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Version: v1.1

基础入门

CUE 是 KubeVela 的核心依赖,也是用户实现自定义扩展的主要方式。本章节将详细介绍 CUE 的基础知识,帮助你更好地使用 KubeVela。

概述#

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

前提#

请确保你的环境中已经安装如下命令行:

  • cue v0.2.2 目前 KubeVela 暂时只支持 CUE v0.2.2 版本,将在后续迭代中升级支持新的 CUE 版本。
  • vela >= v1.1.0

学习 CUE 命令行#

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:

a: 1.5
a: float
b: 1
b: int
d: [1, 2, 3]
g: {
h: "abc"
}
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。

    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。

    $ cue vet first.cue
    some instances are incomplete; use the -c flag to show errors or suppress this message
    $ cue vet first.cue -c
    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.

    $ cue eval first.cue
    a: 1.5
    b: 1
    d: [1, 2, 3]
    g: {
    h: "abc"
    }
    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

    $ cue eval -e b first.cue
    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。

    $ cue export first.cue
    e: incomplete value string

    我们更新一下 first.cue 文件,给 e 赋值:

    a: 1.5
    a: float
    b: 1
    b: int
    d: [1, 2, 3]
    g: {
    h: "abc"
    }
    e: string
    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。

    $ cue export first.cue
    {
    "a": 1.5,
    "b": 1,
    "d": [
    1,
    2,
    3
    ],
    "g": {
    "h": "abc"
    },
    "e": "abc"
    }
  • 如何导出 YAML 格式的渲染结果。

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

    $ cue export -e g first.cue
    {
    "h": "abc"
    }

以上, 你已经学习完所有常用的 CUE 命令行指令。

学习 CUE 语言#

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:

// float
a: 1.5
// int
b: 1
// string
c: "blahblahblah"
// array
d: [1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]
// bool
e: true
// struct
f: {
a: 1.5
b: 1
d: [1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]
g: {
h: "abc"
}
}
// null
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。

#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。

$ cue export second.cue
{}

你还可以定义更复杂的自定义结构,比如:

#abc: {
x: int
y: string
z: {
a: float
b: bool
}
}

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

定义一个 CUE 模板#

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.
parameter: {
name: string
image: string
}

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.
template: {
apiVersion: "apps/v1"
kind: "Deployment"
spec: {
selector: matchLabels: {
"app.oam.dev/component": parameter.name
}
template: {
metadata: labels: {
"app.oam.dev/component": parameter.name
}
spec: {
containers: [{
name: parameter.name
image: parameter.image
}]
}}}
}

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:
parameter:{
name: "mytest"
image: "nginx:v1"
}
  1. 最后, 导出渲染结果为 YAML 格式:
$ cue export deployment.cue -e template --out yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
spec:
selector:
matchLabels:
app.oam.dev/component: mytest
template:
metadata:
labels:
app.oam.dev/component: mytest
spec:
containers:
- name: mytest
image: nginx:v1

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

CUE 的更多用法#

  • 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。
      {
      abc: string
      ...
      }
  • 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。

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
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。
a ?: int
#my: {
x ?: string
y : int
z ?:float
}

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:

parameter: {
name: string
image: string
config?: [...#Config]
}
output: {
...
spec: {
containers: [{
name: parameter.name
image: parameter.image
if parameter.config != _|_ {
config: parameter.config
}
}]
}
...
}
  • 使用运算符 & 来运算两个变量。
a: *1 | int
b: 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:

$ cue eval third.cue
a: 1
b: 3
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。
price: number
feel: *"good" | string
// Feel bad if price is too high
if price > 100 {
feel: "bad"
}
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:

$ cue eval fourth.cue
price: 200
feel: "bad"

另一个示例是将布尔类型作为参数。

parameter: {
name: string
image: string
useENV: bool
}
output: {
...
spec: {
containers: [{
name: parameter.name
image: parameter.image
if parameter.useENV == true {
env: [{name: "my-env", value: "my-value"}]
}
}]
}
...
}
  • 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。

      parameter: {
      name: string
      image: string
      env: [string]: string
      }
      output: {
      spec: {
      containers: [{
      name: parameter.name
      image: parameter.image
      env: [
      for k, v in parameter.env {
      name: k
      value: v
      },
      ]
      }]
      }
      }
    • 类型遍历。

      #a: {
      "hello": "Barcelona"
      "nihao": "Shanghai"
      }
      for k, v in #a {
      "\(k)": {
      nameLen: len(v)
      value: v
      }
      }
    • 切片遍历。

      parameter: {
      name: string
      image: string
      env: [...{name:string,value:string}]
      }
      output: {
      ...
      spec: {
      containers: [{
      name: parameter.name
      image: parameter.image
      env: [
      for _, v in parameter.env {
      name: v.name
      value: v.value
      },
      ]
      }]
      }
      }

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。

导入 CUE 内部包#

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。

import ("strings")
parameter: {
outputs: [{ip: "1.1.1.1", hostname: "xxx.com"}, {ip: "2.2.2.2", hostname: "yyy.com"}]
}
output: {
spec: {
if len(parameter.outputs) > 0 {
_x: [ for _, v in parameter.outputs {
"\(v.ip) \(v.hostname)"
}]
message: "Visiting URL: " + strings.Join(_x, "")
}
}
}

导入 Kubernetes 包#

KubeVela 会从 Kubernetes 集群中读取 OpenAPI,并将 Kubernetes 所有资源自动构建为内部包。

你可以在 KubeVela 的 CUE 模版中通过 kube/<apiVersion> 导入这些包,就像使用 CUE 内部包一样。

比如,Deployment 可以这样使用:

import (
apps "kube/apps/v1"
)
parameter: {
name: string
}
output: apps.#Deployment
output: {
metadata: name: parameter.name
}

Service 可以这样使用(无需使用别名导入软件包):

import ("kube/v1")
output: v1.#Service
output: {
metadata: {
"name": parameter.name
}
spec: type: "ClusterIP",
}
parameter: {
name: "myapp"
}

甚至已经安装的 CRD 也可以导入使用:

import (
oam "kube/core.oam.dev/v1alpha2"
)
output: oam.#Application
output: {
metadata: {
"name": parameter.name
}
}
parameter: {
name: "myapp"
}

下一步#

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