行迁移所需的必要步骤。在数据库上执行迁移脚本需要连接参数，这些参数由流水线作为环境变量进行设置。
- 自动化和精简的过程：与 CI/CD 流水线的集成确保了自动化和一致的迁移执行。
- 版本控制：迁移脚本可以与应用程序代码一起进行版本控制，确保一致和可重现的部署。
- 复杂性：将数据库迁移纳入 CI/CD 流水线需要额外的配置和管理工作。
- 紧密耦合：如果应用程序和数据库迁移在部署方面紧密耦合，这可能会限制它们独立缩放和管理的灵活性。
- 数据库暴露：由于安全问题，生产数据库不太可能被允许向构建/发布工具公开，以便它可以连接到数据库。
- 凭据暴露：数据库连接参数将以纯文本的形式作为环境变量设置。这是一个安全问题。
使用独立的 Helm chart 来进行数据库迁移，利用了 Helm 的包管理功能。该 chart 包含一个 Kubernetes job，该 job 运行一个包含迁移脚本的镜像。从 Kubernetes 集群可以直接访问数据库的地方部署 helm chart。您不需要将数据库暴露给任何外部依赖项。
- 模块化和可重用性：独立的 Helm chart 允许模块化部署和跨不同环境或项目的重用。
- 配置灵活性：Helm charts 提供了灵活的配置选项，以定制每个部署的迁移过程。
- 隔离：数据库迁移被隔离在自己的 Helm release 中，确保与其他应用程序组件分离。
- 无数据库暴露：不需要将数据库暴露给集群网络之外，其中托管了应用程序。
- 学习曲线：使用 Helm 和创建独立图表可能需要学习曲线，特别是对于新接触 Helm 的团队。
- 管理开销：与其他方法相比，管理独立的 Helm 图表会增加一些管理开销。
- 凭据暴露：数据库连接参数将以纯文本的形式作为环境变量设置。这是一个安全问题。
在这种方法中，一个自定义开发的 SQL 脚本执行器被打包成一个容器镜像，并作为 Kubernetes job 进行部署。执行器可以连接到一个秘密存储来安全地检索数据库连接详细信息。这种方法是独立 helm chart 方法的扩展，但用自定义开发的数据库命令行实用程序替换标准的数据库命令行实用程序。它消除了将数据库连接参数设置为环境变量的要求。
- 灵活性和可扩展性：自定义执行器允许灵活性和定制以满足特定的迁移需求。
- 安全的连接处理：执行器可以从秘密存储中安全地检索数据库连接详细信息，减少凭据暴露的风险。
- 版本控制：在执行器镜像中包含迁移脚本可以实现版本控制，并确保一致的部署。
- 开发工作：开发和维护自定义执行器需要专门的开发工作。
- 镜像管理：随着时间的推移，管理执行器镜像及其更新和依赖项会变得具有挑战性。
- 可扩展性：资源密集型的迁移过程可能会影响 Kubernetes 集群的可扩展性或导致更长的部署时间。
当涉及在 Kubernetes 集群上运行数据库迁移时，各种方法都具有优势和权衡。请记住，没有一刀切的解决方案。评估项目的需求、资源和限制以确定最合适的方法是至关重要的。