2024程序员容器化上云之旅-第2集-Ubuntu-WSL2-Windows11版：接近深洞

故事梗概

Java程序员马意浓在互联网公司维护老旧电商后台系统。

渴望学习新技术的他在工作中无缘Docker。

他开始自学Vue3并使用SpringBoot3完成了一个前后端分离的Web应用系统，并打算将其用Docker容器化后用K8s上云。

3 挑选工具

马意浓画好架构图后，就开始为这次技能升级之旅挑选工具。

他深知，Docker诞生于Linux操作系统。而部署容器的生产环境，也通常使用Linux。

为了使本地测试更接近生产环境，他需要在本地配备一套Linux系统，以测试所开发的容器化应用程序。

此外，他常用的编程和办公软件都在Windows上运行。

✅因此，WSL2成为了唯一能同时兼顾Windows上的编程和办公软件，以及在Linux上部署容器化应用的解决方案。

他有一台旧Windows 10笔记本电脑。i5的4核CPU。

原本的内存是8GB，后来在维修中心将其扩展到了20GB。

但跑起程序来，还是感觉慢。

他于是设法搞到了一台新一点的Windows 11迷你主机。i7的14核CPU。内存32GB。

新机器使用起来感觉流畅多了。如图1。

图1 Windows 11新机器使用起来感觉流畅多了

Windows11主机选好后，他发现上面自带WSL2。于是他在PowerShell终端窗口，运行命令wsl --install。系统默认安装了Ubuntu。

他运行命令wsl --list --verbose，列出WSL2目前所以已经安装好的Linux的发行版distro。

屏幕显示有一个名为Ubuntu的distro已经安装好，并且VERSION是2。这表明它是WSL2版本。

他在PowerShell窗口，用鼠标点击右上方加号右边的下箭头，调出一个下拉菜单。

他从中选择了Ubuntu。这样就打开了刚刚安装好的Ubuntu的终端窗口。

接着他输入Ubuntu系统版本号查询命令cat /etc/issue。系统显示22.04.3 LTS。

这表示他已经拥有了一套用于部署容器化应用的Linux系统。

他在learning.oreilly.com图书订阅网站上，找来Stuart Leeks在2020年出版的Windows Subsystem for Linux 2 (WSL 2) Tips, Tricks, and Techniques一书，快速了解了WSL2的用法。

读了这本书，他领悟到，WSL2中的Ubuntu，不仅可以当做部署容器化应用的测试环境，更可以配合Windows 11上现成的vscode等开发工具，成为一个开发环境。

喜欢开源软件的马意浓，很喜欢在Ubuntu上进行编程。

WSL2上的Ubuntu，让他能感受到孙悟空找到如意金箍棒的快意。他的精神为之一振。

他现在需要在Ubuntu上安装git、jdk、node.js和npm这些工具。

❌比较直接的安装方法，就是分别去这些工具的官网，下载最新的安装包，进行安装。

但马意浓知道，这种方法，只能爽一时。

当遇到一些老旧项目，需要在同一工具新旧多个版本间切换时，就比较麻烦。

比如jdk从2017年之后，版本升级就从过去的几年一次，变成半年一次。

马意浓在工作中所维护的老旧系统，前一阵IT部门好不容易从jdk6升级到jdk8。

他之前那台Windows 10的笔记本电脑，就是从Oracle官网上找到jdk8的下载页面，下载安装包，然后解压并安装的。

既然要技能升级，jdk就要使用2024年主流版本17。

如果还是使用老办法，那就得再从官网下载并安装jdk17。

然后手工在Settings的Environment Variables里修改JAVA_HOME和PATH环境变量，以便从jdk11切换到jdk17。

要是想再回到老旧项目的jdk8，又得做一通手工环境变量修改。这太麻烦了。

该如何应对上面的场景？马意浓决定先问一下AIGC。

✅AIGC回答：【可以使用包管理器来解决开发工具版本切换的问题。】

【在Ubuntu操作系统中，可以用apt来安装git。】

【用sdkman来安装不同版本的jdk。】

【用nvm来安装不同版本的node.js和npm】

3.1 挑好PowerShell

马意浓知道，编程离不开命令行工具。

他打开Windows 11默认自带的命令行工具PowerShell，并在里面敲入命令$PSVersionTable.PSVersion。

屏幕显示PowerShell的版本是5.1。

他去网上搜了一下，得知现在的PowerShell的最新版本是7.4.1。

他想，既然PowerShell是微软制作的，那么在Windows 11的Microsoft Store里应该能找到最新版本。

✅果然，他在Microsoft Store里成功安装了7.4.1版的PowerShell。

3.2 挑好git

他打算用apt来安装最新版的git。

不过在安装之前，他想看看Ubuntu系统是否已经自带了git。

他运行命令git --version，屏幕显示git version 2.34.1。

他上网查了一下目前最新的git版本，是2024年2月13日发布的版本2.34.2。

他想试试能否通过apt将git升级到2.34.2。

在升级之前，他先运行命令sudo apt update，让apt了解目前所能提供的最新的包的版本号。

然后他运行命令sudo apt install --only-upgrade git，来试图升级git。

屏幕提示git is already the newest version (1:2.34.1-1ubuntu1.10)。

看来apt的包库还没更新到2.34.2最新版。不过2.34.1也足够好了。

3.3 克隆代码

✅有了git，马意浓于是进入到一个保存源代码的文件夹，运行git clone命令。

他把之前写好的前后端分离的Shopping List Web App源代码，从github的wubin28账号下的名为shopping-list-web-app-2024-for-wsl2的代码库，克隆到本地电脑。

（因为众所周知的原因，本系列文章不会包含外部恋街。如你需要可以在留言区留言。）

克隆好代码后，马意浓在Ubuntu终端窗口里，进入项目文件夹shoppling-list-web-app-2024-for-wsl2。

3.4 git命令别名

✅马意浓进入项目文件夹后，首先在自己账号的home文件夹中，创建.gitconfig文件，设置了git命令的别名。

这样一来，像git status这样经常使用且很长的命令，就可以短别名git st来代替。

使用git的体验一下子好了许多。

3.5 命令行提示显示分支名

马意浓还想让Ubuntu终端窗口提示符，显示目前所check out的git分支名称，以免搞错分支。

✅他上网查了一下，发现安装zsh以及oh my zsh工具，并且使用名为agnoster的theme，就能很好地解决这个问题。

很快，他就安装好了zsh和oh my zsh，并在~/.zshrc文件里配置好了agnoster。

但命令行提示本应出现小图标的地方，却出现了乱码。

他又上网查了一下。最后根据ohmyzsh官网Themes页面中agnoster这个theme的提示，安装了字体，但还是乱码。

他又上网一通搜索。最后发现，需要在PowerShell窗口的设置里，把Ubuntu终端的外观中的字体，改成字体名中带有Powerline字样的字体。

他试了一下，终于乱码消失，命令行提示符出现了醒目的当前分支名和小箭头！

3.6 浏览源文件

✅马意浓运行文件查看命令，简单回顾了这个项目文件夹中3个子文件夹中的文件。

back-end文件夹存放了后端代码、后端Dockerfile和其他配置文件。

front-end文件夹存放了前端代码、前端Dockerfile和其他配置文件。

通过读Docker书，马意浓了解到，Dockerfile是一种配置文件，用于把源代码构建为docker image，以便以容器化的方式进行部署。

infrastructure文件夹存放了运行docker compose和k8s的配置文件docker-compose.yml。

3.7 用sdkman安装jdk 17以便在本地进行后端app构建

马意浓现在需要用jdk构建后端app了。

✅他在网上找到了sdkman的安装方法。

安装好后，他运行命令sdk version验证一下。

屏幕显示sdkman的版本是5.18.2。

他又运行命令sdk list java，查看sdkman可供安装的jdk版本。

他选择了Temurin jdk 17.0.10，因为这个版本是基于OpenJDK开发的。

✅他运行命令sdk install java 17.0.10-tem，安装Temurin jdk 17。

屏幕显示正在下载。由于网速较慢，马意浓着实等了一会儿。

等安装完毕后，他运行命令ll ~/.sdkman/candidates/java，查看sdkman所安装的jdk版本。

屏幕显示已经安装了jdk 17.0.10-tem。

马意浓又运行命令sdk use java 17.0.10-tem，选择刚刚安装的jdk17，作为这个终端窗口的jdk版本。

然后他运行命令sdk current java，验证当前正在使用的jdk确实是版本17。

最后，他运行命令java -version，以验证jdk17是否正常工作。

屏幕显示jdk版本是openjdk version "17.0.10" 2024-01-16。

3.8 用nvm安装node.js和npm以便在本地进行前端app构建

马意浓通过上网搜索了解到，nvm是Node Version Manager的简称。

它是Mac和Linux上管理多个 Node.js 版本的工具。

他在github的nvm-sh账号下，找到了nvm的安装方法。

安装完后，他重新打开一个Ubuntu终端窗口，运行命令nvm -v，验证nvm的版本。

屏幕显示nvm的版本是0.39.7。

✅接着，马意浓运行命令nvm ls-remote --lts，列出可供安装的所有长期支持版的nvm的版本。

然后，他运行命令nvm install --lts，安装最新的长期支持版的node.js和npm。

屏幕显示，node.js v20.11.1正在下载。很快，屏幕显示与之配套的npm v10.2.4也已经安装成功。

马意浓运行命令nvm use 20.11.1，以使用刚刚安装好的node.js和npm。

接着，他又运行命令node -v，以验证前端工具node.js的版本。

屏幕显示node.js版本是v20.11.1。

他又运行命令npm -v，以验证前端构建工具npm的版本。

屏幕显示npm版本是10.2.4。

4 接近深洞

开发前后端分离Web应用的主要开发工具都准备好了。

🎯马意浓的下一个目标，就是在wsl2的Ubuntu本地Gradle和npm的开发环境里，成功运行前后端分离的shopping list web app。

目前，前端app和后端app的源代码都已经克隆下来了。

但要把代码跑起来，需要把postgres数据库和pgadmin管理工具运行起来。

因为购物清单数据都需要存储到数据库中。

而且后端app在使用gradle进行构建时，会运行自动化测试，需要访问数据库。

如果在后端app构建时找不到postgres数据库，那么gradle构建会失败。

✅马意浓觉得现在可以用docker容器来运行数据库及其管理工具，从而迈出容器化的第一步。

4.1 安装docker desktop以用容器方式运行postgres数据库及其管理工具

马意浓之前在工作中，如需要使用数据库及其管理工具，都是从官网下载安装包进行安装。

但就和安装jdk类似，这种安装方法使得将来卸载或升级数据库时，会非常麻烦。

他从资料中了解到，在容器化的时代，如果想使用数据库及其管理工具，完全可以从Docker hub上，下载对应的docker image文件。

之后在本地电脑用简单的一行命令，就能启动相应的容器，来使用数据库及其管理工具。

将来卸载或升级，也是运行一行命令的事儿。方便至极。

之前马意浓还担心，容器里跑数据库，要是关闭或删除容器，那数据不就丢了。

✅后来通过读Nigel Poulton的Doker书，他了解到，可以为数据库容器设置一个位于本地硬盘中的volume，以便保存持久化的数据。

只要不删除这个volume，数据库容器关闭后再启动，仍然能够获取之前的数据。

4.1.1 安装docker desktop

✅马意浓在docker的官网上，找到了docker desktop for Windows的安装方法。

他按图索骥，安装好。再根据提示重启电脑，并用自己的docker hub账号登录docker desktop。

他看到所安装的docker desktop for windows版本是v4.27.2(137060)。

他从那本WSL2的书里了解到，在docker desktop的settings里，如果设置了允许docker与WSL2 Ubuntu distro集成，那么在Ubuntu终端窗口里，就能使用docker命令。

他在docker desktop的settings里，点击Resources，再点击WSL integration，把Ubuntu的开关打开，并点击Apply & restart。

然后，他回到Ubuntu终端窗口，运行命令docker system info，屏幕出现了大量docker系统的信息。

这表明他现在能在WSL2 Ubuntu终端窗口里使用docker命令了。

4.1.2 用容器方式运行postgres数据库及其管理工具

马意浓在Ubuntu终端窗口里，进入项目文件夹，再运行命令进入infrastructure子文件夹。

✅然后再运行命令docker compose up postgres pgadmin，启动postgres数据库和pgadmin管理工具。

他知道，这个命令会读取infrastructure文件夹下面的docker-compose.yml文件。并根据其中有关postgres和pgadmin服务的配置信息，启动这两个服务。

等到屏幕显示两个容器都启动了，他切换到docker desktop界面，看到两个容器都启动后的界面。如图2。

图2 在docker desktop中启动postgres和pgadmin容器

马意浓用鼠标点击docker desktop中pgadmin-1那一行的5050:80链接，打开了一个浏览器。

数据库管理界面出现在眼前。

他在数据库管理界面中，输入了登录信息。

用户名和密码都是admin@gmail.com。

他知道这个用户名和密码，是在docker-compose.yml文件中的pdadmin服务中设置好的。

他用鼠标右击数据库管理界面中的Servers，然后点击Register，点击Server…。

✅这时出现了数据库服务器的Register界面。

他在General里的Name里，填写了数据库服务器名shopping-list-web-app。

他又点击Connection页签，在Host name/address里，填写了数据库服务器主机名postgres。

他确认了一下，Port已经填好了5432，Maintenance database已经填好了postgres。

他把Username改成了postgres。把Password设置为postgres。将Save password设置为允许。

确认一切都填好了，他点击了Save按钮。

刚刚创建的shopping-list-web-app数据库服务器就出现在眼前。

就能在数据库出现问题时查看数据库里的数据，如图3。

图3 刚刚创建的shopping-list-web-app数据库服务器就出现在眼前

4.2 在本地Gradle开发环境启动后端app

数据库已经运行起来了。马意浓开始在本地Gradle开发环境启动后端app。

他在Ubuntu终端窗口，按快捷键Ctrl+Shift+5，打开一个新的Ubuntu终端窗口。然后进入项目文件夹。

之后他进入后端app代码文件夹back-end。

✅他运行命令java -version，确认当前jdk版本设置为17。

然后运行命令./gradlew bootRun启动后端app。

屏幕滚过一些提示信息，最后出现了Started ShoppingListApplication提示。

马意浓知道，这表示后端app已经成功启动了。

他还想继续验证这一点。于是他打开浏览器，在地址栏输入localhost:8081/swagger-ui.html。

一个OpenAPI definition页面出现在眼前。

马意浓知道，这是后端app的api接口定义信息。这表示后端app已经启动了。

在这个api接口定义界面，他是可以通过鼠标点击，来访问后端app获取数据的。

马意浓用鼠标点开GET /api/v1/shopping-items接口，然后点击Try it out按钮。

再点击Execute按钮，这时在下面Response body里，返回了[]空记录。

他知道，这是正常的。因为现在数据库里还没有任何数据。如图4。

图4 在OpenAPI definition页面里访问GET /api/v1/shopping-items接口

4.3 在本地npm开发环境启动前端app

他又按快捷键打开一个新的Ubuntu终端窗口，进入项目文件夹，然后进入前端app代码文件夹front-end。

他又运行命令nvm use 20.11.1。屏幕显示当前node.js版本已经设置为v20.11.1，npm版本已经设置为v10.2.4。

然后他运行命令npm install，以便安装package.json文件所设置的依赖库。

他等到屏幕显示命令执行完毕后，知道此时依赖库已经安装好了。

他接着运行命令npm run dev，启动前端app。

很快，他看到屏幕显示Local: <hxxp://localhost:5173/ 。

他按住Ctrl键，然后用鼠标点击屏幕上的5173链接。

这样就打开了一个Chrome浏览器网页，显示了Shopping List Web App前端页面。

终于，他在本地电脑，用docker容器运行了数据库，并成功启动了后端app和前端app！

马意浓很兴奋。

他在前端页面的Item输入框中，输入了a banana，点击Add按钮。

但所输入的购物项，却没有按照预期出现在下面的列表中。

他预感到一定是出问题了。

他于是在浏览器中，按快捷键Ctrl+Shift+I，打开Developer tools窗口，想看看出错日志。

他点击Console页签，一行红色背景的CORS出错信息映入眼帘。

Access to XMLHttpRequest at 'hxxp://localhost:8081/api/v1/shopping-items' from origin 'hxxp://localhost:5173' has been blocked by CORS policy: No 'Access-Control-Allow-Origin' header is present on the requested resource.

他之前在写完后端app和前端app代码后，进行联调时，遇到过这样的CORS问题。

当时他按照网上查到的几个解决方案，这里试试，那里试试，就莫名其妙地就解决了。

但那时光顾着高兴，忘了记笔记了。

在没有笔记的情况下，要想回忆当时是如何解决的，几乎是不可能了。

🔥【未完待续】

🔥后面连载内容大纲先睹为快：

🔥5 历经磨难

5.1 在用本地Gradle/npm开发环境自测时面临前端无法访问后端的CORS问题的挑战

5.2 清理现场

🔥6 夺取宝剑

6.1 在本地docker compose里的软件架构

6.2 免费注册Docker hub账号以便推送docker image为部署k8s做准备

6.3 构建后端docker image并推送到docker hub

6.4 构建前端docker image并推送到docker hub

6.5 在本地docker compose里运行shopping list web app

6.6 清理现场

🔥7 上云之路

7.1 打开docker desktop kubernetes让kubectl能正常工作

🔥8 复活重生

8.1 在k8s云集群中运行shopping list web app时如何配置前端app在k8s云集群中的对外域名和端口号以解决CORS问题

8.2 在全绽园的帮助下为前端app配置ingress后解决了这个问题

8.3 在k8s云集群中的软件架构

8.4 如何新增k8s的deployment、service和ingress的配置文件，以便使用kubectl命令将ingress和postgres、shopping-list-api和shopping-list-front-end这3个微服务部署到k8s上

8.5 构建后端docker image并推送到docker hub

8.6 构建前端docker image并推送到docker hub

8.7 在k8s云集群上配置postgres、shopping-list-api和shopping-list-front-end三个微服务和ingress并运行

8.8 清理现场

🔥9 取经归来

当最终把前后端分离的web应用成功部署到Docker Desktop k8s云集群上，并能顺利使用后，马意浓把整个容器化和上云之旅，写成系列文章，分享给其他程序员。

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