Seminar Apache Grails Cloud-native Deployment mit Docker und Kubernetes

Eine ausführbare Anwendung ist noch kein betriebssicherer Containerdienst. Image-Inhalt, Benutzerrechte, JVM-Speicher, Startverhalten, Sonden, Konfiguration und Datenbankänderungen müssen als zusammenhängendes System behandelt werden.

Das Seminar erstellt aus einem geprüften Grails-Artefakt ein schlankes Laufzeit-Image und führt es in eine Kubernetes-nahe Zielumgebung über. Rollout und Rückfall werden nicht nur beschrieben, sondern praktisch getestet.

Inhaltsverzeichnis

1. Zielgruppe
2. Voraussetzungen
3. Lernziele
4. Modul 1: Buildvarianten, Konfiguration und Artefakte
5. Modul 2: Container-Image für Grails-Anwendungen
6. Modul 3: Laufzeitkonfiguration und Ressourcensteuerung
7. Modul 4: Externe Konfiguration und Secret-Management
8. Modul 5: Deployment in Kubernetes
9. Modul 6: Health, Metriken und technische Beobachtbarkeit
10. Modul 7: Release-, Datenbank- und Rückrollstrategie
11. Modul 8: Laufzeit-, Speicher- und Nebenläufigkeitsfehler
12. Praxisprojekt und Übungen
13. Arbeitsweise

Zielgruppe

Grails-Entwickler, DevOps- und Plattform-Teams, Cloud-Architekten sowie Administratoren mit Containererfahrung.

Voraussetzungen

Grails- oder Spring-Boot-Grundkenntnisse, grundlegende Docker-Kenntnisse und Verständnis für Netzwerk, Prozesse und YAML-Konfiguration.

Lernziele

• Ein schlankes und nicht privilegiertes Container-Image erstellen.
• JVM- und Container-Ressourcen konsistent konfigurieren.
• Kubernetes-Sonden, Konfiguration und Skalierung sachgerecht einsetzen.
• Health, Metriken und Logs in den Plattformbetrieb integrieren.
• Release-, Datenbank- und Rückrollabläufe praktisch beherrschen.

Modul 1: Buildvarianten, Konfiguration und Artefakte

Lokale Entwicklung, Tests und Produktion erhalten klar getrennte, reproduzierbare Buildpfade.

1. Schritt 1: Eigenschaften und Umgebungsparameter vom eigentlichen Build trennen.
2. Schritt 2: Ausführbares Archiv und optionales Container-Artefakt erzeugen.
3. Schritt 3: Buildinformationen und Versionskennzeichnung einbetten.
4. Schritt 4: Artefakte auf Vollständigkeit und unbeabsichtigte Inhalte prüfen.

Modul 2: Container-Image für Grails-Anwendungen

Ein schlankes, reproduzierbares und nicht privilegiertes Laufzeit-Image wird aus dem geprüften Build-Artefakt erzeugt.

1. Schritt 1: Build- und Laufzeitphase voneinander trennen.
2. Schritt 2: JVM, Benutzerrechte, Dateisystem und Portfreigaben restriktiv konfigurieren.
3. Schritt 3: Konfiguration und Secrets erst zur Laufzeit zuführen.
4. Schritt 4: Image lokal starten, Healthcheck prüfen und Größe sowie Inhalt kontrollieren.

Modul 3: Laufzeitkonfiguration und Ressourcensteuerung

JVM und Container werden gemeinsam auf Speichergrenzen, Startverhalten und sauberes Beenden abgestimmt.

1. Schritt 1: Heap, Metaspace und Container-Grenzen konsistent konfigurieren.
2. Schritt 2: Graceful Shutdown und maximale Beendigungszeit prüfen.
3. Schritt 3: Temporäre Dateien, Schreibpfade und Zeitzone kontrollieren.
4. Schritt 4: Fehlstarts und Ressourcenengpässe mit reproduzierbaren Tests untersuchen.

Modul 4: Externe Konfiguration und Secret-Management

Betriebswerte werden außerhalb des Anwendungsartefakts verwaltet und kontrolliert in die Laufzeit eingebracht.

1. Schritt 1: Konfigurationsquellen und Prioritäten nachvollziehen.
2. Schritt 2: Dateien, Umgebungsvariablen und Plattform-Secrets geeignet kombinieren.
3. Schritt 3: Sensible Werte in Logs, Fehlerausgaben und Diagnosen maskieren.
4. Schritt 4: Konfigurationsänderungen versionieren, freigeben und rückgängig machen.

Modul 5: Deployment in Kubernetes

Die Anwendung wird mit klaren Betriebsverträgen, Sonden und konfigurierbaren Ressourcen in einem Cluster bereitgestellt.

1. Schritt 1: Deployment, Service und Konfigurationsobjekte definieren.
2. Schritt 2: Liveness-, Readiness- und Startup-Probes passend konfigurieren.
3. Schritt 3: Requests, Limits und horizontale Skalierung auf Messwerte stützen.
4. Schritt 4: Rolling Update, Rückrollung und Unterbrechungsverhalten praktisch testen.

Modul 6: Health, Metriken und technische Beobachtbarkeit

Betriebszustand und Leistung werden über definierte Signale statt über Vermutungen bewertet.

1. Schritt 1: Health- und Readiness-Informationen fachlich sinnvoll zusammenstellen.
2. Schritt 2: Metriken für HTTP, JVM, Datenbankpool und Geschäftsprozesse erfassen.
3. Schritt 3: Logs, Metriken und Traces über Korrelationsdaten verbinden.
4. Schritt 4: Warnschwellen und Dashboards aus Servicezielen ableiten.

Modul 7: Release-, Datenbank- und Rückrollstrategie

Anwendungs-, Konfigurations- und Datenbankänderungen werden als zusammenhängender Release-Prozess geplant.

1. Schritt 1: Vorwärts- und Rückwärtskompatibilität zwischen Versionen prüfen.
2. Schritt 2: Schemaänderungen und Anwendungsauslieferung zeitlich koordinieren.
3. Schritt 3: Blue-Green-, Rolling- oder gestufte Einführung bewerten.
4. Schritt 4: Rückrollentscheidung, Datensicherung und Verantwortlichkeiten dokumentieren.

Modul 8: Laufzeit-, Speicher- und Nebenläufigkeitsfehler

Fehler unter Last werden mit Thread-, Heap- und Verbindungsdaten eingegrenzt.

1. Schritt 1: Thread Dumps und blockierte Aufrufe auswerten.
2. Schritt 2: Heap-Verbrauch, Leaks und übermäßige Objektmengen untersuchen.
3. Schritt 3: Datenbankpool, Timeouts und externe Abhängigkeiten korrelieren.
4. Schritt 4: Behebung mit einem gezielten Regressions- oder Lasttest absichern.

Praxisprojekt und Übungen

Eine Grails-Anwendung wird als Container gebaut, lokal unter Ressourcenbegrenzung geprüft und anschließend mit Deployment, Service, Konfiguration und Probes bereitgestellt. Ein fehlerhafter Rollout wird erkannt und kontrolliert zurückgesetzt.

Arbeitsweise

Kurze fachliche Einführungen wechseln mit Demonstrationen, angeleiteten Implementierungsschritten, selbstständigen Übungen und gemeinsamer Auswertung. Entscheidungen werden im Code, in Tests und in einer knappen technischen Dokumentation nachvollziehbar festgehalten.