Hallo zusammen, und hier ist der dritte Beitrag aus der Reihe über Quarkus!
Bei der Entwicklung von Java-Mikroservices wird oft angenommen, dass und – das sind eigenständige und voneinander unabhängige APIs. Standardmäßig verwenden Programmierer in der Regel die APIs, an die sie bereits gewöhnt sind, da das Erlernen neuer Frameworks und Runtime-Komponenten viel Zeit in Anspruch nimmt. Heute werden wir versuchen, das Erlernen einiger beliebter und zeigen, wie man gleichzeitig Spring APIs und neue nützliche Funktionen nutzen kann. .
Um es etwas genauer zu erläutern, werden wir zuerst den Anwendungsbereich und Details betrachten, wie Quarkus die Spring-API-Schnittstellen unterstützt, um Spring-Entwicklern zu zeigen, wie sie die MicroProfile-APIs in ihrem Alltag einsetzen können. Danach werden wir über die MicroProfile-APIs sprechen, die für Spring-Entwickler nützlich sind, wenn sie Mikroservices erstellen.
Warum gerade Quarkus? Erstens handelt es sich um Live-Coding, also um die automatische Neuladen aller Änderungen in MicroProfile-APIs, Spring-APIs und anderen Java-APIs, die mit einem einzigen Befehl ausgeführt werden: mvn quarkus:dev. Zweitens, das im Person-Dienst (der aus den API-Schnittstellen von Spring, MicroProfile und JPA in eine Binärdatei mit einem nativen Image von GraalVM kompiliert wird) benötigt nur 0,055 Sekunden zum Starten und belegt etwa 90 MB im Arbeitsspeicher (RSS) am Endpunkt der RESTful-Anwendung. Die eigentliche Kompilierung erfolgt ebenfalls mit einem einzigen Befehl: mvn package -Pnative.
Wir werden nicht in die Einzelheiten von MicroProfile eintauchen, sondern versuchen, Spring-Entwicklern zu helfen, zu verstehen, wie in Quarkus die Spring-API-Schnittstellen zusammen mit den MicroProfile-APIs verwendet werden können.
Container und Kubernetes
Um diesen Artikel nicht zu überladen, werden wir hier nur die hochrangigen Aspekte der Unterstützung betrachten, da dies wichtig zu verstehen ist. Quarkus wird als Java-Stack für Kubernetes positioniert, mit dem Ziel, den Speicherverbrauch und die Startzeit von Java-Anwendungen und -Diensten zu minimieren und somit die Dichte ihrer Platzierung auf einem Host zu erhöhen sowie die Gesamtkosten zu senken.
Quarkus unterstützt auch von Kubernetes-Ressourcen und bietet zu Deployment auf Kubernetes- und Red Hat OpenShift-Plattformen. Darüber hinaus generiert Quarkus automatisch die Dockerfile.jvm (JVM-Packaging) und Dockerfile.native (native Binary-Packaging) Dateien, die zur Erstellung von Containern erforderlich sind.
Und schließlich, wenn wir Kubernetes als Ziel-Deployment-Umgebung betrachten, verwendet Quarkus keine Java-Frameworks, wenn eine ähnliche Funktionalität bereits auf der Ebene der Kubernetes-Plattform selbst implementiert ist. In Tabelle 1 finden Sie eine Karte zur funktionalen Übereinstimmung zwischen Kubernetes und den typischen Java-Frameworks, die von Spring-Entwicklern eingesetzt werden.
Tabelle 1. Karte zur funktionalen Übereinstimmung von Java-Frameworks und Kubernetes.
Funktionalität
Traditionelles Spring Boot
Kubernetes
Service-Entdeckung
Eureka
DNS
Konfiguration
Spring Cloud Config
Config Maps / Secrets
Lastverteilung
Ribbon (auf der Client-Seite)
Service, Replication Controller (auf der Server-Seite)
Kompilierung und Ausführung des Beispielcodes
In diesem Artikel verweisen wir auf , in dem die APIs von Spring und MicroProfile gemeinsam verwendet werden, sowie die besagte Java-Klasse. Der Code aus diesem Beispiel kann aus der Kommandozeile kompiliert und ausgeführt werden, nähere Informationen finden Sie in der Datei README.md.
APIs des Spring Frameworks
Dependency Injection
Quarkus unterstützt eine Vielzahl von und APIs für Spring Dependency Injection (Spring DI). Wenn Sie mit MicroProfile arbeiten, , dann sind Ihnen CDI bereits gut bekannt. Andererseits können Spring-Entwickler die Quarkus-Erweiterung für das Spring DI API nutzen, um die Kompatibilität mit Spring DI zu gewährleisten. Anwendungsbeispiele der unterstützten Spring DI APIs finden Sie in Tabelle 2.
Im werden sowohl CDI als auch Spring Dependency Injection verwendet. Weiterführende Informationen und Beispiele zu diesem Thema finden Sie im Quarkus-Handbuch mit dem Titel .
Tabelle 2. Beispiele für die Verwendung unterstützter Spring DI APIs.
Unterstützte Funktionen von Spring DI
Beispiele
Konstruktor-Injektion
public PersonSpringController(
PersonSpringRepository personRepository, // injiziert
PersonSpringMPService personService) { // injiziert
this.personRepository = personRepository;
this.personService = personService;
}
Feldinjektion
@Autowired
@RestClient
SalutationRestClient salutationRestClient;
@Value("${fallbackSalutation}")
String fallbackSalutation;
@Configuration
@Configuration
public class AppConfiguration {
@Bean(name = "capitalizeFunction")
public StringFunction capitalizer() {
return String::toUpperCase;
}
}
@Component("noopFunction")
public class NoOpSingleStringFunction implements StringFunction {
@Override
public String apply(String s) {
return s;
}
}
@Service
public class MessageProducer {
@Value("${greeting.message}")
String message;
public String getPrefix() {
return message;
}
}
Web-Framework
MicroProfile-Benutzer werden erfreut sein zu erfahren, dass Quarkus JAX-RS, MicroProfile Rest Client, JSON-P und JSON-B als Hauptmodell für die Webprogrammierung unterstützt. Spring-Entwickler werden besonders erfreut sein über die kürzlich in Quarkus hinzugekommene Unterstützung für die Spring Web API, insbesondere für die Schnittstellen, die sich mit REST befassen. Ähnlich wie bei Spring DI ist das Hauptziel der Unterstützung der Spring Web API, dass Spring-Entwickler die Spring Web-Schnittstellen zusammen mit den MicroProfile-Schnittstellen nutzen können. Beispiele für die Verwendung der unterstützten Spring Web API sind in Tabelle 3 aufgeführt, und weitere Informationen und Beispiele zu diesem Thema finden Sie im Quarkus-Leitfaden mit dem Titel .
Tabelle 3. Beispiele für die Nutzung unterstützter Spring Web-Schnittstellen.
Unterstützte Funktionen von Spring Web
Beispiele
@RestController
@RequestMapping
@RestController
@RequestMapping("/person")
public class PersonSpringController {
...
...
...
}
@GetMapping
@PostMapping
@PutMapping
@DeleteMapping
@PatchMapping
@RequestParam
@RequestHeader
@MatrixVariable
@PathVariable
@CookieValue
@RequestBody
@ResponseStatus
@ExceptionHandler
@RestControllerAdvice (teilweise)
@GetMapping(path = "/greet/{id}",
produces = "text/plain")
public String greetPerson(
@PathVariable(name = "id") long id) {
...
...
...
}
Spring Data JPA
MicroProfile-Benutzer werden ebenfalls erfreut sein, dass Quarkus JPA mit Hibernate ORM unterstützt. Für Spring-Entwickler gibt es auch gute Nachrichten: Quarkus unterstützt gängige Annotations und Typen von Spring Data JPA. Beispiele für die Nutzung der unterstützten Spring Data JPA API sind in Tabelle 4 aufgeführt.
Im verwendete Schnittstellen von Spring Data JPA, und zusätzliche Informationen sind im Quarkus-Leitfaden unter dem Titel .
Tabelle 4. Beispiele für die Nutzung unterstützter Spring Data JPA-Schnittstellen.
Unterstützte Funktionen von Spring Data JPA
Beispiele
CrudRepository
public interface PersonRepository
extends JpaRepository,
PersonFragment {
...
}
Repository
JpaRepository
PagingAndSortingRepository
public class PersonRepository extends
Repository {
Person save(Person entity);
Optional findById(Person entity);
}
Repository Fragmente
public interface PersonRepository
extends JpaRepository,
PersonFragment {
...
}
Abgeleitete Abfragemethoden
public interface PersonRepository extends CrudRepository {
List findByName(String name);
Person findByNameBySsn(String ssn);
Optional
findByNameBySsnIgnoreCase(String ssn);
Boolean existsBookByYearOfBirthBetween(
Integer start, Integer end);
}
Benutzerdefinierte Abfragen
public interface MovieRepository
extends CrudRepository {
Movie findFirstByOrderByDurationDesc();
@Query("select m from Movie m where m.rating = ?1")
Iterator findByRating(String rating);
@Query("from Movie where title = ?1")
Movie findByTitle(String title);
}
Schnittstellen von MicroProfile
Fehlertoleranz (Fault tolerance)
Fault-Tolerance-Konstruktionen sind äußerst wichtig, um kaskadierende Ausfälle zu verhindern und zuverlässige Microservice-Architekturen zu schaffen. Spring-Entwickler nutzen seit vielen Jahren Circuit-Breaker zur Ausfallsicherheit. . Allerdings wird Hystrix schon lange nicht mehr aktualisiert, während das MicroProfile Fault Tolerance aktiv weiterentwickelt wird und bereits mehrere Jahre Produktnutzung hinter sich hat. Daher wird empfohlen, die MicroProfile Fault Tolerance-API-Schnittstellen für die Verbesserung der Zuverlässigkeit von Diensten in Quarkus zu verwenden, deren Anwendungsbeispiele in Tabelle 5 aufgeführt sind. Weitere Informationen dazu finden Sie im Quarkus-Handbuch. .
Tabelle 5. Beispiele für die Verwendung unterstützter MicroProfile Fault Tolerance-API-Schnittstellen.
Funktionen von MicroProfile Fault Tolerance
Beschreibung
Beispiele
@Asynchronous
Logik in einem separaten Thread ausführen
@Asynchronous
@Retry
public Future getSalutation() {
...
return future;
}
@Bulkhead
Begrenzung der Anzahl gleichzeitiger Anfragen
@Bulkhead(5)
public void fiveConcurrent() {
makeRemoteCall(); //...
}
@CircuitBreaker
Intelligente Fehlerbehandlung und Wiederherstellung nach Fehlern
@CircuitBreaker(delay=500 // Millisekunden
failureRatio = .75,
requestVolumeThreshold = 20,
successThreshold = 5)
@Fallback(fallbackMethod = "fallback")
public String getSalutation() {
makeRemoteCall(); //...
}
@Fallback
Aufruf alternativer Logik im Falle eines Fehlers
@Timeout(500) // Millisekunden
@Fallback(fallbackMethod = "fallback")
public String getSalutation() {
makeRemoteCall(); //...
}
public String fallback() {
return "hello";
}
Wiederholen bei Anfragefehler
@Retry(maxRetries=3)
public String getSalutation() {
makeRemoteCall(); //...
}
Maximale Wartezeit bei einem Fehler
@Timeout(value = 500) // Millisekunden
@Fallback(fallbackMethod = "fallback")
public String getSalutation() {
makeRemoteCall(); //...
}
Service Health
Kubernetes-Plattformen überwachen die Integrität von Containern mithilfe spezieller Dienste. Damit die zugrunde liegende Plattform die Dienste überwachen kann, verwenden Spring-Entwickler normalerweise anpassbare HealthIndicator und Spring Boot Actuator. In Quarkus kann dies mit MicroProfile Health erfolgen, die standardmäßig einen Liveness-Check durchführen, aber auch so konfiguriert werden können, dass sie sowohl Liveness als auch Readiness (Bereitschaft) gleichzeitig überprüfen. Beispiele für die Verwendung der unterstützten MicroProfile Health-API sind in Tabelle 6 aufgeführt, und zusätzliche Informationen sind im Quarkus-Handbuch enthalten. .
Tabelle 6. Beispiele für die Verwendung unterstützter MicroProfile Health-API-Schnittstellen.
Funktionen von MicroProfile Health
Beschreibung
Beispiele
@Liveness
Die Plattform führt einen Neustart fehlerhafter containerisierter Anwendungen durch.
Endpoint:
host:8080/health/live
@Liveness
public class MyHC implements HealthCheck {
public HealthCheckResponse call() {
...
return HealthCheckResponse
.named("myHCProbe")
.status(ready ? true:false)
.withData("mydata", data)
.build();
}
@Readiness
Die Plattform wird keinen Verkehr an containerisierte Anwendungen senden, wenn diese nicht bereit sind.
Endpoint:
host:8080/health/ready
@Readiness
public class MyHC implements HealthCheck {
public HealthCheckResponse call() {
...
return HealthCheckResponse
.named("myHCProbe")
.status(live ? true:false)
.withData("mydata", data)
.build();
}
Metriken
Anwendungen liefern Metriken entweder zu betrieblichen Zwecken (zur Überwachung von SLA-Leistungskennzahlen) oder zu nicht-betrieblichen Zwecken (Geschäftskennzahlen SLA). Spring-Entwickler liefern Metriken über Spring Boot Actuator und Micrometer. Quarkus hingegen verwendet MicroProfile Metrics zur Bereitstellung grundlegender Metriken (JVM und Betriebssystem), vendor-spezifischen Metriken (Quarkus) und Anwendungsmetriken. MicroProfile Metrics erfordert, dass die Implementierung Ausgabeformate in JSON und OpenMetrics (Prometheus) unterstützt. Beispiele für die Nutzung der MicroProfile Metrics API sind in Tabelle 7 aufgeführt.
Im MicroProfile Metrics werden zur Bereitstellung von Anwendungsmetriken verwendet. Weitere Informationen finden Sie im Quarkus-Handbuch. .
Tabelle 7. Beispiele für die Nutzung von MicroProfile Metrics APIs.
Funktionen von MicroProfile Metrics
Beschreibung
Beispiele
@Counted
Kennzeichnet einen Counter-Zähler, der die Anzahl der Aufrufe des annotierten Objekts zählt.
@Counted(name = "fallbackCounter",
displayName = "Fallback Counter",
description = "Fallback Counter")
public String salutationFallback() {
return fallbackSalutation;
}
@ConcurrentGauge
Kennzeichnet einen Gauge-Sensor, der die Anzahl der parallelen Aufrufe des annotierten Objekts zählt.
@ConcurrentGuage(
name = "fallbackConcurrentGauge",
displayName="Fallback Concurrent",
description="Fallback Concurrent")
public String salutationFallback() {
return fallbackSalutation;
}
@Gauge
Kennzeichnet einen Gauge-Sensor, der den Wert des annotierten Objekts misst.
@Metered(name = "FallbackGauge",
displayName="Fallback Gauge",
description="Fallback frequency")
public String salutationFallback() {
return fallbackSalutation;
}
@Metered
Kennzeichnet einen Meter-Sensor, der die Häufigkeit der Aufrufe des annotierten Objekts verfolgt.
@Metered(name = "MeteredFallback",
displayName="Metered Fallback",
description="Fallback frequency")
public String salutationFallback() {
return fallbackSalutation;
}
Annotation, die Metadateninformationen enthält, wenn eine Anfrage zur Erstellung oder Produktion einer Metrik erfolgt.
@Metric
@Metered(name = "MeteredFallback",
displayName="Metered Fallback",
description="Fallback frequency")
public String salutationFallback() {
return fallbackSalutation;
}
Kennzeichnet einen Timer, der die Dauer des annotierten Objekts verfolgt.
@Timed(name = "TimedFallback",
displayName="Timed Fallback",
description="Fallback delay")
public String salutationFallback() {
return fallbackSalutation;
}
Metrik-Endpunkte
Anwendungsmetriken :8080/metrics/application
Basismetriken :8080/metrics/base
Vendor-Metriken :8080/metrics/vendor
Alle Metriken :8080/metrics
REST-Client MicroProfile
Mikroservices bieten häufig RESTful-Endpunkte, für die entsprechende Client-APIs erforderlich sind. Um mit RESTful-Endpunkten zu arbeiten, verwenden Spring-Entwickler in der Regel RestTemplate. Quarkus bietet für diese Aufgabe die MicroProfile REST-Client-APIs, deren Verwendung in Tabelle 8 veranschaulicht wird.
Im Die Verwendung von RESTful-Endpunkten erfolgt über MicroProfile REST Client. Weitere Informationen und Beispiele finden Sie im Quarkus-Handbuch. .
Tabelle 8. Beispiele für die Verwendung der MicroProfile REST-Client-APIs.
Funktionen des MicroProfile REST Client
Beschreibung
Beispiele
@RegisterRestClient
Registriert eine typisierte Java-Schnittstelle als REST-Client
@RegisterRestClient
@Path("/")
public interface MyRestClient {
@GET
@Produces(MediaType.TEXT_PLAIN)
public String getSalutation();
}
@RestClient
Kennzeichnet die Injektion einer Instanz der typisierten REST-Client-Schnittstelle
@Autowired // oder @Inject
@RestClient
MyRestClient restClient;
Aufruf
Ruft den REST-Endpunkt auf
System.out.println(
restClient.getSalutation());
mp-rest/url
Legt den REST-Endpunkt fest
application.properties:
org.example.MyRestClient/mp-rest/url=
http://localhost:8081/myendpoint
Ergebnisse
In diesem Blog haben wir, der vor allem für Spring-Entwickler nützlich ist, kurz betrachtet, wie Quarkus die Spring-APIs zusammen mit den MicroProfile-APIs verwendet, um Java-Mikroservices zu entwickeln und sie dann in nativen Binärcode zu kompilieren, der Hunderte von Megabyte RAM spart und in wenigen Millisekunden startet.
Wie Sie bereits verstanden haben, finden Sie weitere Informationen zur Unterstützung der Spring- und MicroProfile-APIs sowie viele andere nützliche Informationen in den .
Quelle: habr.com
