Spring Boot 4.0 Docker 与 Kubernetes 生产部署

作者：苏三2026-11-07Spring Boot 4.0Spring Boot 4Kubernetes生产部署

前言

能执行 java -jar 不等于能部署生产。镜像需要可复现，容器不能以 root 运行，Kubernetes 需要知道实例何时可以接流量、何时必须重启，还要在滚动更新失败时保留回退路径。

本章为订单项目创建多阶段 Docker 镜像和完整 Kubernetes 清单。

读者需要完成 Actuator 监控章节，并了解 Docker 与 kubectl。源码位于 dvsusan/spring-boot4-demo。

最终结果

项目新增：

Dockerfile
.dockerignore
deploy/k8s/
├── namespace.yaml
├── configmap.yaml
├── secret.example.yaml
├── deployment.yaml
├── service.yaml
├── hpa.yaml
└── kustomization.yaml

镜像以非 root 用户启动，Deployment 使用 readiness/liveness 探针并执行 maxUnavailable=0 的滚动更新。

镜像和Pod

图 1：新 Pod 只有在 readiness 通过后才接流量，旧 Pod 随后才退出。

第 1 步：编写多阶段 Dockerfile

# 构建阶段固定 Maven 与 JDK 主版本。
FROM maven:3.9.9-eclipse-temurin-21 AS build
WORKDIR /workspace

COPY pom.xml .
COPY demo-common/pom.xml demo-common/pom.xml
COPY demo-greeting-starter/pom.xml demo-greeting-starter/pom.xml
COPY demo-order/pom.xml demo-order/pom.xml
COPY demo-persistence/pom.xml demo-persistence/pom.xml
COPY demo-integration/pom.xml demo-integration/pom.xml
COPY demo-web/pom.xml demo-web/pom.xml
RUN mvn -B -q -DskipTests dependency:go-offline

COPY . .
RUN mvn -B -DskipTests package

# 运行镜像只保留 JRE 和可执行 JAR。
FROM eclipse-temurin:21-jre
WORKDIR /app

RUN groupadd --system spring && useradd --system --gid spring spring
COPY --from=build /workspace/demo-web/target/demo-web-1.0.0-SNAPSHOT.jar app.jar
RUN chown -R spring:spring /app

USER spring
EXPOSE 8080

ENTRYPOINT ["java", "-XX:MaxRAMPercentage=75.0", "-jar", "/app/app.jar"]

多阶段构建不会把 Maven、源码和构建缓存带进运行镜像。先复制 POM 再复制源码，可以提高依赖层缓存命中率。

第 2 步：构建并运行镜像

docker build -t spring-boot4-demo:local .

docker run --rm \
  -p 18108:8080 \
  -e SPRING_PROFILES_ACTIVE=prod,chapter8 \
  spring-boot4-demo:local

验证：

curl http://localhost:18108/actuator/health

当前执行环境没有可用的 Docker daemon，因此本次只完成了 Dockerfile 与部署清单的静态校验，没有声称镜像已经实际构建成功。

第 3 步：准备 Kubernetes 配置

ConfigMap：

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: spring-boot4-demo-config
  namespace: spring-boot4-demo
data:
  SPRING_PROFILES_ACTIVE: "prod,db,chapter8"
  SERVER_PORT: "8080"
  JAVA_TOOL_OPTIONS: "-XX:MaxRAMPercentage=75.0 -XX:+ExitOnOutOfMemoryError"
  MANAGEMENT_HEALTH_SHOW_DETAILS: "never"
  DB_URL: "jdbc:postgresql://postgresql:5432/spring_boot4"
  OTEL_TRACING_EXPORT_ENABLED: "false"
  OTEL_EXPORTER_OTLP_TRACES_ENDPOINT: "http://otel-collector:4318/v1/traces"

db Profile 会启用 PostgreSQL 和 Flyway，chapter8 负责健康探针与监控端点。DB_URL 中的 postgresql 是 Kubernetes Service 名称；接入云数据库时改成实际可达地址。MANAGEMENT_HEALTH_SHOW_DETAILS=never 避免生产健康端点暴露数据库等组件信息。

密码和 Token 放在 Secret，不放进 ConfigMap。应用从 application-db.yml 读取 DB_USERNAME 与 DB_PASSWORD，所以 Secret 的键名不能自行改名。secret.example.yaml 只展示字段结构，不能用示例值上线。

部署前要确保目标命名空间里已有 PostgreSQL Service；本示例不把有状态数据库和业务应用塞进同一份清单。首次连接时 Flyway 会执行 classpath:db/migration 下的迁移脚本。

kubectl create namespace spring-boot4-demo
kubectl -n spring-boot4-demo create secret generic spring-boot4-demo-secret \
  --from-literal=DB_USERNAME='<username>' \
  --from-literal=DB_PASSWORD='<password>'

第 4 步：配置 Deployment 探针和资源

replicas: 2
strategy:
  type: RollingUpdate
  rollingUpdate:
    maxUnavailable: 0
    maxSurge: 1

容器关键配置：

readinessProbe:
  httpGet:
    path: /actuator/health/readiness
    port: http
  initialDelaySeconds: 20
  periodSeconds: 10
livenessProbe:
  httpGet:
    path: /actuator/health/liveness
    port: http
  initialDelaySeconds: 45
  periodSeconds: 15
resources:
  requests:
    cpu: 250m
    memory: 512Mi
  limits:
    cpu: "1"
    memory: 1Gi

Readiness 失败只停止接流量，liveness 失败会重启容器。数据库暂时不可用时通常不应立即触发 liveness，否则所有实例会一起重启。

第 5 步：配置 Service 和 HPA

Service 把 80 端口转发到容器 http：

spec:
  selector:
    app.kubernetes.io/name: spring-boot4-demo
  ports:
    - name: http
      port: 80
      targetPort: http

HPA 按 CPU 在 2–6 个副本之间调整：

minReplicas: 2
maxReplicas: 6
metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 65

HPA 依赖集群 Metrics Server。只配置 HPA 而没有资源 requests，CPU 利用率无法正确计算。

第 6 步：渲染并部署清单

kubectl kustomize deploy/k8s

docker build \
  -t ghcr.io/dvsusan/spring-boot4-demo:1.0.0 .

docker push ghcr.io/dvsusan/spring-boot4-demo:1.0.0
kubectl apply -k deploy/k8s

kubectl -n spring-boot4-demo rollout status \
  deployment/spring-boot4-demo \
  --timeout=180s

部署前先创建真实 Secret。secret.example.yaml 不在 Kustomization 资源中，避免误创建占位凭据。

生产检查清单

使用不可变镜像 Tag，不在生产使用 latest。
JVM 内存上限小于容器 memory limit。
readiness 与 liveness 分开配置。
设置 terminationGracePeriodSeconds 和应用优雅停机。
至少两个副本，并配置 Pod 反亲和或拓扑分布。
Secret 由密钥管理系统注入，不提交 Git。
保留 Deployment revision，并有回滚脚本。

常见问题排查

现象	原因	处理方式
Pod 一直 CrashLoopBackOff	配置缺失或应用启动失败	查看 `kubectl logs --previous`
Pod Running 但不接流量	readiness 未通过	检查 readiness 端点和服务依赖
容器被 OOMKilled	JVM 堆与容器限制不匹配	使用 MaxRAMPercentage 并留出元空间
HPA 不扩容	Metrics Server 缺失或未设 requests	安装 Metrics Server，补资源请求
发布卡住	新 Pod 未 ready	`rollout status` 后执行 `rollout undo`

练习题

增加 PodDisruptionBudget 和 topologySpreadConstraints，保证节点维护时至少保留一个可用实例。验收标准是模拟一个节点不可用时，服务仍能通过 readiness 接收请求。

总结

生产部署关注镜像可复现、进程最小权限、探针语义、资源预算和渐进发布。能启动只是起点，能在异常时安全停止和回退才是部署能力。

下一篇把这些步骤自动化成可重复的 CI/CD 发布流水线。

上一节：Actuator 与 OpenTelemetry
下一节：CI/CD 发布与回滚
 相关阅读：Spring Boot 4 配置管理
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