Helm：Kubernetes包管理器 | AI生成和翻译

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Helm 是 Kubernetes 的包管理器，常被称为“Kubernetes 的 yum 或 apt”。它通过将相关资源（Deployment、Service、ConfigMap 等）打包成可复用的版本化 Chart，简化了在 Kubernetes 集群上部署、管理和升级复杂应用的过程。

可以将 Helm Chart 视为 Kubernetes 清单文件的 Docker 镜像：它将 YAML 文件、模板、默认值和逻辑打包成一个单元，只需一条命令即可安装。

在 Jenkins 等 CI/CD 流水线中，Helm 通常用于：

为什么使用 Helm？

问题 Helm 解决方案
手动管理 50 多个 YAML 文件 打包成一个 Chart
将同一应用部署到开发/预发布/生产环境 使用 values.yaml 覆盖配置
回滚失败的部署 helm rollback
跨团队共享应用 将 Chart 发布到仓库
基础设施版本管理 Chart 语义化版本控制

核心概念

1. Chart

my-app-chart/
├── Chart.yaml          # 元数据（名称、版本等）
├── values.yaml         # 默认配置值
├── templates/          # Kubernetes YAML 模板
│   ├── deployment.yaml
│   ├── service.yaml
│   └── _helpers.tpl    # 可复用模板片段
└── charts/             # 子 Chart（依赖项）

2. Release

3. Repository

4. Tiller（已弃用）

Helm 命令速查表

命令 用途
helm create mychart 创建新 Chart 脚手架
helm lint mychart/ 验证 Chart
helm package mychart/ 创建 .tgz 归档
helm repo add stable https://charts.helm.sh/stable 添加仓库
helm repo update 更新本地缓存
helm search repo nginx 查找 Chart
helm install myapp ./mychart 部署 Release
helm upgrade myapp ./mychart -f prod-values.yaml 使用新值升级
helm rollback myapp 3 回滚到版本 3
helm uninstall myapp 删除 Release
helm list 列出 Release
helm status myapp 显示 Release 状态
helm template ./mychart -f values.yaml 本地渲染模板

Chart 结构详解

Chart.yaml（必需）

apiVersion: v2
kind: Chart
name: my-app
version: 1.2.3
appVersion: "2.5.0"
description: 示例 Web 应用
type: application
keywords:
  - web
  - http
home: https://example.com
sources:
  - https://github.com/user/my-app
maintainers:
  - name: 开发团队
    email: dev@example.com
icon: https://example.com/logo.png

values.yaml（默认值）

replicaCount: 2
image:
  repository: nginx
  tag: "1.21"
  pullPolicy: IfNotPresent
service:
  type: ClusterIP
  port: 80
resources:
  limits:
    cpu: 500m
    memory: 512Mi

templates/deployment.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: 
  labels:
spec:
  replicas: 
  selector:
    matchLabels:
  template:
    metadata:
      labels:
    spec:
      containers:
        - name: 
          image: ":"
          ports:
            - containerPort: 80
          resources:

_helpers.tpl（最佳实践）

helm.sh/chart: 
app.kubernetes.io/name: 
app.kubernetes.io/instance:

Helm 在 Jenkins CI/CD 流水线中的应用

典型的 Jenkins Pipeline 使用 Helm 示例：

pipeline {
    agent any
    environment {
        CHART_DIR = "helm/my-app"
        IMAGE_NAME = "myregistry/my-app"
        IMAGE_TAG = "${env.BUILD_NUMBER}"
        HELM_REPO = "https://charts.mycompany.com"
    }
    stages {
        stage('构建并推送 Docker') {
            steps {
                sh """
                docker build -t ${IMAGE_NAME}:${IMAGE_TAG} .
                docker push ${IMAGE_NAME}:${IMAGE_TAG}
                """
            }
        }

        stage('打包 Helm Chart') {
            steps {
                sh """
                cd ${CHART_DIR}
                yq eval '.image.tag = "${IMAGE_TAG}"' values.yaml -i
                helm dependency update
                helm package .
                """
            }
        }

        stage('部署到预发布环境') {
            when { branch 'main' }
            steps {
                withCredentials([kubeconfigFile(credentialsId: 'kubeconfig-staging')]) {
                    sh """
                    helm upgrade --install myapp-staging ./helm/my-app*.tgz \
                      --namespace staging \
                      --values values-staging.yaml \
                      --wait --timeout 5m
                    """
                }
            }
        }

        stage('部署到生产环境') {
            when { tag "v*" }
            input { message "确认部署到生产环境？" }
            steps {
                withCredentials([kubeconfigFile(credentialsId: 'kubeconfig-prod')]) {
                    sh """
                    helm upgrade --install myapp-prod ./helm/my-app*.tgz \
                      --namespace production \
                      --values values-prod.yaml \
                      --atomic
                    """
                }
            }
        }
    }
}

关键 Jenkins 插件

最佳实践

实践 原因
在 CI 中使用 helm lint + helm template 及早发现错误
Chart 语义化版本控制 配置更新用 1.0.0 → 1.0.1，新功能用 1.1.0
使用 appVersion 表示应用版本，version 表示 Chart 版本 解耦应用与打包
使用 -f values-env.yaml 分离环境配置 避免重复 Chart
使用 helm secrets 或 SOPS 管理密钥 绝不提交明文密钥
固定依赖版本 helm dependency update --version X
使用 `` 辅助函数 保持标签一致性
在生产环境升级中启用 --atomic 失败时自动回滚

常用工具与集成

工具 与 Helm 的配合使用
ChartMuseum 轻量级 Chart 仓库
Harbor / Nexus 企业级注册表 + Helm 仓库
ArgoCD GitOps + Helm
Flux 使用 Helm Operator 的 GitOps
helmfile 声明式管理多个 Release
k3s / kind 本地测试

故障排除技巧

问题 解决方法
Error: UPGRADE FAILED: another operation is in progress 等待或使用 --force（危险）
模板未渲染 本地使用 helm template .
ImagePullBackOff 检查标签、注册表认证
找不到 Release helm ls --all --all-namespaces
CRD 未应用 添加 crds/ 文件夹并单独应用

示例：使用 Helm 部署 NGINX

# 添加仓库
helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami

# 安装
helm install web-server bitnami/nginx \
  --set replicaCount=3 \
  --set service.type=LoadBalancer

# 升级
helm upgrade web-server bitnami/nginx --set replicaCount=5

# 回滚
helm rollback web-server 1

资源

Helm 官网
Bitnami Charts
Jenkins X 中的 Helm

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