Kubernetes 作為雲原生應用的核心基礎架構，其功能持續透過社群貢獻與標準化進化。CEL（Common Expression Language）作為一種輕量級表達語言，近年來在 Kubernetes 中扮演關鍵角色，尤其在 CRD 驗證、准入控制與資源標籤等場景中。本文旨在探討 CEL 在 Kubernetes codebase 中的整合方式，解析其技術細節與應用實踐，協助開發者理解如何有效利用 CEL 提升系統靈活性與可維護性。
CEL（Common Expression Language）由 Google 開發，是一種類 C 語法的輕量級表達語言，支援條件判斷、資料結構操作與類型檢查。其設計目標在於提供一種通用且可擴展的表達方式，用於描述複雜的邏輯規則。在 Kubernetes 中，CEL 主要應用於以下場景：
name starts with \"a\"：檢查字串是否以 'a' 開頭。\n- array contains \"message\"：檢查陣列是否包含特定元素。\n- replicas[0] < replicas[1]：驗證資源字段順序。CEL 的設計強調靈活性與可擴展性，其核心功能包括：
if-else 等邏輯運算，用於動態規則定義。\n2. 資料結構操作：處理陣列、物件嵌套與字串操作，例如 array.filter 或 map。\n3. 類型整合：與 Kubernetes 資源整合，支援 IP、CIDR、URL 等特定類型。CEL 在 Kubernetes 中的整合歷程可追溯至 KE-2876 與 KE-3962，主要應用於以下領域：
spec.validation 中定義 CEL 表達式。\n- KE-3962：支援 MutatingAdmissionPolicy 的 CEL 表達式，實現動態資源修改。\n- 類型擴展：新增 Kubernetes 特定類型，如 IP、CIDR，並整合至 API Server 的 pkg/apis/core 模組。為解決 JSON Path 的限制，KE-4595 提出新增 expression 字段，與 JSON Path 並列，支援 CEL 表達式。例如：
yaml\nspec:\n validation:\n openAPIV3Schema:\n properties:\n status:\n type: object\n properties:\n duration:\n type: string\n expression: \"timestamp - creationTimestamp\"\n
此方案允許計算時間差、條件顯示不同值，或處理 IP 陣列等複雜需求，並在 API Server 中編譯執行。
CEL 的執行流程包含三個階段：
map[string]interface{}{"name": "Alice"}。\n2. 編譯：將 CEL 表達式轉換為抽象語法樹（AST），並進行語法與類型檢查。\n3. 執行：將 AST 轉換為可執行程序，對輸入資料進行評估。
Go 程式碼示例如下：go\nimport \"github.com/google/cel-go/cel\"\nenv := cel.EnvIRONMENT.New()\nexpr := \"name starts with 'a'\"\nprogram, issues := env.Compile(expr)\nresult := program.Eval(map[string]interface{}{\"name\": \"Alice\"})\n
錯誤處理在編譯階段進行，確保表達式正確性，避免執行時異常。
shirt 自訂資源假設定義 shirt 自訂資源，包含 color（字串）與 sizes（整數陣列）字段，並透過 CEL 表達式實現以下功能：
sizes 存在性：sizes != null，返回布林值。\n2. 條件顯示 color：color == \"blue\"，返回布林值。\n3. 處理陣列：sizes.length > 0，返回陣列長度。
執行結果：\n- 第三筆資源因無 sizes 陣列，判斷結果為 false。\n- 第四筆資源因 color 為 blue，判斷結果為 true。table converter.go 生成表格。\n4. 表達式根據 CRD schema 評估結果。CEL 在 Kubernetes 中的整合，為 CRD 驗證、准入控制與資源標籤提供了強大的表達能力。透過 KE-4595 的實踐，CEL 表達式已成為解決 JSON Path 限制的關鍵方案。開發者應根據需求選擇 CEL 或 JSON Path，並遵循以下建議：