云原生时代高性能Java框架—Quarkus（一）

——— Quarkus&GraalVM介绍、建立并启动第一个项目

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Quarkus系列博文

• Quarkus&GraalVM介绍、建立并启动第一个项目
• 构建Quarkus本地镜像、容器化部署Quarkus项目
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Quarkus介绍

Quarkus 是一个为 Java 虚拟机（JVM）和原生编译而设计的全堆栈 Kubernetes 原生 Java 框架，用于专门针对容器优化 Java，并使其成为无服务器、云和 Kubernetes 环境的高效平台。

Quarkus 可与经常使用 Java 标准、框架和库协同工做，例如 Eclipse MicroProfile、Apache Kafka、RESTEasy（JAX-RS）、Hibernate ORM（JPA）、Spring、Infinispan、Camel 等。

Quarkus 的依赖注入解决方案基于 CDI（上下文和依赖注入），且包含一个扩展框架来扩展功能并将其配置、引导并集成到您的应用中。添加扩展就像添加依赖项同样容易；或者，您可使用 Quarkus 工具。

此外也是引人注目的一个特色，它还向 GraalVM（一种通用虚拟机，用于运行以多种语言（包括 Java 和 JavaScript）编写的应用）提供正确信息，以便对应用进行原生编译。

Rad Hat列出了一下清单来代表使用Quarkus的好处：检查清单

Quarkus与传统Java框架对比

Quarkus与传统技术栈对比

来自官方的一张图，展现了使用Quarkus框架开发项目和使用传统框架开发的一些运行时数据明细对比，能够看到Quarkus项目在JVM中运行时所消耗的内存和接口响应能力要明显好于传统的Java技术栈。而将Quarkus编译成本地可执行文件（本地镜像）以后，其优点能够说很是明显了。

GraalVM简介

GraalVM是一种高性能的虚拟机，它能够显著的提升程序的性能和运行效率，很是适合微服务。其设计初衷是实现能够运行不一样语言（Java、JavaScript、基于LLVM的语言（例如C和C ++）以及其余动态语言）编写的应用程序。它消除了不一样编程语言之间的隔阂，并实现了多语言共享运行时的互操做性。它能够独立运行，也能够在OpenJDK，Node.js或Oracle数据库的上下文中运行。

对于Java应用程序，GraalVM能够带来不少有价值的好处：更快地运行它们，经过脚本语言（JavaScript, R, Python...）提供可扩展性或建立提早编译的本机映像（native-image）。

更多关于GraalVM的信息可参考：此篇文章。

GraalVM安装

本文咱们使用SDKMAN来安装GraalVM。SDKMAN是一款用于在大多数基于Unix的系统上管理多个软件开发套件的并行版本的工具。它提供了一个方便的命令行界面（CLI）和API，用于安装，切换，删除和列出候选人。它之前被称为Groovy enVironment Manager （GVM），受到了很是有用的RVM和rbenv工具的启发，该工具在Ruby社区中普遍使用。

安装SDKMAN

运行以下命令进行安装：

$ curl -s "https://get.sdkman.io" | bash
$ source "$HOME/.sdkman/bin/sdkman-init.sh"

运行以下命令，验证是否已安装ADKMAN：

$ sdk version

安装GraalVM

运行以下命令：

$ sdk list java

能够看到SDKMAN列出了所支持的全部Java发行版

咱们找到GraalVM的发行版

截至编写本文时，GraalVM的最新版本为20.1.0.r11-grl，因此咱们会安装此版本。运行以下命令安装GraalVM：

$ sdk install java 20.1.0.r11-grl

至此，GraalVM安装完毕！咱们能够运行以下命令来判断GraalVM是否已安装：

$ java -version

建立项目

咱们有多种方式建立Quarkus项目

使用Intellij IDEA建立Quarkus项目

点击菜单栏File>New>Project... 建立新项目

点击Next，并填写适当的信息，Next>Next...,建立完毕。

使用Maven命令行建立Quarkus项目

运行以下命令，建立Quarkus项目：

mvn io.quarkus:quarkus-maven-plugin:1.6.0.Final:create \
    -DprojectGroupId=org.acme \
    -DprojectArtifactId=getting-started \
    -DclassName="org.acme.getting.started.GreetingResource" \
    -Dpath="/hello"
cd getting-started

至此，建立项目完毕！

启动项目

咱们使用IDEA打开项目

Quarkus并无相似Spring Boot、Helidon之类框架同样的启动类，咱们须要经过运行Maven命令来启动项目。

在IDEA控制台运行以下命令来启动项目:

./mvnw compile quarkus:dev

启动成功！

固然每次运行命令行会显得不便，咱们能够经过以下配置来配置项目快捷启动：

点击左上角"+"图标添加一个Maven配置如左边栏，在右边栏中的Command line中填入"compile quarkus:dev"，点击OK。

此时能够点下下图所示图标来便捷启动项目

运行测试

打开项目中的测试类，看到以下代码：

@QuarkusTest  //1
public class ExampleResourceTest {
    @Test
    public void testHelloEndpoint() {
        given()
            .when().get("/hello")
            .then()
            .statusCode(200) //2
            .body(is("hello"));
    }
}

1. 经过使用@QuarkusTest注解运行程序，能够指示JUnit在测试以前启动应用程序。
2. 检查HTTP响应状态代码和内容。

默认状况下，测试将在端口8081上运行，以避免与正在运行的应用程序冲突。Quarkus自动将RestAssured配置为使用此端口。若是要测试其余路径，则可使用@TestHTTPResource注解将被测试的URL直接注入到测试类的字段中。该字段的类型能够是字符串，URL或URI。咱们须要为该注解指定测试路径的值。例如，若是我要测试映射到/myservlet的Servlet，只需在测试中添加如下内容：

@QuarkusTest  
public class ExampleResourceTest {
    @TestHTTPResource("/myservlet")
    URL testUrl;

    @Test
    public void testHelloEndpoint() {
        given()
            .when().get(testUrl)
            .then()
            .statusCode(200) 
            .body(is("hello"));
    }
}

能够经过在项目配置文件中配置quarkus.http.test-port属性控制测试端口。 Quarkus还建立了一个名为test.url的系统属性，该属性值将被设置成基础测试URL（BasePath）。

总结

咱们进入了云原生、微服务的时代，咱们告别了大型单体应用的庞大和复杂，而且收获了微服务带来的极大的好处 。可是一些问题也开始接踵而至。随着微小服务的增多，曾经在单个应用上发生的多余无用依赖、Java项目与生俱来的启动过程缓慢、JIT优化问题扩散到了每一个微服务上面。并且传统的Java EE规范并无微服务的模式解决方案，问题很迫切须要解决。幸运的事，随着Quarkus、Helidon等等一些新型Java开发框架的出现缓解了这个局面（以及目前Spring生态也开始了对GraalVM的大力支持），他们使Java变得更加本地化，不论是项目的体量方面仍是资源消耗和运行效率方面都有显著提高。