Java容器化部署架構(gòu)方案

1、Java 容器化部署架構(gòu)從應(yīng)用服務(wù)器到云原生Java 應(yīng)用程序的部署方式三個迷思困惑容器鏡像包和軟件啟動速度Java Cloud Native概述哪個在先，哪個在后？部署包的體積，占用的內(nèi)存更容易運(yùn)維管理組件間交互和效率迷思之一： 單體 vs 微服務(wù)IDL文件 = 客戶端，服務(wù)器代碼編寫服務(wù)器實(shí)現(xiàn)編譯成多個可執(zhí)行文件多個服務(wù)器進(jìn)程運(yùn)行注冊到命名服務(wù)器中集群和高可用編寫腳本，維護(hù)服務(wù)器運(yùn)行Java剛誕時都是微服務(wù)架構(gòu)CorbagRPCDubbo多種語言Java接口定義IDLIDLJava Interface協(xié)議IIOPProtobuf/Http2dubbo等多種異步響應(yīng)式callbackstre

2、amcallback服務(wù)治理對照表：業(yè)界主流技術(shù)發(fā)展瀏覽器和前端技術(shù)GUI客戶端RPC瀏覽器HTTP通信瀏覽器終端設(shè)備REST1 傳統(tǒng)Client-Server2 J2EEHTTP瀏覽器3 JavaEE with SpringREST4 JS 框架和 REST5 Microservice架構(gòu)基于 Java EE，依賴注入框架，集成了各種技術(shù)庫Spring FrameworkJava EESpring Framework依賴注入CDIIoC ContainerAOPIntercepterSpring AOPPersistenceJPAJPA, JDBC, SpringDataTransactio

3、nJTA, EJBJTA, JDBC, JPARestJaxRSSpringMVCMessagingJMS, EJBSpring Messaging, JMSSecurityJavaEE Security, EJB, ServletSpring Security架構(gòu)部署包組成部署包是否可執(zhí)行應(yīng)用服務(wù)器容器說明CS獨(dú)立服務(wù)器jar客戶端維持狀態(tài)JEEear,war,jarServlet/EJB分布對象的爭議Spring webwarServletMVC模式JS / RestwarServlet異步響應(yīng)式Java微服務(wù)war or jar可選三個維度劃分復(fù)制狀態(tài)Servlet 的 Session

4、信息有狀態(tài) Session BeanHibernate 緩存Wildfly 利用 Infinispan優(yōu)化后性能上乘（狀態(tài)緩存在JVM中）應(yīng)用服務(wù)器集群狀態(tài)復(fù)制基于 Spring 的可引導(dǎo)的程序可選擇不同的 Servlet Starter開發(fā)微服務(wù)應(yīng)用與 Servlet 容器包含關(guān)系：和Spring框架開發(fā)的war包 正好相反Spring BootSpring BootTomcat StarterConfigurationVSWar SpringFrameworkTomcatSpring Cloud 和 MicroProfile微服務(wù)要考慮的要素微服務(wù)要素Spring CloudMicropr

5、ofile配置管理Config serverConfig服務(wù)發(fā)現(xiàn)EurekaJavaEE naming負(fù)載均衡RibbonBy Application Server性能指標(biāo)Spring Boot ActuatorMetrics, health分布式跟蹤Spring Cloud SleuthOpentracing故障容錯HystrixFault-tolerance路由和攔截器ZuulJavaEE Servlet, interceptor以 Spring 微服務(wù)舉例：JDKSpring Boot Spring Cloud 各種三方庫Jar 包非常龐大啟動時，需要相關(guān)服務(wù)就緒Java微服務(wù)Sprin

6、g BootTomcat StarterJPA StarterMessgaing Starter StarterSpring Could Config EurekaZuulManagementConfigurationJava 包，功能為返回REST數(shù)據(jù)信息部署包數(shù)據(jù)對比方式JavaEE war包Spring war包Spring Boot jar包Spring Boot / Spring Cloud jar大小7K6.4M16.7M39.4M包含容器 總體積217M30M16.7M39.4M+40.1M(Eureka)啟動時長4500ms1800ms1850ms7200ms占用內(nèi)存60M45

7、M42M初始600M，GC 后約170M說明Wildfly 14 full profileTomcat 9, Spring4.2SpringBoot 2.1.4,Tomcat 9SpringCloud 1.4.0, Zuul 1.3Java EE Container 和 Docker container迷思之二： 容器Container所指的是？以進(jìn)程為單元，資源受限應(yīng)用開發(fā)和部署應(yīng)當(dāng)：受容器管控向容器設(shè)施申請資源提供全局管理功能平臺提供接口，方便應(yīng)用開發(fā)應(yīng)用容器化部署Kubernetes容器編排，管理大規(guī)模集群概念對照容器部署組件容器JavaEE應(yīng)用服務(wù)器Docker and Kuberne

8、tes無狀態(tài)組件Managed Bean, Stateless EJBPods有狀態(tài)組件Servlet Session, Stateful EJBStatefulSet任務(wù)Scheduled BeanJob, CronJob主控和任務(wù)節(jié)點(diǎn)DomainController, NodeMaster, Worker Node控制器ControllerController manager服務(wù)群組Server groupsLabel selector擴(kuò)展性ExtensionCustomResourceDefinitions提供服務(wù)治理功能，業(yè)務(wù)組件專注邏輯實(shí)現(xiàn)Service Mesh幫助微服務(wù)“減肥”流

9、量管理 故障處理 路由規(guī)則混合多個組件 微服務(wù)設(shè)施認(rèn)證授權(quán)三大功能：BuildServingEventingServerless廣泛應(yīng)用Knative 構(gòu)建函數(shù)運(yùn)算服務(wù)平臺函數(shù)化啟動速度容器鏡像大小占用內(nèi)存大小迷思之三： Java是否適應(yīng)云原？JDK AppCDS (Application Class-Data Sharing) 特性-Xshare:on-XX:+UseAppCDSSpringBoot on JDK11提升啟動速度AppCDSStartup timeoff2160mson1980ms啟動速度提升8.3%。一般應(yīng)用啟動速度能快20%左右Java 9 之后支持模塊化可以通過 Jli

10、nk 工具，只提取必須的 jmod裁減JDKJDK11JDK占用空間Modules文件完整版310.6M130.8M只含有 java.base mod49.7M24.6M$ jar -create file myapp-1.0.jar -main-class app.StringHash -module-version 1.0 -C mods .$ jlink -module-path jmods:mods -add-modules myapp-output target官方的OpenJDK Slim 鏡像，基于Debian Slim FROM debian:stretch-slimDebia

11、n還是通用的Linux發(fā)行版可以使用Alpine Linux FROM alpine:3.9 Musl-libc 和 Busybox使用更小的鏡像源55.3M5.53M優(yōu)化 Java 應(yīng)用類加載Java 程序“靜態(tài)”化，“函數(shù)”化Quarkus 項(xiàng)目（官方給出的性能比較圖，分別為 傳統(tǒng)Java技術(shù)棧，Quarkus Java 和 Quarkus Native）如何減少運(yùn)行時內(nèi)存占用？REST數(shù)據(jù)服務(wù)性能比較方式Spring Boot jar包Quarkus JVMQuarkus native大小16.7M49.5K20M含libs總體 積16.7M9.8M20M啟動時長1850ms530ms1

12、0ms占用內(nèi)存(RSS)264M117M13.7M說明SpringBoot 2.1.4,Tomcat 9Quarkus 0.14, JDK 8Quarkus 0.14借用了 Java EE 和 Microprofile 部分規(guī)范Quarkus規(guī)范化技術(shù)Java EEMicroProfileOtherCDIConfigOpenAPIJAX-RSRest-ClientReactive StreamJPAMetricsReactive MessagingJSON-P / JSON-BFault ToleranceKeyCloakServletJWT SecurityCamelBean Validat

13、orVertxQuarkus技術(shù)棧核心組件和主要部件Quarkus ExtensionRestEasyUndertowHibernateBean ValidationNarayanaAgroalReactive SteamRest ClinetMetricsOpenAPIOpenSSLFault ToleranceQuarkus CoreGizmoJandexGraal SDKWeld ArcHotspotSubstrate利用 Graal 項(xiàng)目的 Substrate VM中 native- image 工具將 Java 應(yīng)用“轉(zhuǎn)換”為本 地代碼Java 原生程序編譯Compile提供Prov

14、ision組合AugmentJDK 虛擬 機(jī)運(yùn)行AOT 本地編譯運(yùn)行容 器鏡像在編譯時重寫 Java 代碼，使得程序 能夠被快速加載和啟動運(yùn)行能靜態(tài)初始化加載的盡量靜態(tài)構(gòu)造， 對原有的動態(tài)發(fā)現(xiàn)的進(jìn)行必要代碼重 寫需要考慮本地編譯的要求Quarkus 核心技術(shù)INFO - quarkus-maven-plugin:0.14.0:native-image (default) using- websockets -INFO io.quarkus.creator.phase.nativeimage.NativeImagePhase Running Quarkus native-image plugin

15、 on Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VMINFO io.quarkus.creator.phase.nativeimage.NativeImagePhase /x1/java/javalib/graalvm-ce-1.0.0-rc16/bin/native-image -J- Djava.util.logging.manager=org.jboss.logmanager.LogManager - H:InitialCollectionPolicy=com.oracle.svm.core.genscavenge.CollectionPolicy$BySpaceA

16、ndTime -jar app-runner.jar -J- Djava.util.concurrent.ForkJoinPmon.parallelism=1 - H:FallbackThreshold=0 -H:+PrintAnalysisCallTree -H:-AddAllCharsets - H:EnableURLProtocols=http -H:NativeLinkerOption=-no-pie -H:-SpawnIsolates - H:-JNI -no-server -H:-UseServiceLoaderFeature -H:+StackTraceapp-runner:22

17、276classlist:2,884.84msapp-runner:22276(cap):1,091.63msapp-runner:22276setup:2,310.69ms20:48:44,880 WARNio.und.web.jsr UT026010: Buffer pool was not set on WebSocketDeploymentInfo, the default pool will be used20:48:44,894 INFOio.und.web.jsr UT026003: Adding annotated server endpoint class org.acme.

18、websocket.ChatSocket for path /chat/username20:48:45,773INFOorg.jbo.threads JBoss Threads version 3.0.0.Alpha420:48:46,336INFOorg.xnio XNIO version 3.7.0.Final20:48:46,370INFOorg.xni.nio XNIO NIO Implementation Version 3.7.0.Finalapp-runner:22276(typeflow):10,598.82msapp-runner:22276(objects):9,051.49msapp-runner:22276(features):817.12msapp-runner:22276analysis:20,971.70msapp-runner:22276universe:555.74msapp-runner:22276(parse):1,794.73msapp-runner:22276(inline):3,270.11msapp-runner:22276(compile):19,523.92msapp-runner:22276compile:25,859.57msapp-runner:22276i