K8s新手系列之ConfigMap资源

发表于 2025-5-2 22:08:29

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概述

在 Kubernetes（K8s）中，ConfigMap 是一种 API 对象，用于将非机密性的数据生存到键值对中。Pod 可以将其用作环境变量、命令行参数或者存储卷中的配置文件。
ConfigMap 允许你将配置清单与镜像内容分离，以保持容器化的应用程序的可移植性。例如，你可以下载并运行雷同的容器镜像来启动容器，用于本地开发、体系测试或运行及时终端用户工作负载。
ConfigMap 是一个让你可以存储其他对象所需要使用的配置的 API 对象。和其他 Kubernetes 对象都有一个 spec 不同的是，ConfigMap 使用 data 和 binaryData 字段。这些字段能够接收键-值对作为其取值。data 和 binaryData 字段都是可选的。data 字段设计用来生存 UTF-8 字符串，而 binaryData 则被设计用来生存二进制数据作为 base64 编码的字串。
官方文档地址：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/tasks/configure-pod-container/configure-pod-configmap/
ConfigMap的作用

集中存储配置信息：

ConfigMap可以将应用程序的配置信息（如数据库毗连字符串、日志级别、服务端口等）集中存储在一个地方。这些配置信息以键值对的形式存在，方便管理和维护。例如，一个应用程序需要毗连到数据库，其数据库的用户名、密码、地址等信息可以存储在ConfigMap中。
通过ConfigMap，开发者可以将配置信息与应用程序代码分离，使得应用程序更加通用和可移植。当需要在不同环境中运行应用程序时（如开发环境、测试环境和生产环境），只需修改ConfigMap中的配置值，而无需修改应用程序代码。
支持多种数据格式
ConfigMap支持多种数据格式，包括字符串、文件内容等。可以将配置文件（如properties文件、yaml文件等）的内容直接存储到ConfigMap中。例如，一个应用程序的配置文件config.properties中包含多个配置项，可以将其内容读取后存储到ConfigMap中，然后应用程序通过ConfigMap来读取这些配置项。

注入配置

ConfigMap可以将配置信息注入到容器中，容器可以通过环境变量、挂载卷等方式访问这些配置信息。

环境变量方式：可以将ConfigMap中的配置项作为环境变量注入到容器中。例如，一个容器需要访问数据库，其数据库的用户名和密码可以通过ConfigMap以环境变量的形式注入到容器中，容器在运行时可以直接使用这些环境变量来获取配置信息。
挂载卷方式：可以将ConfigMap中的配置文件挂载到容器的文件体系中。例如，一个应用程序需要读取一个配置文件config.yaml，可以将存储该配置文件内容的ConfigMap挂载到容器的某个目录下，容器在运行时可以通过文件路径来访问该配置文件。

动态更新配置

当ConfigMap中的配置信息发生变化时，容器可以感知到这些变化，并根据需要重新加载配置信息。这种动态更新配置的能力使得应用程序可以在不重启容器的情况下，快速响应配置的变化。例如，当数据库的毗连地址发生变化时，更新ConfigMap中的相应配置项，容器可以自动获取新的配置并重新建立数据库毗连。
进步代码的可维护性

将配置信息存储在ConfigMap中，使得应用程序代码更加简便和清楚。开发者不需要在代码中硬编码配置信息，减少了代码的复杂性和耦合度。当需要修改配置时，只需修改ConfigMap，而无需修改代码，降低了维护成本。
加强代码的可移植性

由于配置信息与代码分离，应用程序可以在不同的环境中运行，而无需修改代码。通过调整ConfigMap中的配置值，可以轻松地将应用程序从开发环境迁移到测试环境或生产环境，进步了应用程序的可移植性。
多容器共享配置

在 Kubernetes 中，一个ConfigMap可以被多个容器共享。当多个容器需要使用雷同的配置信息时，可以使用同一个ConfigMap，避免了重复配置的题目。例如，在一个微服务架构中，多个服务实例可能需要访问同一个数据库，可以将数据库的配置信息存储在一个ConfigMap中，所有服务实例都可以通过该ConfigMap来获取配置信息。
多应用共享配置

不同的应用程序也可以共享同一个ConfigMap。例如，多个应用程序可能需要访问同一个外部服务，可以将该外部服务的配置信息存储在一个ConfigMap中，所有应用程序都可以通过该ConfigMap来获取配置信息。
简化部署流程

在部署应用程序时，通过ConfigMap可以快速地将配置信息传递给容器。开发者只需定义好ConfigMap，然后在部署时将ConfigMap与容器关联起来，即可完成配置的注入，简化了部署流程。
方便运维管理

运维职员可以通过ConfigMap集中管理配置信息，方便对配置进行修改、备份和恢复。当出现题目时，可以通过查看ConfigMap中的配置信息来快速定位题目原因，进步了运维效率。
创建ConfigMap

通过文件来创建ComfigMap

语法：

kubectl create configmap [config的名称] --from-file=[file] ... --from-file=[file]
# 或者通过
kubectl create configmap [config的名称] --from-env-file=[file] ... --from-env-file=[file]
解析：
--from-env-file：可以通过env的方式来创建ConfigMap，例如name=zhangsan，使用--from-file创建时，其配置项不会变化。
但是通过--from-env-file创建时，会自动解析成name: zhangsan的形式

复制代码

哪些文件可以用来创建ConfigMap呢？

.properties文件：这是 Java 应用常用的配置文件类型，采用键值对的格式存储配置信息，例如：

database.host=localhost
database.port=3306

复制代码

.yaml/.yml文件：是一种可读性高的数据序列化格式，在 Kubernetes 自身配置和很多应用配置中广泛使用，例如：

database:
host: localhost
port: 3306
server:
port: 8080

复制代码

.ini 文件：常用于存储配置数据，其结构包含多个节（section），每个节下面有多个键值对，示例如下：

[database]
host=localhost
port=3306
[server]
port=8080

复制代码

.json 文件：一种轻量级的数据互换格式，常用于存储结构化数据，示例如下：

{
"database": {
"host": "localhost",
"port": 3306
},
"server": {
"port": 8080
}
}

复制代码

.conf 文件：通常是各种服务的配置文件，像 Nginx、Apache 等服务的配置文件就常以 .conf 为扩展名。

worker_processes auto;
error_log /var/log/nginx/error.log warn;
pid /var/run/nginx.pid;
events {
worker_connections 1024;
}
http {
server {
}
}

复制代码

.txt文件：普通文本文件，可存储任意文本信息，例如存储日志级别、应用形貌等内容。

asdsxfaseqwesd

复制代码

通过properties文件创建ConfigMap

示例：

# 创建properties文件
[root@master01 ~/configmap]# cat db.properties
database.url=jdbc:mysql://localhost:3306/mydb
database.username=root
database.password=password
# 创建ComfigMap
[root@master01 ~/configmap]# kubectl create configmap db-config --from-file=db.properties
configmap/db-config created
# 查看ConfigMap
[root@master01 ~/configmap]# kubectl get configmap
NAME DATA AGE
db-config 1 53s
# 查看ConfigMap生成的yaml文件
[root@master01 ~/configmap]# kubectl get configmap db-config -o yaml
apiVersion: v1
metadata:
creationTimestamp: "2025-05-02T06:02:42Z"
name: db-config
namespace: default
resourceVersion: "59760"
uid: dc9de3eb-5e19-47fd-854d-2c4fcddbf8ba
data:
db.properties: |
database.url=jdbc:mysql://localhost:3306/mydb
database.username=root
database.password=password
kind: ConfigMap
# 查看ConfigMap的详细信息
[root@master01 ~/configmap]# kubectl describe configmap db-config
Name: db-config
Namespace: default
Labels: <none>
Annotations: <none>
Data #这里就是对应的数据信息
====
db.properties:
----
database.url=jdbc:mysql://localhost:3306/mydb
database.username=root
database.password=password
BinaryData #这里是二进制数据
====
Events: <none>

复制代码

通过目录创建ConfigMap

语法：

kubectl create configmap [config的名称] --from-file=[filepath] ... --from-file=[filepath]
# 或者通过
kubectl create configmap [config的名称] --from-env-file=[filepath] ... --from-env-file=[filepath]
解析：
--from-env-file：可以通过env的方式来创建ConfigMap，例如name=zhangsan，使用--from-file创建时，其配置项不会变化。
但是通过--from-env-file创建时，会自动解析成name: zhangsan的形式

复制代码

这种方式其实和通过文件来创建ConfigMap是一样的原理。
示例：

# 创建目录
[root@master01 ~]# mkdir -p /root/configmap/app
# 造数据
[root@master01 ~]# wget https://kubernetes.io/examples/configmap/game.properties -O /root/configmap/app/game.properties
#...省略部分信息
/root/configmap/app/game.properties 100%[==================================================================================================================>] 157 --.-KB/s in 0s
2025-05-02 14:09:46 (178 MB/s) - ‘/root/configmap/app/game.properties’ saved [157/157]
[root@master01 ~]# wget https://kubernetes.io/examples/configmap/ui.properties -O /root/configmap/app/ui.properties
#...省略部分信息
/root/configmap/app/ui.properties 100%[==================================================================================================================>] 83 --.-KB/s in 0s
2025-05-02 14:10:03 (156 MB/s) - ‘/root/configmap/app/ui.properties’ saved [83/83]
# 创建ConfigMap
[root@master01 ~]# kubectl create configmap app-config --from-file=/root/configmap/app
configmap/app-config created
# 查看ConfigMap，两个文件变成了一个configMap
[root@master01 ~]# kubectl get configmap app-config -o yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
creationTimestamp: "2025-05-02T06:13:01Z"
name: app-config
namespace: default
resourceVersion: "61185"
uid: 2cce2598-db6f-41a2-89fe-f144fac4159c
data:
game.properties: |-
enemies=aliens
lives=3
enemies.cheat=true
enemies.cheat.level=noGoodRotten
secret.code.passphrase=UUDDLRLRBABAS
secret.code.allowed=true
secret.code.lives=30
ui.properties: |
color.good=purple
color.bad=yellow
allow.textmode=true
how.nice.to.look=fairlyNice

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通过字面量创建ConfigMap

ConfigMap还支持直接输入字面量来创建
语法：

kubectl create configmap [configName] [--from-literal="key=value"] ... [--from-literal="key=value"]

复制代码

示例：

# 创建ConfigMap
[root@master01 ~]# kubectl create configmap user-config --from-literal="user.name=zhangsan" \
--from-literal="user.age=18" \
--from-literal="user.addr=beijing"
configmap/user-config created
# 查看ConfigMap的yaml文件
[root@master01 ~]# kubectl get configmap user-config -o yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
creationTimestamp: "2025-05-02T06:35:22Z"
name: user-config
namespace: default
resourceVersion: "64263"
uid: 9ffe4dc3-31ee-4cde-bbfe-24041aa824bd
data:
user.addr: beijing
user.age: "18"
user.name: zhangsan
# 查看详细信息
[root@master01 ~]# kubectl describe configmap user-config
Name: user-config
Namespace: default
Labels: <none>
Annotations: <none>
Data
====
user.age:
----
18
user.name:
----
zhangsan
user.addr:
----
beijing
BinaryData
====
Events: <none>

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通过资源清单创建ConfigMap

ConfigMap也可以通过K8s的Yaml文件进行创建，通过资源清单创建ConfigMap有两种方式，一种是类属性键，一种是类文件键
示例：

# 定义资源清单
[root@master01 ~/configmap]# cat game-configmap.yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: game-demo
data:
# 类属性键；每一个键都映射到一个简单的值
player_initial_lives: "3"
ui_properties_file_name: "user-interface.properties"
# 类文件键
game.properties: |
enemy.types=aliens,monsters
player.maximum-lives=5
nginx.conf: |
server {
listen:80;
server_name:xxx;
root:/root;
location:{
xxx
}
}
# 创建configMap
[root@master01 ~/configmap]# kubectl apply -f game-configmap.yaml
configmap/game-demo created
# 查看yaml文件
[root@master01 ~/configmap]# kubectl get configmap game-demo -o yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
annotations:
kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration: |
{"apiVersion":"v1","data":{"game.properties":"enemy.types=aliens,monsters\nplayer.maximum-lives=5\n","nginx.conf":"server {\n listen:80;\n server_name:xxx;\n root:/root;\n location:{\n xxx\n }\n}\n","player_initial_lives":"3","ui_properties_file_name":"user-interface.properties"},"kind":"ConfigMap","metadata":{"annotations":{},"name":"game-demo","namespace":"default"}}
creationTimestamp: "2025-05-02T06:48:39Z"
name: game-demo
namespace: default
resourceVersion: "66094"
uid: d2f71bfb-5a8d-4cd4-b9fc-b490aef77f67
data:
game.properties: |
enemy.types=aliens,monsters
player.maximum-lives=5
nginx.conf: |
server {
listen:80;
server_name:xxx;
root:/root;
location:{
xxx
}
}
player_initial_lives: "3"
ui_properties_file_name: user-interface.properties
# 查看详细信息
[root@master01 ~/configmap]# kubectl describe cm game-demo
Name: game-demo
Namespace: default
Labels: <none>
Annotations: <none>
Data
====
nginx.conf:
----
server {
listen:80;
server_name:xxx;
root:/root;
location:{
xxx
}
}
player_initial_lives:
----
3
ui_properties_file_name:
----
user-interface.properties
game.properties:
----
enemy.types=aliens,monsters
player.maximum-lives=5
BinaryData
====
Events: <none>

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修改ConfigMap的值

ConfigMap无法修改名称，但是可以修改其值
通过kubectl方式修改

可以通过kubectl edit configmap configmapname来进行修改其值，使用kubectl命令之后，会打开一个雷同vim的编辑界面，修改之后使用:wq生存之后即可
通过文件修改

修改了资源文件之后，configmap雷同的key会进行覆盖，不同的key会进行添加，并不会进行删除多余的key
查看ConfigMap

# 查看所有的ConfigMap
[root@master01 ~]# kubectl get configmap -A
NAMESPACE NAME DATA AGE
calico-apiserver kube-root-ca.crt 1 6d6h
calico-system active-operator 1 6d6h
calico-system cni-config 1 6d6h
calico-system kube-root-ca.crt 1 6d6h
calico-system tigera-ca-bundle 2 6d6h
default app-config 2 4h39m
default db-config 1 6h13m
default env-config 3 5h17m
# 查看指定命名空间下的ConfigMap
[root@master01 ~]# kubectl get configmap -n calico-system
NAME DATA AGE
active-operator 1 6d6h
cni-config 1 6d6h
kube-root-ca.crt 1 6d6h
tigera-ca-bundle 2 6d6h
# 以yaml文件查看
[root@master01 ~]# kubectl get configmap db-config -o yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
creationTimestamp: "2025-05-02T06:02:42Z"
name: db-config
namespace: default
resourceVersion: "59760"
uid: dc9de3eb-5e19-47fd-854d-2c4fcddbf8ba
data:
db.properties: |
database.url=jdbc:mysql://localhost:3306/mydb
database.username=root
database.password=password

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删除ConfigMap

使用kubectl delete configmap [name1 name2 ... nameN]的方式删除即可
示例：

[root@master01 ~]# kubectl delete configmap db-config
configmap "db-config" deleted
# 验证是否删除成功
[root@master01 ~]# kubectl get configmap db-config
Error from server (NotFound): configmaps "db-config" not found

复制代码

配置Pod使用ConfigMap

Pod使用ConfigMap资源，有两种方式，一种是通过环境变量的方式使用，另一种方式通过数据卷挂载的方式使用
留意：

静态Pod不能使用ConfigMap
Pod 和 ConfigMap 必须要在同一个namespace中。

Pod通过环境变量使用ConfigMap

示例：
先创建ConfigMap

# 创建ConfigMap
[root@master01 ~]# echo 'apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: special-config
data:
USER_NAME: huangsir
APP: haha
COLOR: red
---
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: env-config
namespace: default
data:
USER_AGE: "18"
USER_NAME: zhangsan
USER_ADDR: beijing' | kubectl apply -f -

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将 ConfigMap 的内容用作Pod的环境变量：

# 创建Pod
[root@master01 ~/configmap]# echo 'apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: env-configmap-pod
spec:
containers:
- name: app
# 打印环境变量
command: ["/bin/sh", "-c", "printenv"]
image: busybox:latest
# 指定env来自哪里
envFrom:
# 配置ConfigMap的引用
- configMapRef:
# 指定要引用的ConfigMap的名称
name: env-config' | kubectl apply -f -
# 查看Pod的日志是否打印出配置的环境变量
[root@master01 ~/configmap]# kubectl logs env-configmap-pod | grep USER
USER_ADDR=beijing
USER_AGE=18
USER_NAME=zhangsan

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指定Pod的环境变量为ConfigMap中的Key

示例：

# 创建Pod
echo 'apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: env-configmap-pod-1
spec:
containers:
- name: app
# 打印环境变量
command: ["/bin/sh", "-c", "printenv"]
image: busybox:latest
env:
# 指定Pod中环境变量的key
- name: POD-NAME
# 指定环境变量的value从哪里获取
valueFrom:
# 指定从ConfigMap中获取
configMapKeyRef:
# 指定ConfigMap的名称
name: special-config
# 指定ConfigMap中存在key
key: USER_NAME
# 可以定义多个值
- name: POD-ADDR
valueFrom:
configMapKeyRef:
name: env-config
key: USER_ADDR' | kubectl apply -f -
# 查看日志中打印的环境变量
[root@master01 ~/configmap]# kubectl logs env-configmap-pod-1 | grep POD
POD-ADDR=beijing
POD-NAME=huangsir

复制代码

Pod通过存储卷挂载使用ConfigMap的方式

创建ConfigMap

[root@master01 ~/configmap]# echo 'apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: app-config
data:
config.properties: |
database.url=jdbc:mysql://localhost:3306/mydb
database.username=root
database.password=password
log.properties: |
log.level=INFO
log.file=/var/log/app.log' | kubectl apply -f -

复制代码

创建Pod挂载ConfigMap

方式一：将ConfigMap中所有的Key挂载到Pod指定的路径下，这种方式有以下几个地方需要留意：

如果Pod挂载所在的目录中有别的的文件或目录，会将其删除
如果指定Pod挂载的目录不存在，会自动创建
挂载时会自动创建对应ConfigMap中的文件

示例：

# 创建Pod
echo 'apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: volume-pod-1
spec:
containers:
- name: app
image: nginx:latest
# 存储卷挂载到本地
volumeMounts:
# Pod存储卷挂载的名称
- name: config-volume
mountPath: /etc/config
volumes:
- name: config-volume
# 存储卷挂载的类型
configMap:
name: app-config' | kubectl apply -f -
# 验证挂载路径
[root@master01 ~/configmap]# kubectl exec -it volume-pod-1 -- ls -l /etc/config
total 0
lrwxrwxrwx 1 root root 24 May 2 07:50 config.properties -> ..data/config.properties
lrwxrwxrwx 1 root root 21 May 2 07:50 log.properties -> ..data/log.properties

复制代码

如果只想挂载ConfigMap中的部门键，而且指定挂载到Pod中的文件名，可以使用items和subPath字段来实现
示例：

# 创建Pod
[root@master01 ~/configmap]# echo 'apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: volume-pod-2
spec:
containers:
- name: app
image: nginx:latest
# 存储卷挂载到本地
volumeMounts:
# Pod存储卷挂载的名称
- name: config-volume
mountPath: /etc/config/log-custom.properties
# 当使用subPath属性时，则mountPath执行的不是目录，而是文件
# 必要条件：一定要让subPath的值和items列表中的path值相同
subPath: log-custom.properties
volumes:
- name: config-volume
# 存储卷挂载的类型
configMap:
name: app-config
items:
- key: log.properties
path: log-custom.properties' | kubectl apply -f -
# 验证
[root@master01 ~/configmap]# kubectl exec -it volume-pod-2 -- cat /etc/config/log-custom.properties
log.level=INFO
log.file=/var/log/app.log

复制代码

配置不可变更的 ConfigMap

Kubernetes v1.21的版本中提供了一种将各个 Secret 和 ConfigMap 设置为不可变更的选项。
对于大量使用 ConfigMap 的集群（至少有数万个各不雷同的 ConfigMap 给 Pod 挂载）而言，禁止更改 ConfigMap 的数据有以下利益：

保护应用，使之免受不测（不想要的）更新所带来的负面影响。
通过大幅降低对 kube-apiserver 的压力提升集群性能，这是由于体系会关闭对已标记为不可变更的 ConfigMap 的监视操纵。

实现方式：

# 通过将 immutable 字段设置为 true 创建不可变更的 ConfigMap
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
...
data:
...
immutable: true

复制代码

一旦某 ConfigMap 被标记为不可变更，则无法逆转这一变化，也无法更改 data 或 binaryData 字段的内容。你只能删除并重建 ConfigMap。由于现有的 Pod 会维护一个已被删除的 ConfigMap 的挂载点，发起重新创建这些 Pods。
挂载的 ConfigMap 内容会被自动更新

当Pod中使用的 ConfigMap 被更新时，所对应的Pod中对应Key也会被更新。
kubelet 组件会在每次周期性同步时查抄所挂载的 ConfigMap 是否为最新。不过，kubelet 使用的是其本地的高速缓存来得到 ConfigMap 的当前值。高速缓存的类型可以通过 KubeletConfiguration.configMapAndSecretChangeDetectionStrategy 字段来配置。
留意以下两种方式不会被更新，需要重启Pod：

以环境变量方式使用的 ConfigMap 数据不会被自动更新。
使用 ConfigMap 作为 subPath 卷挂载的容器将不会收到 ConfigMap 的更新。

示例：以上述Pod通过存储卷挂载使用ConfigMap的方式来验证

# 修改ConfigMap前的挂载内容
# pod1的内容，以普通数据卷的挂载方式
[root@master01 ~]# kubectl exec -it volume-pod-1 -- cat /etc/config/log.properties
log.level=INFO
log.file=/var/log/app.log
# pod2的内容，以subPath的挂载方式
[root@master01 ~]# kubectl exec -it volume-pod-2 -- cat /etc/config/log-custom.properties
log.level=INFO
log.file=/var/log/app.log
# 修改ConfigMap
[root@master01 ~]# echo 'apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: app-config
data:
config.properties: |
database.url=jdbc:mysql://localhost:3306/mydb
database.username=root
database.password=password
log.properties: |
log.level=error
log.file=/var/log/error.log' | kubectl apply -f -
# 验证是否修改成功
[root@master01 ~]# kubectl describe cm app-config
Name: app-config
Namespace: default
Labels: <none>
Annotations: <none>
Data
====
config.properties:
----
database.url=jdbc:mysql://localhost:3306/mydb
database.username=root
database.password=password
log.properties:
----
log.level=error
log.file=/var/log/error.log
BinaryData
====
Events: <none>
# 验证Pod内部是否自动更新
# pod1更新成功，
[root@master01 ~]# kubectl exec -it volume-pod-1 -- cat /etc/config/log.properties
log.level=error
log.file=/var/log/error.log
# pod2未更新
[root@master01 ~]# kubectl exec -it volume-pod-2 -- cat /etc/config/log-custom.properties
log.level=INFO
log.file=/var/log/app.log

复制代码