quarkus实战之二：应用的创建、构建、部署

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程序员欣宸
     广东
    阅读 14 分钟

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    这里分类和汇总了欣宸的全部原创(含配套源码)：https://github.com/zq2599/blog_demos

    本篇概览

    • 本文是《quarkus实战》系列的第二篇，目标是开发HelloWorld应用，让我们对quarkus有最基本的了解，写好的代码会在以下几种场景运行，这应该覆盖了大部分运行情况，绿色背景的表示具体的运行方式，可见一共有五种：
      在这里插入图片描述
    • 为达到上述目标，接下来的文章会被划分为这几个部分：
    • 介绍常见三种创建quarkus工程的方式
    • 创建quarkus工程
    • IDE导入
    • 少量编码
    • 用maven启动dev模式，并验证
    • 生成二进制可执行文件，并验证
    • 制作成docker镜像，并验证

    • 接下来，一起实战吧

      创建工程的方式

    • 万丈高楼平地起，首先要面对的是如何创建quarkus项目，与SpringBoot类似，quarkus为我们提供了多种辅助方式：
    • IDEA支持创建quarkus项目：
      在这里插入图片描述
      备注：我的mac和ubuntu上的IDEA都<font color="red">没见到这个选项</font>，难道我装了两个假的IDEA？

    • maven命令支持创建，如下：

      mvn io.quarkus.platform:quarkus-maven-plugin:2.7.1.Final:create \
  -DprojectGroupId=org.acme \
  -DprojectArtifactId=getting-started \
  -Dextensions="resteasy"
cd getting-started
    • 第三种是通过页面操作，在线创建，这种方法直观且简单（不用记命令），推荐使用，打开地址：<font color="blue">https://code.quarkus.io/</font>，添加自己的maven配置，然后下载网站生成的工程包，如下图：
      在这里插入图片描述

    • 个人对命令行的方式比较偏爱，接下来就用命令行创建工程吧

      创建工程

    • 执行以下命令，创建名为<font color="blue">hello-quarkus</font>的maven工程

      mvn "io.quarkus:quarkus-maven-plugin:create" \
-DprojectGroupId="com.bolingcavalry" \
-DprojectArtifactId="hello-quarkus" \
-DprojectVersion="1.0-SNAPSHOT" \
-DclassName="HobbyResource" \
-Dpath="actions"

    • 有了阿里云的加速，等待五分钟左右完成项目创建，控制台输出如下：

      [INFO] -----------
[INFO] 
applying codestarts...
[INFO] 📚  java
🔨  maven
📦  quarkus
📝  config-properties
🔧  dockerfiles
🔧  maven-wrapper
🚀  resteasy-codestart
[INFO] 
-----------
[SUCCESS] ✅  quarkus project has been successfully generated in:
--> /home/will/temp/202202/02/24/001/hello-quarkus
-----------
[INFO] 
[INFO] ========================================================================================
[INFO] Your new application has been created in /home/will/temp/202202/02/24/001/hello-quarkus
[INFO] Navigate into this directory and launch your application with mvn quarkus:dev
[INFO] Your application will be accessible on http://localhost:8080
[INFO] ========================================================================================
[INFO] 
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] BUILD SUCCESS
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Total time:  02:10 min
[INFO] Finished at: 2022-02-24T08:03:03+08:00
[INFO] ------------------------------------------------------------------------

    • 用tree命令看看项目结构，是个标准的maven工程，只是多了个docker目录，里面有几个Dockerfile文件，应该是用来制作镜像的吧：

      will@lenovo:~/temp/202202/02/24/001$ tree
.
└── hello-quarkus
  ├── mvnw
  ├── mvnw.cmd
  ├── pom.xml
  ├── README.md
  └── src
      ├── main
      │   ├── docker
      │   │   ├── Dockerfile.jvm
      │   │   ├── Dockerfile.legacy-jar
      │   │   ├── Dockerfile.native
      │   │   └── Dockerfile.native-micro
      │   ├── java
      │   │   └── com
      │   │       └── bolingcavalry
      │   │           └── HobbyResource.java
      │   └── resources
      │       ├── application.properties
      │       └── META-INF
      │           └── resources
      │               └── index.html
      └── test
          └── java
              └── com
                  └── bolingcavalry
                      ├── HobbyResourceTest.java
                      └── NativeHobbyResourceIT.java

    • directories, 13 files

    • 先观察pom.xml，看有哪些要注意的配置，首先是dependencyManagement节点，可见为了维护各依赖库的版本关系，quarkus使用了BOM管理，这样对用户来说就很方便了：

      <dependencyManagement>
  <dependencies>
    <dependency>
      <groupId>${quarkus.platform.group-id}</groupId>
      <artifactId>${quarkus.platform.artifact-id}</artifactId>
      <version>${quarkus.platform.version}</version>
      <type>pom</type>
      <scope>import</scope>
    </dependency>
  </dependencies>
</dependencyManagement>

    • 然后是quarkus的maven插件，如下图，可见此插件提供了丰富的功能，这些不在本篇展开，留待后面使用到了再说吧：
      在这里插入图片描述

      IDE导入

    • 此时可以用IDE导入这个maven工程了，我这边用的是IDEA，可以看到自动生成的类HobbyResource.java，是个web接口响应类：
      在这里插入图片描述
    • 如下图红框，做一点小小的改动，用于验证能否生效：
      在这里插入图片描述
    • 改了web接口的返回值，还要记得修改对应的单元测试代码，否则测试就不能通过了，修改HobbyResourceTest.java，如下图黄框所示，原本是<font color="red">is</font>方法，现在改为<font color="red">containsString</font>：

    在这里插入图片描述

    启动服务(dev模式)

    • dev模式可以看到更多内部信息，适合开发阶段使用，执行以下命令即可dev模式启动服务：

      mvn compile quarkus:dev

    • 控制台输出以下信息，表示服务已启动（还列出了已支持的feature），还问你要不要继续做单元测试：

      [INFO] Nothing to compile - all classes are up to date
Listening for transport dt_socket at address: 5005
__  ____  __  _____   ___  __ ____  ______ 
 --/ __ \/ / / / _ | / _ \/ //_/ / / / __/ 
 -/ /_/ / /_/ / __ |/ , _/ ,< / /_/ /\ \   
--\___\_\____/_/ |_/_/|_/_/|_|\____/___/   
2022-02-25 08:07:33,050 INFO  [io.quarkus] (Quarkus Main Thread) hello-quarkus 1.0-SNAPSHOT on JVM (powered by Quarkus 2.7.1.Final) started in 1.580s. Listening on: http://localhost:8080

2022-02-25 08:07:33,066 INFO  [io.quarkus] (Quarkus Main Thread) Profile dev activated. Live Coding activated.
2022-02-25 08:07:33,067 INFO  [io.quarkus] (Quarkus Main Thread) Installed features: [cdi, resteasy, smallrye-context-propagation, vertx]

--
Tests paused
Press [r] to resume testing, [o] Toggle test output, [:] for the terminal, [h] for more options>
    • 我这里输入<font color="blue">r</font>表示继续执行单元测试，等待测试用例执行完成后，如下图：
      在这里插入图片描述
    • 用浏览器访问<font color="blue">http://localhost:8080/actions</font>，即可看到响应信息，如下图，内容与我们修改的一致：
      在这里插入图片描述
    • 访问<font color="blue">http://localhost:8080/q/dev/</font>，可以看到丰富的系统信息，该地址只在dev模式有效：
      在这里插入图片描述

    生成jar包

    • 刚才的mvn命令可以启动服务，但是仅适合用在开发环境，正式部署项目时，我们更常用的方式是做成jar文件再用java运行，来看如何将项目做成jar
    • 我们知道，整个项目依赖了其他的jar库，因此仅仅将HobbyResource.java制作成jar是不够的，我们需要将所有HobbyResource.java编译后与其他依赖jar合并在一起，做成一个完整的jar（SpringBoot应用也是这么做的），这种jar，官方称之为<font color="blue">uber-jar</font>
    • 打包，uber-jar（含依赖库），可以用java11启动执行，但是不含http://localhost:8080/q/dev/网页功能：

    • 制作uber-jar的命令很简单，带上<font color="blue">quarkus.package.type</font>参数即可，完整命令如下：

      mvn clean package -U -Dquarkus.package.type=uber-jar

    • 控制台输出如下，可见生成了名为<font color="blue">hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT.jar</font>的jar文件：

      [INFO] --- maven-jar-plugin:2.4:jar (default-jar) @ hello-quarkus ---
[INFO] Building jar: /home/will/temp/202202/02/24/001/hello-quarkus/target/hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT.jar
[INFO] 
[INFO] --- quarkus-maven-plugin:2.7.1.Final:build (default) @ hello-quarkus ---
[INFO] [io.quarkus.deployment.pkg.steps.JarResultBuildStep] Building uber jar: /home/will/temp/202202/02/24/001/hello-quarkus/target/hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner.jar
[INFO] [io.quarkus.deployment.QuarkusAugmentor] Quarkus augmentation completed in 2837ms
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] BUILD SUCCESS
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Total time:  26.274 s
[INFO] Finished at: 2022-02-26T09:05:51+08:00
[INFO] ------------------------------------------------------------------------

    • 启动应用，命令是<font color="blue">java -jar hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner.jar</font>，如下，0.8秒还挺快：

      will@lenovo:~/temp/202202/02/24/001/hello-quarkus/target$ java -jar hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner.jar
__  ____  __  _____   ___  __ ____  ______ 
 --/ __ \/ / / / _ | / _ \/ //_/ / / / __/ 
 -/ /_/ / /_/ / __ |/ , _/ ,< / /_/ /\ \   
--\___\_\____/_/ |_/_/|_/_/|_|\____/___/   
2022-02-26 09:12:12,968 INFO  [io.quarkus] (main) hello-quarkus 1.0-SNAPSHOT on JVM (powered by Quarkus 2.7.1.Final) started in 0.841s. Listening on: http://0.0.0.0:8080
2022-02-26 09:12:12,990 INFO  [io.quarkus] (main) Profile prod activated. 
2022-02-26 09:12:12,990 INFO  [io.quarkus] (main) Installed features: [cdi, resteasy, smallrye-context-propagation, vertx]

    • 浏览器访问服务，正常响应：
      在这里插入图片描述

      制作二进制可执行文件

    • 接下来要体验的是quarkus的特色了：将项目制作成二进制可执行文件
    • 首先请确认当前环境的docker服务正常
    • 其次内存不要太小（在macbook上试过，可用内存低于4G时报错：Exit code was 137 which indicates an out of memory error）
    • 简单说一下二进制可执行文件是如何制作的：
    • 我们只需要执行maven命令即可，在命令中带些参数，这些参数是给quarkus的maven插件用的
    • quarkus的maven插件会下载一个docker镜像(ubi-quarkus-native-image)
    • 然后用此镜像创建一个容器
    • 容器中有GraalVM环境，用此环境将制作二进制可执行文件
    • 制作成功后，容器被销毁

    • 上面步骤虽多，我们的实际操作却很简单，只有第一步，执行如下命令即可：

      mvn clean package -U -DskipTests -Dnative -Dquarkus.native.container-build=true

    • 上述命令有一定概览发生Out Of Memory错误，如果你电脑的内存充足，可以酌情指定JVM的最大堆内存，完整命令如下，可见增加了<font color="blue">-Dquarkus.native.native-image-xmx</font>参数

      mvn clean package -U -DskipTests -Dnative -Dquarkus.native.native-image-xmx=4096m -Dquarkus.native.container-build=true
    • 首次下载docker镜像会消耗一点时间，另外CPU会出现暴涨，如下图：
      在这里插入图片描述

    • 我这边耗时两分钟完成了二进制文件制作，控制台输出如下：

      [INFO] [io.quarkus.deployment.pkg.steps.NativeImageBuildStep] Running Quarkus native-image plugin on GraalVM 21.3.1 Java 11 CE (Java Version 11.0.14+9-jvmci-21.3-b09)
[INFO] [io.quarkus.deployment.pkg.steps.NativeImageBuildRunner] docker run --env LANG=C --rm --user 1000:1000 -v /home/will/temp/202202/02/24/001/hello-quarkus/target/hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-native-image-source-jar:/project:z --name build-native-TArNh quay.io/quarkus/ubi-quarkus-native-image:21.3-java11 -J-Djava.util.logging.manager=org.jboss.logmanager.LogManagerGraalVM -J-Dsun.nio.ch.maxUpdateArraySize=100 -J-Dvertx.logger-delegate-factory-class-name=io.quarkus.vertx.core.runtime.VertxLogDelegateFactory -J-Dvertx.disableDnsResolver=true -J-Dio.netty.leakDetection.level=DISABLED -J-Dio.netty.allocator.maxOrder=3 -J-Duser.language=zh -J-Duser.country=CN -J-Dfile.encoding=UTF-8 -H:-ParseOnce -J--add-exports=java.security.jgss/sun.security.krb5=ALL-UNNAMED -J--add-opens=java.base/java.text=ALL-UNNAMED -H:InitialCollectionPolicy=com.oracle.svm.core.genscavenge.CollectionPolicy\$BySpaceAndTime -H:+JNI -H:+AllowFoldMethods -J-Djava.awt.headless=true -H:FallbackThreshold=0 -H:+ReportExceptionStackTraces -H:-AddAllCharsets -H:EnableURLProtocols=http -H:-UseServiceLoaderFeature -H:+StackTrace hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner -jar hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner.jar
[hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner:24]    classlist:   3,543.22 ms,  1.18 GB
[hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner:24]        (cap):     615.36 ms,  1.18 GB
[hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner:24]        setup:   2,545.56 ms,  1.18 GB
02:04:45,844 INFO  [org.jbo.threads] JBoss Threads version 3.4.2.Final
[hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner:24]     (clinit):     653.12 ms,  3.30 GB
[hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner:24]   (typeflow):   5,560.43 ms,  3.30 GB
[hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner:24]    (objects):  25,577.19 ms,  3.30 GB
[hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner:24]   (features):   1,546.08 ms,  3.30 GB
[hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner:24]     analysis:  34,608.07 ms,  3.30 GB
[hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner:24]     universe:   1,705.85 ms,  3.30 GB
[hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner:24]      (parse):   6,557.68 ms,  4.91 GB
[hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner:24]     (inline):   8,785.79 ms,  5.82 GB
[hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner:24]    (compile):  33,586.33 ms,  6.02 GB
[hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner:24]      compile:  51,302.42 ms,  6.02 GB
[hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner:24]        image:   3,213.24 ms,  6.02 GB
[hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner:24]        write:     608.88 ms,  6.02 GB
[hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner:24]      [total]:  97,869.00 ms,  6.02 GB
# Printing build artifacts to: /project/hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner.build_artifacts.txt
[INFO] [io.quarkus.deployment.pkg.steps.NativeImageBuildRunner] docker run --env LANG=C --rm --user 1000:1000 -v /home/will/temp/202202/02/24/001/hello-quarkus/target/hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-native-image-source-jar:/project:z --entrypoint /bin/bash quay.io/quarkus/ubi-quarkus-native-image:21.3-java11 -c objcopy --strip-debug hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner
[INFO] [io.quarkus.deployment.QuarkusAugmentor] Quarkus augmentation completed in 174203ms
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] BUILD SUCCESS
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Total time:  02:58 min
[INFO] Finished at: 2022-02-26T10:06:08+08:00
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
    • 此刻，在工程的target目录下，出现了名为<font color="blue">hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner</font>的二进制可执行文件，这就是本次构建的结果
    • 这个<font color="blue">hello-quarkus-1.0-SNAPSHOT-runner</font>文件，已不再是通常理解的<font color="red">java虚拟机+class文件</font>那样的应用了，这是个基于GraalVM构建的二进制文件，它与传统java应用的对比如下图所示，它是绿色的那个，可见从速度到内存，都比传统java应用有不小的优势：
      在这里插入图片描述
    • 执行这个文件，如下图，0.016秒的启动时间，优秀：
      在这里插入图片描述
    • 再用系统监视器查看内存情况，5MB，厉害了：
      在这里插入图片描述
    • 用浏览器访问，响应正常：
      在这里插入图片描述
    • 至此，java应用制作成二进制可执行文件的操作就完成了，性能的提升确实很明显，关于这个制作的原理和细节不在本文展开，您有兴趣的话可以关注GravvlVM的资料

    制作镜像（基于二进制文件）

    • 有时我们需要将服务部署在docker或k8s环境，所以，接下来尝试将这个java工程制作成docker镜像
    • 先来回顾一下，将java工程制作成docker镜像，如果您之前有过这方面的经历，应该记得下面熟悉的步骤：
    • 准备一个集成了java环境的镜像作为基础镜像
    • 编译java工程，得到jar、class、资源文件等
    • 将jar、class、资源文件这些复制到基础镜像中
    • 上面就是将java工程制作成docker镜像的一般步骤，那么，在quarkus项目中，还需要按照上述步骤去制作docker镜像吗？
    • <font color="red">当然不需要啦！</font>
    • 只要找个linux系统做为基础镜像，把刚才做好的二进制可执行文件复制进去不就可以了吗？
    • 贴心的quarkus，把Dockerfile都为我们准备好了，就是下图左侧红框中那个，右侧是其内容，就那么寥寥几行，核心是复制那个二进制文件：
      在这里插入图片描述

    • 执行下面的命令，轻松完成镜像制作：

      docker build \
-f src/main/docker/Dockerfile.native \
-t bolingcavalry/hello-quarkus:0.0.1 .
    • 镜像制作完成后，如下图，镜像只有144M大小，优秀：
      在这里插入图片描述

    • 执行以下命令运行镜像试试：

      docker run -i --rm -p 8080:8080 bolingcavalry/hello-quarkus:0.0.1
    • 启动依旧超快，0.016秒，四舍五入就是瞬间了：
      在这里插入图片描述
    • 浏览器访问服务，一切正常：
      在这里插入图片描述
    • 因为启动命令中添加了<font color="blue">--rm</font>参数，因此，用ctrl+C退出控制台后，容器会被彻底清理掉
    • 镜像<font color="blue">bolingcavalry/hello-quarkus:0.0.1</font>已经上传到hub.docker.com，您可以随时下载体验

    制作镜像（基于常规maven构建结果）

    • 除了上述基于二进制文件制作docker镜像，传统的使用常规maven构建结果制作镜像的方式依然有效，这种镜像也不是完全没有作用，可以用在远程热部署场景（关于远程热部署，后面有专门的文章细说），接下来我们试试传统构建镜像的操作

    • 首先是普通的mvn编译：

      mvn clean package -U -DskipTests

    • 然后是基于target下面的内容制作镜像，quarkus依然很贴心的帮我们准备好了Dockerfile文件（名为Dockerfile.jvm）：

      docker build \
-f src/main/docker/Dockerfile.jvm \
-t bolingcavalry/hello-quarkus-jar:0.0.1 .

    • 最后启动镜像试试：

      docker run \
-i \
--rm \
-p 8080:8080 \
bolingcavalry/hello-quarkus-jar:0.0.1

    未完待续

    • 至此，最简单的quarkus应用已开发完成，相信您已感受到了这个框架的独特魅力，当然了，如果您是一位java后台开发者，大概率会觉得启动快、省内存这些是锦上添花，querkus与SpringBoot的生态差距才是关键，例如：
    • 有哪些配置
    • 依赖注入有没有
    • web框架好用不
    • CRUD方不方便
    • 常见中间件支持吗
    • 对于您的和我的诸多疑虑，限于篇幅就不多列举了，但是这些差距确实会影响我们的决策：生态没建好，别说采用了，就是学习都没动力
    • 随着学习的展开和深入，越来越发现自己是多虑了，quarkus的发展还是比较全面的，至少我曾担心的问题都在官方找到了答案，因此，接下来，请随着《quarkus实战》一起继续精彩的quarkus之旅吧，解锁更多精彩实战，欣宸原创，不会辜负您的期待～

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