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利用JSONPath提取Kubernetes资源信息

JSONPath基础

XML有一个非常强大的解析工具是XPath,用于提取XML中的内容。之后也出现了一种高效提取JSON内容的工具,它被称为JSONPath。

JSONPath现在有很多不同的实现,不同的实现支持的提取语法略有不同,比如Goessner的JSONPath如下:

goessner jsonpath

fastjson的JSONPath支持的更加丰富。

示例JSON内容:

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{
"store": {
"book": [
{
"category": "reference",
"author": "Nigel Rees",
"title": "Sayings of the Century",
"price": 8.95
},
{
"category": "fiction",
"author": "Evelyn Waugh",
"title": "Sword of Honour",
"price": 12.99
},
{
"category": "fiction",
"author": "Herman Melville",
"title": "Moby Dick",
"isbn": "0-553-21311-3",
"price": 8.99
},
{
"category": "fiction",
"author": "J. R. R. Tolkien",
"title": "The Lord of the Rings",
"isbn": "0-395-19395-8",
"price": 22.99
}
],
"bicycle": {
"color": "red",
"price": 19.95
}
},
"expensive": 10
}

以例子讲解几个最常用的语法:

语法 语法含义 例子 例子含义
$ JSON内容的根对象,所有的JSONPath都是以$为开头。 $ JSON内容本身
. 后面跟子对象。 $.expensive 提取根对象的expensive字段的值
.. 递归扫描子对象。 $..price 提取对象中所有price字段的值,结果会包含所有book和bicycle中的价格
[num] 以下标访问数组。语法类似Python,num为负数时,代表倒数。 $.store.book[0] 获取第一本书
[num1, num2,num3] 以下标获取数据中多个数据。 $.store.book[0,2] 获取第1、3本书
[start:end] 获取数组区间[start, end)的数据。 $.store.book[0:2] 获取前2本书
[start:end:step] 获取数组区间[start, end)的数据,但以step为步长提取数据。但不是所有JSONPath实现都支持 $.store.book[0:3:2] 获取第1~3本书,以步长为2提取,也即是第1、3本书。
[*] 通配符,匹配所有子对象。 $.store.*.price 匹配store子对象中的价格,因为book的价格,是更下一级,所以只能匹配到bicycle的价格
?() 过滤符,可以理解成SQL的Where。 $.store.[?(@.category=="fiction")].author 获取类别为fiction的书籍作者列表.author])。
@ 当前对象,配合?()很好用。

k8s使用jsonpath

kubectl没有提供查看Pod内容器的名称,怎么办呢?可以利用jsonpath或者go template实现。

json格式输出结果通常是嵌套多层,使用jsonpath可以忽略中间层次,而go template不行,这是jsonpath比go template好用的地方。

看一个略微复杂k8s使用jsonpath列出所有pod的所有容器名称和镜像的样例:

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kubectl get pods --all-namespaces -o=jsonpath='{range .items[*]}{"pod: "}{.metadata.name} {"\n"}{range .spec.containers[*]}{"\tcontainer: "}{.name}{"\n\timage: "}{.image}{"\n"}{end}{end}'

发现jsonpath=''与标准的jsonpath并不一样:

  • 没有$
  • 一堆{}
  • 还有range, {"\n"}

那是因为k8s对jsonpath的支持有以下特性:

  1. 在jsonpath中使用""包含文本,这样在输出的结果可以显示自定义的字符串,还能进行换行、Tab等。
  2. 支持使用range .. end迭代数组,原生的jsonpath没有办法提取数组元素中的多个子对象,使用range达成效果,比如想获得容器的名称镜像。
  3. 支持-num获取数组的倒数位置的元素
  4. 可以省略$,太好了
  5. 每一段jsonpath使用{}连接

刚开始使用jsonpath时,有种眼花缭乱的感觉,我们就拆解下上面的样例jsonpath。

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kubectl get pods --all-namespaces -o=jsonpath='{.items[*].metadata.name}'

先提取每个pod的名称,这个还和原生的jsonpath一样。

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kubectl get pods --all-namespaces -o=jsonpath='{range .items[*]}{"pod: "}{.metadata.name}{"\n"}{end}'

因为每个pod还要取容器名称和镜像,所以最好每个pod占一行,我们需要使用range .. end处理每一个pod,列pod所含的容器。

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kubectl get pods --all-namespaces -o=jsonpath='{range .items[*]}{"pod: "}{.metadata.name}{"\n"}{"\tcontainer: "}{.spec.containers[*].name}, {.spec.containers[*].image}{"\n"}{end}'

可以看到每个pod内可能包含多个容器,所以也得用range .. end去处理pod的每一个container。

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kubectl get pods --all-namespaces -o=jsonpath='{range .items[*]}{"pod: "}{.metadata.name} {"\n"}{range .spec.containers[*]}{"\tcontainer: "}{.name}{"\n\timage: "}{.image}{"\n"}{end}{end}'

上面提到使用jsonpath可以简化层级,因为containers这个名词在层级中是独有的,不像name可能是存在于多个层级,所以可以使用..简化:

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kubectl get pods --all-namespaces -o=jsonpath='{range .items[*]}{"pod: "}{.metadata.name} {"\n"}{range ..containers[*]}{"\tcontainer: "}{.name}{"\n\timage: "}{.image}{"\n"}{end}{end}'

最后看一下过滤的使用,只想列出weave的pod的容器和镜像:

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kubectl get pods --all-namespaces -o=jsonpath='{range .items[?(@.metadata.name=="weave-net-sqjzh")]}{"pod: "}{.metadata.name} {"\n"}{range ..containers[*]}{"\tcontainer: "}{.name}{"\n\timage: "}{.image}{"\n"}{end}{end}'

练习

使用JSONPath获取:

  1. Pod的名称和IP
  2. Pod退出原因

参考资料

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