Helm3和Helm2的语法差不太多，只是使用起来更方便，不用安装Tiller。一个比较明显的变化是不再需要“requirements.yaml”, 依赖关系是直接在“chart.yaml”中定义。有关Helm3和Helm2的区别，详情请参见CHANGES SINCE HELM 2。

网上有不少讲述Helm的文章，但大部分都是主要讲解安装和举一个简单的例子。但Helm使用起来还是比较复杂的，一定要有一个复杂的例子才能把它的功能讲清楚，里面有不少设计方面的问题需要思考。我刚开始接触的时候就觉得头绪繁多，不知从哪下手。本文就通过一个相对复杂的例子来讲解用Helm3来设计配置文件的思路，使上手更容易。

这里不讲Helm3的安装，它比较很容易。也不讲解Helm的基本语法，你可以自己去看其他文档。即使你不懂Helm，应该也能猜出七八成，剩下的就要读文档了(Charts）。Helm的语法还是比较复杂的，要想搞懂可能要花一两天时间。

本文假设你对helm有一个大概的了解，想要构建一个复杂的微服务，但有不知如何下手；或者你想了解一下构建Helm的最佳实践，那就请你继续读下去。

Helm文件结构

chart里一个很重要的概念就是模板（template）,它就是Go语言模板，它是里面加入了编程逻辑的k8s文件。这些模板文件在使用时都要先进行模板解析，把其中的程序逻辑转化成对应的编码，最终生成k8s配置文件。

以上就是Helm自动生成的chart目录结构，在Helm里每个项目叫一个chart，它由下面几个组成部分：

• "Chart.yaml"：存有这个chart的基本信息，
• "values.yaml"：定义模板中要用到的常量。
• “template”目录：里面存有全部的模板文件，其中最重要的是“deployment.yaml”和“service.yaml”，分别是部署和服务文件. "helpers.tpl"用来定义变量，"ingress.yaml"和"serviceaccount.yaml"分别是对外接口和服务账户，这里暂时没用， “NOTES.txt”是注释文件。
• “charts”目录: 存有这个chart依赖的所有子chart。

Helm的基本元素

Helm有四个基本元素，值，常量，变量和共享常量（这个后面会讲）

值（literal）

Helm在k8s的基础之上增加了模板功能，使k8s的配置文件更加灵活。里面的主要概念就是模板（Template），也就是在k8s的配置文件里增加了常量和变量以及编程逻辑。如果你不用这些新增功能，那么就是普通的YAML文件（k8s配置文件），里面用到的基本元素就是值。

常量

节点定位（Node Anchor）：

如果你想复用重复的值，能把它定义成常量吗？YAML有一个功能叫节点定位（Node Anchor），类似于定义一个常量，然后引用。但它有一些限制，定义的必须是一个节点，因此不如真正的常量灵活。
例如如下文件中，用“&”定义了一个常量“&k8sdemoDatabaseService”，然后用“*k8sdemoDatabaseService”引用它。

global:   k8sdemoDatabaseService: &k8sdemoDatabaseService k8sdemo-database-service   mysqlHost: *k8sdemoDatabaseService

这时，“k8sdemoDatabaseService:”是YAML文件节点的键名，“&k8sdemoDatabaseService”是节点定位的名字，相当于常量名，“k8sdemo-database-service”是YAML节点的键值。在上述代码中，k8sdemoDatabaseService和mysqlHost的值都是“k8sdemo-database-service”。

有关节点定位（Node Anchor）的详细内容，请参见 YAML。

常量：

由于节点定位的局限性，Helm引入了真正的常量，也就是在"values.yaml"里定义的内容，它可以定义是任何东西，不只限于节点。

在"values.yaml"里定义常量：

replicaCount: 1

在部署模板里引用：

replicas: {{ .Values.replicaCount }}

那么什么时候用常量，什么时候用值（Literal）呢？如果一个值在模板中出现多次，就要定义常量，避免重复。例如“accessModes”，既要在存储卷里出现，又要在存储卷申请里出现。另外如果值有可能变化（不论是随部署环境变化，还是随时间变化），那么就定义成常量，这样在修改时就只用改"values.yaml"，而不必修改模板文件。例如“replicas”的值（也就是集群的个数）是可能变化的，就要定义成常量。在模板里可以引用常量的，但在"values.yaml"里不行，因为它只是普通YAML文件，没有模板解析功能，因此不支持常量，这里就只能用节点定位（来代替常量）。

有关Helm常量的详细内容，请参见 Use placeholders in yaml和Use YAML with variables。

变量

节点定位的功能是有限的，例如你想利用已有的节点定位，对它进行转换，定义一个新的节点定位，这在"values.yaml"里就不行了。
例如你已有节点定位“name”，你想在这个基础上定义一个新的节点定位“serviceName”，这个"values.yaml"就不支持了，你必须要用模板。

如下所示，这在"values.yaml"里是不支持的。

name: &name k8sdemo-backend serviceName：*name-service

这就引出了变量的概念，但它只能在模板里才行。 换句话说，模板既支持常量，也支持变量。但如果把变量的定义逻辑放在Helm每个模板里，就显得很乱。因此一般的做法是把这些逻辑放在一个单独的模板文件里，这个就是前面讲到的"_helpers.tpl"文件。当你需要对常量进行转换，生成新的常量，你就在定义变量，这部分代码就放在"_helpers.tpl"里。

下面就是"_helpers.tpl"中定义"k8sdemo.name"的代码。

{{- define "k8sdemo.name" -}} {{- default .Chart.Name .Values.nameOverride | trunc 63 | trimSuffix "-" -}} {{- end -}}

在以上这些元素中，常量（也就是在"values.yaml"中定义的）是最灵活的，能用它时尽量用它。而且因为它是定义在普通YAML文件中（"values.yaml"），应用程序可以直接访问它，这样可以实现应用程序和k8s之间的数据共享。但如果你需要对常量进行编程转换，那就没办法了，只能定义变量，把它放在"_helpers.tpl"中。

ConfigMap和Secret

在k8s中ConfigMap和Secret是用来存储共享配置参数和保密参数的，但在Helm中，由于有了上面讲的Helm基本元素，它们完全可以代替ConfigMap的功能，因此ConfigMap就不需要了，但Secret还是需要的，因为要存储加密信息。下面会讲解。

有关ConfigMap的设计局限性，请参见把应用程序迁移到k8s需要修改什么？

Chart设计

现在我们就用一个具体的例子来展示Helm的chart设计。这个例子是一个微服务应用程序，它共有三层: 前端，后端和数据库，只有这样才能让Helm的一些设计问题付出水面，如果只有一层的话，就太简单了，没有参考价值。

在k8s中，每一层就是一个单独的服务，它里面有各种配置文件。Helm的优势是把这些不同的服务组成一个Chart来共同管理和调式，方便了许多。

上面就是最终的chart目录结构图。“chart”是总目录，里面有三个子目录“k8sdemo”，“k8sdemo-backend”，“k8sdemo-database”, 每一个对应一个服务，每个服务都是一个独立的chart，能单独调式部署，chart之间也可以有依赖关系。其中“k8sdemo”是父chart，同时也是前端服务，它的“charts”目录里有它依赖的另外两个服务。“k8sdemo-backend”是后端服务，“k8sdemo-database”是数据库服务。

处理Chart的依赖关系有两种方式：

1. 嵌入式：就是直接把依赖的chart放在“charts”子目录里，这样子chart是父chart的一部分。它是一种紧耦合的关系，好处是比较简单，但不够灵活。
2. 依赖导入式：就是各个chart是并列关系，各自单独调试部署，互相独立，需要合并时再把子chart导入父chart里，它是一种松耦合的关系，好处是比较灵活，但设计更复杂。 在这种结构下，各个chart可以单独工作也可以联合工作，不过你需要更好的设计。

这里采用的是依赖导入式方式，主要原因是我原来认为嵌入式需要一起调试，复杂度太高，如果你觉得这不是问题，这也是个不错的办法。用依赖导入式方式，可以单独调试各个chart，简单了很多。后来发现其实采用嵌入式也可以单独调试子chart，只是父chart不能单独调试而已。

调试顺序：

当你采用依赖导入式方式时，调试顺序关系不大，因为各个chart是各自独立的，可以单独调试。举个例子，虽然“k8sdemo-backend”需要“k8sdemo-database”才能正常运行，但当没有数据库服务时，你的程序也可以运行，只不过输出的是错误信息，但这并不影响你调试chart。

我先调试“k8sdemo”，它虽然依赖另外两个chart，但没有它们也能单独工作。然后再调试“k8sdemo-backend”和“k8sdemo-database”，最后再把它们导入到“k8sdemo”中去再进行联调。

调式“k8sdemo”

它的调试是最容易的，由于它里面没有真正的前端代码，只要把Nginx调试成功了就可以了。只要在生成的文件基础上做些修改就行了。

键入如下命令创建chart，其中“k8sdemo”是chart的名字，这个名字很重要，服务的名字和label都是由它产生的。

helm create k8sdemo

这之后，系统会自动创建前面讲到的chart目录结构。让后就是对已经生成的文件进行修改。

修改"values.yaml"：
以下是"values.yaml"主要修改的地方