1、Java 容器化部署 从应用服务器到云原生永源中间件 1.Java 应用程序的部署方式 2.三个迷思困惑 3.容器镜像包和软件启动速度 4.Java Cloud Native 概述 1.哪个在先，哪个在后？2.部署包的体积，占用的内存 3.更容易运维管理 4.组件间交互和效率 迷思之一：单体 vs 微服务 IDL文件=客户端，服务器代码 编写服务器实现 编译成多个可执行文件 多个服务器进程运行 注册到命名服务器中 集群和高可用 编写脚本，维护服务器运行 Java刚诞生时 都是微服务架构 Corba?gRPC?Dubbo?多种语言?Java?接口定义?IDL?IDL?Java Interface

2、?协议?IIOP?Protobuf/Http2?dubbo等多种?异步响应式?callback?stream?callback?服务治理?对照表：业界主流技术发展 浏览器和前端技术 GUI?客户端?RPC?浏览器?HTTP?通信?浏览器?HTTP?浏览器?REST?终端设备?REST?1 传统Client-Server 2 J2EE 3 JavaEE with Spring 4 JS 框架和 REST 5 Microservice架构 基于 Java EE，依赖注入框架，集成了各种技术库 Spring Framework Java EE?Spring Framework?依赖注入?CDI?Io

3、C Container?AOP?Intercepter?Spring AOP?Persistence?JPA?JPA,JDBC,SpringData?Transaction?JTA,EJB?JTA,JDBC,JPA?Rest?JaxRS?SpringMVC?Messaging?JMS,EJB?Spring Messaging,JMS?Security?JavaEE Security,EJB,Servlet?Spring Security?架构 部署包组成 部署包?是否可执行?应用服务器容器?说明?CS?独立服务器jar?客户端维持状态?JEE?ear,war,jar?Servlet/EJB?分

4、布对象的争议?Spring web?war?Servlet?MVC模式?JS/Rest?war?Servlet?异步响应式?Java微服务?war or jar?可选?三个维度划分?复制状态 Servlet 的 Session 信息 有状态 Session Bean Hibernate 缓存 Wildfly 利用 Infinispan 优化后性能上乘（状态缓存在JVM中）应用服务器集群 状态复制 基于 Spring 的可引导的程序 可选择不同的 Servlet Starter 开发微服务应用 与 Servlet 容器包含关系：和Spring框架开发的war包正好相反 Spring Boot?S

5、pring Boot?Tomcat Starter?Configuration VS War?Spring Framework?Tomcat Spring Cloud 和 MicroProfile 微服务要考虑的要素 微服务要素?Spring Cloud?Microprofile?配置管理?Config server?Config?服务发现?Eureka?JavaEE naming?负载均衡?Ribbon?By Application Server?性能指标?Spring Boot Actuator?Metrics,health?分布式跟踪?Spring Cloud Sleuth?Opentr

6、acing?故障容错?Hystrix?Fault-tolerance?路由和拦截器?Zuul?JavaEE Servlet,interceptor?以 Spring 微服务举例：JDKSpring Boot Spring Cloud 各种三方库 Jar 包非常庞大 启动时，需要相关服务就绪 Java微服务?Spring Boot?Tomcat Starter?Configuration JPA Starter?Messgaing Starter?Starter?Spring Could?Config?Eureka?Zuul?Management Java 包，功能为返回REST数据信息 部署包

7、数据对比 方式?JavaEE war包?Spring war包?Spring Boot jar包?Spring Boot/Spring Cloud jar?大小?7K?6.4M?16.7M?39.4M?包含容器总体积?217M?30M?16.7M?39.4M+40.1M(Eureka)?启动时长?4500ms?1800ms?1850ms?7200ms?占用内存?60M?45M?42M?初始600M，GC后约170M?说明?Wildfly 14 full profile?Tomcat 9,Spring 4.2?SpringBoot 2.1.4,Tomcat 9?SpringCloud 1.4.0

8、,Zuul 1.3?Java EE Container 和 Docker container 迷思之二：容器Container所指的是？以进程为单元，资源受限 应用开发和部署应当：受容器管控 向容器设施申请资源 提供全局管理功能 平台提供接口，方便应用开发 应用容器化部署 容器编排，管理大规模集群 Kubernetes 概念对照 容器部署组件 容器?JavaEE应用服务器?Docker and Kubernetes?无状态组件?Managed Bean,Stateless EJB?Pods?有状态组件?Servlet Session,Stateful EJB?StatefulSet?任务?Sc

9、heduled Bean?Job,CronJob?主控和任务节点?DomainController,Node?Master,Worker Node?控制器?Controller?Controller manager?服务群组?Server groups?Label selector?扩展性?Extension?CustomResourceDefinitions?提供服务治理功能，业务组件专注逻辑实现 Service Mesh帮助微服务“减肥”流量管理?故障处理?路由规则?混合多个组件?微服务设施?认证授权?三大功能：Build Serving Eventing Serverless广泛应用 K

10、native 构建函数运算服务平台 1.函数化 2.启动速度 3.容器镜像大小 4.占用内存大小 迷思之三：Java是否适应云原生？JDK AppCDS(Application Class-Data Sharing)特性 -Xshare:on -XX:+UseAppCDS SpringBoot on JDK11 提升启动速度 AppCDS?Startup time?off?2160ms?on?1980ms?启动速度提升8.3%。一般应用启动速度能快20%左右 Java 9 之后支持模块化 可以通过 Jlink 工具，只提取必须的 jmod 裁减JDK JDK 11 JDK占用空间 Module

11、s文件 完整版 310.6M 130.8M 只含有 java.base mod 49.7M 24.6M$jar-create file myapp-1.0.jar-main-class app.StringHash-module-version 1.0-C mods.$jlink-module-path jmods:mods-add-modules myapp-output target官方的OpenJDK Slim 镜像，基于Debian Slim FROM debian:stretch-slim Debian还是通用的Linux发行版 可以使用Alpine Linux FROM alpin

12、e:3.9 Musl-libc 和 Busybox 使用更小的镜像源 55.3M 5.53M 优化 Java 应用类加载 Java 程序“静态”化，“函数”化 Quarkus 项目 （官方给出的性能比较图，分别为 传统Java技术栈，Quarkus Java 和 Quarkus Native）如何减少运行时内存占用？REST数据服务 性能比较 方式?Spring Boot jar包?Quarkus JVM?Quarkus native?大小?16.7M?49.5K?20M?含libs总体积?16.7M?9.8M?20M?启动时长?1850ms?530ms?10ms?占用内存(RSS)?264M

13、?117M?13.7M?说明?SpringBoot 2.1.4,Tomcat 9?Quarkus 0.14,JDK 8?Quarkus 0.14?借用了 Java EE 和 Microprofile 部分规范 Quarkus规范化技术 Java EE?MicroProfile?Other?CDI?Config?OpenAPI?JAX-RS?Rest-Client?Reactive Stream?JPA?Metrics?Reactive Messaging?JSON-P/JSON-B?Fault Tolerance?KeyCloak?Servlet?JWT Security?Camel?Bean

14、 Validator?Vertx?核心组件和主要部件 Quarkus技术栈 Quarkus Extension RestEasy Undertow Hibernate Bean Validation Narayana Agroal Reactive Steam Rest Clinet Metrics OpenAPI OpenSSL Fault Tolerance Quarkus Core?Gizmo?Jandex?Graal SDK?Weld Arc?Hotspot?Substrate?利用 Graal 项目的 Substrate VM中 native-image 工具 将 Java 应用“转

15、换”为本地代码 Java 原生程序 编译Compile?提供Provision?组合?Augment?JDK 虚拟机运行?AOT 本地编译?运行容器镜像?在编译时重写 Java 代码，使得程序能够被快速加载和启动运行 能静态初始化加载的尽量静态构造，对原有的动态发现的进行必要代码重写 需要考虑本地编译的要求 Quarkus 核心技术 INFO-quarkus-maven-plugin:0.14.0:native-image(default)using-websockets-INFO io.quarkus.creator.phase.nativeimage.NativeImagePhase Ru

16、nning Quarkus native-image plugin 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.genscaveng

17、e.CollectionPolicy$BySpaceAndTime-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:+StackTraceap

18、p-runner:22276 classlist:2,884.84 msapp-runner:22276 (cap):1,091.63 msapp-runner:22276 setup:2,310.69 ms20:48:44,880 WARN io.und.web.jsr UT026010:Buffer pool was not set on WebSocketDeploymentInfo,the default pool will be used20:48:44,894 INFO io.und.web.jsr UT026003:Adding annotated server endpoint

19、 class org.acme.websocket.ChatSocket for path/chat/username20:48:45,773 INFO org.jbo.threads JBoss Threads version 3.0.0.Alpha420:48:46,336 INFO org.xnio XNIO version 3.7.0.Final20:48:46,370 INFO org.xni.nio XNIO NIO Implementation Version 3.7.0.Finalapp-runner:22276 (typeflow):10,598.82 msapp-runne

20、r:22276 (objects):9,051.49 msapp-runner:22276 (features):817.12 msapp-runner:22276 analysis:20,971.70 msapp-runner:22276 universe:555.74 msapp-runner:22276 (parse):1,794.73 msapp-runner:22276 (inline):3,270.11 msapp-runner:22276 (compile):19,523.92 msapp-runner:22276 compile:25,859.57 msapp-runner:2

21、2276 image:2,127.83 msapp-runner:22276 write:437.76 msapp-runner:22276 total:57,628.60 msAutomaticFeaturepublic class AutoFeature implements Feature public void beforeAnalysis(BeforeAnalysisAccess var1)内存中构建 Build Step 过程图 全局视图 Quarkus Buildsteps 局部放大 启动时长和占用内存(RSS)容器化部署图表 Wildfly Full Spring War Sp

22、ring Boot Quarkus JVM Quarkus Native 启动时长(ms)?4500 1800 1850 530 10 占用内存(MB)?461 287 264 117 14 0?500?1000?1500?2000?2500?3000?3500?4000?4500?5000?Wildfly full?Spring war?Spring Boot?Quarkus JVM?Quarkus native?启动时长启动时长?启动时长?0?100?200?300?400?500?Wildfly full?Spring war?Spring Boot?Quarkus JVM?Quarkus native?占用内存占用内存?占用内存?适合的才是最好的 用户规模，访问频次 组件状态和事务要求 运维团队和技能 云计算设施情况 Java 和其他语言以及相关技术栈的熟悉程度 容器化部署技术选择 文中图片借用了来自Oracle,Docker,Kubernetes,Red Hat,Apache等公司，组织和个人的图片，表示感谢。版权均归原作者所有。