🥇Quarkus — свръхзвуковата субатомна Java. Кратък обзор на фреймворка

Въведение

На седмото март компания RedHat (в скоро време — IBM) представи нов фреймворк — Quarkus. Според думите на разработчиците, този фреймворк е базиран на GraalVM и OpenJDK HotSpot и е предназначен за Kubernetes. Стекът Quarkus включва: JPA/Hibernate, JAX-RS/RESTEasy, Eclipse Vert.x, Netty, Apache Camel, Kafka, Prometheus и други.

Целта на създаването е да направи Java водеща платформа за разгръщане в Kubernetes и разработка на serverless приложения, предоставяйки на разработчиците единен подход както за реактивна, така и за императивна разработка.

Ако погледнем на тази класификацията на фреймворците, то Quarkus е някъде между «Aggregators/Code Generators» и «High-level fullstack frameworks». Това е вече повече от агрегатор, но все пак не достига до full-stack, тъй като е фокусиран върху разработката на бекенд.

Обещана е много висока скорост на стартиране на приложението и малък разход на памет. Ето данни от сайта на разработчиците:

Време от стартиране до първи отговор (с):

Конфигурация
REST
REST+JPA

Quarkus+GraalVM
0.014
0.055

Quarkus+OpenJDK
0.75
2.5

Traditional Cloud Native Stack*
4.3
9.5

Консумация на памет (Mb):

Конфигурация
REST
REST+JPA

Quarkus+GraalVM
13
35

Quarkus+OpenJDK
74
130

Traditional Cloud Native Stack*
140
218

Впечатляващо, нали?

*Информация относно този стек технологии не съм намерил, може да се предположи, че е някакъв Spring Boot с допълнителен обвес..

Hello World!

Най-простото приложение, написано на Quarkus, ще изглежда така:

@Path("/hello")
public class GreetingResource {

   @GET
   @Produces(MediaType.TEXT_PLAIN)
   public String hello() {
       return "hello";
   }
}

Това всъщност е един клас и е достатъчен! Може да стартирате приложението с помощта на Maven в режим на разработка:

mvn compile quarkus:dev
…
$ curl http://localhost:8080/hello
hello

Разликата от познатото приложение — няма клас Application! Quarkus поддържа hot reload, така че можете да променяте приложението, без да го рестартирате, което прави разработката още по-бърза.

Какво следва? Можете да добавите услуга в контролера с помощта на анотация Inject. Кодът на услугата:

@ApplicationScoped
public class GreetingService {

   public String greeting(String name) {
       return "Hello " + name + "!";
   }
}

Контролер:

@Path("/hello")
public class GreetingResource {

   @Inject
   GreetingService service;

   @GET
   @Produces(MediaType.TEXT_PLAIN)
   @Path("/{name}")
   public String greeting(@PathParam("name") String name) {
       return service.greeting(name);
   }
}

$ curl http://localhost:8080/hello/developer
Hello developer!

Забележете, че в Quarkus се използват стандартни анотации от познатите фреймворци — CDI и JAX-RS. Няма нужда да учите нещо ново, ако преди това сте работили с CDI и JAX-RS, разбира се.

Работа с база данни

Използва се Hibernate и стандартни JPA анотации за ентитети. Както при REST контролерите, е необходимо да се напише минимално количество код. Достатъчно е да посочите зависимостите във файла за сборка и да поставите анотациите. @Entity и да конфигурирате datasource в application.properties.

Всичко. Никакви sessionFactory, persistence.xml и други файлове за услуги. Пишем само онзи код, който е необходим. Въпреки това, при нужда, може да се създаде файл persistence.xml и по-фино да се конфигурира ORM слоя.

Quarkus поддържа кеширане на ентитети, колекции за отношения един-към-много, а също и запроси. На пръв поглед изглежда прекрасно, но това е локално кеширане, за един възел Kubernetes. Тоест, кешовете на различни възли не са синхронизирани помежду си. Надявам се, че това е временно.

Асинхронно изпълнение на код

Както споменахме по-горе, Quarkus поддържа и реактивен стил на програмиране. Кодът на предишното приложение може да се запише в друга форма.

@Path("/hello")
public class GreetingResource {

   @GET
   @Produces(MediaType.TEXT_PLAIN)
   @Path("/{name}")
   public CompletionStage greeting(@PathParam("name") String name) {
       return CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
           return "Hello " + name + "!";
       });
   }
}

Асинхронният код също може да бъде преместен в услуга, резултатът ще бъде същият.

Тестиране

Тестовете за Quarkus приложения могат да се пишат с JUnit4 или JUnit5. По-долу е даден пример за тест на endpoint, написан с RestAssured, но може да се използва и друга рамка:

@QuarkusTest
public class GreetingResourceTest {

   @Test
   public void testGreetingEndpoint() {
       String uuid = UUID.randomUUID().toString();
       given()
         .pathParam("name", uuid)
         .when().get("/hello/{name}")
         .then()
           .statusCode(200)
           .body(is("Hello " + uuid + "!"));
   }
}

Анотацията @QuarkusTest предписва стартиране на приложението преди изпълнение на тестовете. В останалото — познат код за всички разработчици.

Платформо-зависимо приложение

Тъй като Quarkus е тясно интегриран с GraalVM, е възможно да се генерира платформо-зависим код. За целта трябва да инсталирате GraalVM и да зададете променливата на средата GRAALVM_HOME. След това да опишете профил за сборка и да го укажете при сборка на приложението:

mvn package -Pnative

Интересното е, че генерираното приложение може да бъде тествано. Това е важно, тъй като изпълнението на "родния" код може да се различава от изпълнението на JVM. Анотацията @SubstrateTest стартира платформо-зависимия код на приложението. Повторната употреба на съществуващия код за тестовете може да се осъществи чрез наследяване, като кодът за тестване на платформо-зависимото приложение ще изглежда така:

@SubstrateTest
public class GreetingResourceIT extends GreetingResourceTest {

}

Генерираният образ може да бъде опакован в Docker и стартиран в Kubernetes или OpenShift, както е подробно описано в инструкцията.

Инструментарий

Фреймворкът Quarkus може да се използва с Maven и Gradle. Maven се поддържа напълно, за разлика от Gradle. За съжаление, в момента Gradle не поддържа генерирането на празен проект, на сайта има подробна учебник.

Разширения

Quarkus е разширяем фреймворк. В момента съществуват около 40 разширения, които добавят различна функционалност — от поддръжка на Spring DI контейнер и Apache Camel до логване и публикуване на метрики за работещите услуги. И вече има разширение за поддръжка на писането на приложения на езика Kotlin, в допълнение към Java.

Заключение

На моето мнение, Quarkus със сигурност е в тренда на времето. Разработката на бекенд код става все по-лесна и този фреймворк още повече опростява и ускорява разработката на услуги, добавяйки "родна" поддръжка на Docker и Kubernetes. Огромен плюс е вградената поддръжка на GraalVM и генерирането на платформо-зависими образи, което позволява услугите да стартират наистина бързо и да заемат малко място в паметта. А това е много важно в наше време на масово увлечение по микросервизи и serverless архитектура.

Официален сайт — quarkus.io. Примери за проекти за бързо стартиране вече са налични на GitHub.

Източник: habr.com