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微服务框架halo(微服务框架:如果不用 Spring Boot,还可以选择谁?)

时间2025-06-21 01:42:45分类IT科技浏览5258
导读:前言 在 Java 和 Kotlin 中, 除了使用Spring Boot创建微服务外,还有很多其他的替代方案。...

前言

在 Java 和 Kotlin 中, 除了使用Spring Boot创建微服务外              ,还有很多其他的替代方案              。

名称 开发商 Helidon SE 甲骨文 Ktor JetBrains Micronaut Object Computing Quarkus Red Hat Spring Boot Pivotal

本文                     ,基于这些微服务框架        ,创建了五个服务       ,并使用Consul的服务发现模式实现服务间的 相互通信                     。因此                     ,它们形成了异构微服务架构(Heterogeneous Microservice Architecture, 以下简称 MSA):

本文简要考虑了微服务在各个框架上的实现(更多细节请查看源代码:https : //github.com/rkudryashov/heterogeneous-microservices)

技术栈: JDK 13 Kotlin Gradle (Kotlin DSL) JUnit 5 功能接口(HTTP API): GET /application-info{?request-to=some-service-name} GET /application-info/logo 实现方式: 使用文本文件的配置方式 使用依赖注入 HTTP API MSA: 使用服务发现模式(在Consul中注册               ,通过客户端负载均衡的名称请求另一个微服务的HTTP API) 构建一个 uber-JAR

先决条件

JDK 13 Consul

从头开始创建应用程序

要基于其中一个框架上生成新项目       ,你可以使用web starter 或其他选项(例如                     ,构建工具或 IDE):

名称 支持的开发语言 Helidon Java               ,Kotlin Ktor Kotlin Micronaut Groovy              、Java                      、Kotlin Quarkus Java       、Kotlin              、Scala Spring Boot Groovy                      、Java       、Kotlin

Helidon服务

该框架是在 Oracle 中创建以供内部使用,随后成为开源        。Helidon 非常简单和快捷                     ,它提供了两个版本:标准版(SE)和MicroProfile(MP)       。在这两种情况下                      ,服务都是一个常规的 Java SE 程序                     。(在Helidon上了解更多信息)

Helidon MP 是 Eclipse MicroProfile的实现之一,这使得使用许多 API 成为可能              ,包括 Java EE 开发人员已知的(例如 JAX-RS       、CDI等)和新的 API(健康检查                      、指标              、容错等)               。在 Helidon SE 模型中                      ,开发人员遵循“没有魔法              ”的原则        ,例如              ,创建应用程序所需的注解数量较少或完全没有       。

Helidon SE 被选中用于微服务的开发                     。因为Helidon SE 缺乏依赖注入的手段                     ,因此为此使用了Koin               。

以下代码示例        ,是包含 main 方法的类。为了实现依赖注入       ,该类继承自KoinComponent                     。

首先                     ,Koin 启动               ,然后初始化所需的依赖并调用startServer()方法—-其中创建了一个WebServer类型的对象       ,应用程序配置和路由设置传递到该对象;

启动应用程序后在Consul注册:

object HelidonServiceApplication : KoinComponent { ​ @JvmStatic fun main(args: Array<String>) { val startTime = System.currentTimeMillis() startKoin { modules(koinModule) } ​ val applicationInfoService: ApplicationInfoService by inject() val consulClient: Consul by inject() val applicationInfoProperties: ApplicationInfoProperties by inject() val serviceName = applicationInfoProperties.name ​ startServer(applicationInfoService, consulClient, serviceName, startTime) } } ​ fun startServer( applicationInfoService: ApplicationInfoService, consulClient: Consul, serviceName: String, startTime: Long ): WebServer { val serverConfig = ServerConfiguration.create(Config.create().get("webserver")) ​ val server: WebServer = WebServer .builder(createRouting(applicationInfoService)) .config(serverConfig) .build() ​ server.start().thenAccept { ws -> val durationInMillis = System.currentTimeMillis() - startTime log.info("Startup completed in $durationInMillis ms. Service running at: http://localhost:" + ws.port()) // register in Consul consulClient.agentClient().register(createConsulRegistration(serviceName, ws.port())) } ​ return server }

路由配置如下:

private fun createRouting(applicationInfoService: ApplicationInfoService) = Routing.builder() .register(JacksonSupport.create()) .get("/application-info", Handler { req, res -> val requestTo: String? = req.queryParams() .first("request-to") .orElse(null) ​ res .status(Http.ResponseStatus.create(200)) .send(applicationInfoService.get(requestTo)) }) .get("/application-info/logo", Handler { req, res -> res.headers().contentType(MediaType.create("image", "png")) res .status(Http.ResponseStatus.create(200)) .send(applicationInfoService.getLogo()) }) .error(Exception::class.java) { req, res, ex -> log.error("Exception:", ex) res.status(Http.Status.INTERNAL_SERVER_ERROR_500).send() } .build()

该应用程序使用HOCON格式的配置文件:

webserver { port: 8081 } application-info { name: "helidon-service" framework { name: "Helidon SE" release-year: 2019 } }

还可以使用 JSON       、YAML 和properties 格式的文件进行配置(在Helidon 配置文档中了解更多信息)                      。

Ktor服务

该框架是为 Kotlin 编写和设计的。和 Helidon SE 一样                     ,Ktor 没有开箱即用的 DI               ,所以在启动服务器依赖项之前应该使用 Koin 注入:

val koinModule = module { single { ApplicationInfoService(get(), get()) } single { ApplicationInfoProperties() } single { ServiceClient(get()) } single { Consul.builder().withUrl("https://localhost:8500").build() } } ​ fun main(args: Array<String>) { startKoin { modules(koinModule) } val server = embeddedServer(Netty, commandLineEnvironment(args)) server.start(wait = true) }

应用程序需要的模块在配置文件中指定(HOCON格式;更多配置信息参考Ktor配置文档 ),其内容如下:

ktor { deployment { host = localhost port = 8082 environment = prod // for dev purpose autoreload = true watch = [io.heterogeneousmicroservices.ktorservice] } application { modules = [io.heterogeneousmicroservices.ktorservice.module.KtorServiceApplicationModuleKt.module] } } ​ application-info { name: "ktor-service" framework { name: "Ktor" release-year: 2018 } }

在 Ktor 和 Koin 中                     ,术语“模块                      ”具有不同的含义              。

在 Koin 中                      ,模块类似于 Spring 框架中的应用程序上下文                      。Ktor的模块是一个用户定义的函数,它接受一个 Application类型的对象              ,可以配置流水线                      、注册路由              、处理请求等:

fun Application.module() { val applicationInfoService: ApplicationInfoService by inject() ​ if (!isTest()) { val consulClient: Consul by inject() registerInConsul(applicationInfoService.get(null).name, consulClient) } ​ install(DefaultHeaders) install(Compression) install(CallLogging) install(ContentNegotiation) { jackson {} } ​ routing { route("application-info") { get { val requestTo: String? = call.parameters["request-to"] call.respond(applicationInfoService.get(requestTo)) } static { resource("/logo", "logo.png") } } } }

此代码是配置请求的路由                      ,特别是静态资源logo.png        。

下面是基于Round-robin算法结合客户端负载均衡实现服务发现模式的代码:

class ConsulFeature(private val consulClient: Consul) { ​ class Config { lateinit var consulClient: Consul } ​ companion object Feature : HttpClientFeature<Config, ConsulFeature> { var serviceInstanceIndex: Int = 0override val key = AttributeKey<ConsulFeature>("ConsulFeature") ​ override fun prepare(block: Config.() -> Unit) = ConsulFeature(Config().apply(block).consulClient) ​ override fun install(feature: ConsulFeature, scope: HttpClient) { scope.requestPipeline.intercept(HttpRequestPipeline.Render) { val serviceName = context.url.host val serviceInstances = feature.consulClient.healthClient().getHealthyServiceInstances(serviceName).response val selectedInstance = serviceInstances[serviceInstanceIndex] context.url.apply { host = selectedInstance.service.address port = selectedInstance.service.port } serviceInstanceIndex = (serviceInstanceIndex + 1) % serviceInstances.size } } } }

主要逻辑在install方法中:在Render请求阶段(在Send阶段之前执行)首先确定被调用服务的名称        ,然后consulClient请求服务的实例列表              ,然后通过循环算法定义一个实例正在调用              。因此                     ,以下调用成为可能:

fun getApplicationInfo(serviceName: String): ApplicationInfo = runBlocking { httpClient.get<ApplicationInfo>("http://$serviceName/application-info") }

Micronaut 服务

Micronaut 由Grails框架的创建者开发        ,灵感来自使用 Spring、Spring Boot 和 Grails 构建服务的经验                     。该框架目前支持 Java                      、Kotlin 和 Groovy 语言        。依赖是在编译时注入的       ,与 Spring Boot 相比                     ,这会导致更少的内存消耗和更快的应用程序启动       。

主类如下所示:

object MicronautServiceApplication { ​ @JvmStatic fun main(args: Array<String>) { Micronaut.build() .packages("io.heterogeneousmicroservices.micronautservice") .mainClass(MicronautServiceApplication.javaClass) .start() } }

基于 Micronaut 的应用程序的某些组件与它们在 Spring Boot 应用程序中的对应组件类似               ,例如       ,以下是控制器代码:

@Controller( value = "/application-info", consumes = [MediaType.APPLICATION_JSON], produces = [MediaType.APPLICATION_JSON] ) class ApplicationInfoController( private val applicationInfoService: ApplicationInfoService ) { ​ @Get fun get(requestTo: String?): ApplicationInfo = applicationInfoService.get(requestTo) ​ @Get("/logo", produces = [MediaType.IMAGE_PNG]) fun getLogo(): ByteArray = applicationInfoService.getLogo() }

Micronaut 中对 Kotlin 的支持建立在kapt编译器插件的基础上(参考Micronaut Kotlin 指南了解更多详细信息)                     。

构建脚本配置如下:

plugins { ... kotlin("kapt") ... } ​ dependencies { kapt("io.micronaut:micronaut-inject-java:$micronautVersion") ... kaptTest("io.micronaut:micronaut-inject-java:$micronautVersion") ... }

以下是配置文件的内容:

micronaut: application: name: micronaut-service server: port: 8083 consul: client: registration: enabled: true application-info: name: ${micronaut.application.name} framework: name: Micronaut release-year: 2018

JSON                      、properties和 Groovy 文件格式也可用于配置(参考Micronaut 配置指南查看更多详细信息)               。

Quarkus服务

Quarkus是作为一种应对新部署环境和应用程序架构等挑战的工具而引入的                     ,在框架上编写的应用程序将具有低内存消耗和更快的启动时间       。此外               ,对开发人员也很友好,例如                     ,开箱即用的实时重新加载                     。

Quarkus 应用程序目前没有 main 方法                      ,但也许未来会出现(GitHub 上的问题)               。

对于熟悉 Spring 或 Java EE 的人来说,Controller 看起来非常熟悉:

@Path("/application-info") @Produces(MediaType.APPLICATION_JSON) @Consumes(MediaType.APPLICATION_JSON) class ApplicationInfoResource( @Inject private val applicationInfoService: ApplicationInfoService ) { ​ @GET fun get(@QueryParam("request-to") requestTo: String?): Response = Response.ok(applicationInfoService.get(requestTo)).build() ​ @GET @Path("/logo") @Produces("image/png") fun logo(): Response = Response.ok(applicationInfoService.getLogo()).build() }

如你所见              ,bean 是通过@Inject注解注入的                      ,对于注入的 bean        ,你可以指定一个范围              ,例如:

@ApplicationScoped class ApplicationInfoService( ... ) { ... }

为其他服务创建 REST 接口                     ,就像使用 JAX-RS 和 MicroProfile 创建接口一样简单:

@ApplicationScoped @Path("/") interface ExternalServiceClient { @GET @Path("/application-info") @Produces("application/json") fun getApplicationInfo(): ApplicationInfo } ​ @RegisterRestClient(baseUri = "http://helidon-service") interface HelidonServiceClient : ExternalServiceClient ​ @RegisterRestClient(baseUri = "http://ktor-service") interface KtorServiceClient : ExternalServiceClient ​ @RegisterRestClient(baseUri = "http://micronaut-service") interface MicronautServiceClient : ExternalServiceClient ​ @RegisterRestClient(baseUri = "http://quarkus-service") interface QuarkusServiceClient : ExternalServiceClient ​ @RegisterRestClient(baseUri = "http://spring-boot-service") interface SpringBootServiceClient : ExternalServiceClient

但是它现在缺乏对服务发现 ( Eureka和Consul ) 的内置支持        ,因为该框架主要针对云环境。因此       ,在 Helidon 和 Ktor 服务中                     , 我使用了Java类库方式的Consul 客户端                     。

首先               ,需要注册应用程序:

@ApplicationScoped class ConsulRegistrationBean( @Inject private val consulClient: ConsulClient ) { ​ fun onStart(@Observes event: StartupEvent) { consulClient.register() } }

然后需要将服务的名称解析到其特定位置;

解析是通过从 Consul 客户端获得的服务的位置替换 requestContext的URI 来实现的:

@Provider @ApplicationScoped class ConsulFilter( @Inject private val consulClient: ConsulClient ) : ClientRequestFilter { ​ override fun filter(requestContext: ClientRequestContext) { val serviceName = requestContext.uri.host val serviceInstance = consulClient.getServiceInstance(serviceName) val newUri: URI = URIBuilder(URI.create(requestContext.uri.toString())) .setHost(serviceInstance.address) .setPort(serviceInstance.port) .build() ​ requestContext.uri = newUri } }

Quarkus也支持通过properties 或 YAML 文件进行配置(参考Quarkus 配置指南了解更多详细信息)                      。

Spring Boot服务

创建该框架是为了使用 Spring Framework 生态系统       ,同时有利于简化应用程序的开发。这是通过auto-configuration实现的              。

Spring Boot 基础就不介绍了                     ,推荐下这个实战教程:

https://github.com/javastacks/javastack

以下是控制器代码:

@RestController @RequestMapping(path = ["application-info"], produces = [MediaType.APPLICATION_JSON_VALUE]) class ApplicationInfoController( private val applicationInfoService: ApplicationInfoService ) { ​ @GetMapping fun get(@RequestParam("request-to") requestTo: String?): ApplicationInfo = applicationInfoService.get(requestTo) ​ @GetMapping(path = ["/logo"], produces = [MediaType.IMAGE_PNG_VALUE]) fun getLogo(): ByteArray = applicationInfoService.getLogo() }

微服务由 YAML 文件配置:

spring: application: name: spring-boot-service server: port: 8085 application-info: name: ${spring.application.name} framework: name: Spring Boot release-year: 2014

也可以使用properties文件进行配置(更多信息参考Spring Boot 配置文档)                      。

启动微服务

在启动微服务之前               ,你需要安装Consul和 启动代理-例如,像这样:consul agent -dev        。

你可以从以下位置启动微服务:

IDE中启动微服务IntelliJ IDEA 的用户可能会看到如下内容:

要启动 Quarkus 服务                     ,你需要启动quarkusDev的Gradle 任务              。

console中启动微服务在项目的根文件夹中执行:

java -jar helidon-service/build/libs/helidon-service-all.jar

java -jar ktor-service/build/libs/ktor-service-all.jar

java -jar micronaut-service/build/libs/micronaut-service-all.jar

java -jar quarkus-service/build/quarkus-service-1.0.0-runner.jar

java -jar spring-boot-service/build/libs/spring-boot-service.jar

启动所有微服务后                      ,访问http://localhost:8500/ui/dc1/services,你将看到:

API测试

以Helidon服务的API测试结果为例:

GET http://localhost:8081/application-info

{ "name": "helidon-service", "framework": { "name": "Helidon SE", "releaseYear": 2019 }, "requestedService": null }

GET http://localhost:8081/application-info?request-to=ktor-service

{ "name": "helidon-service", "framework": { "name": "Helidon SE", "releaseYear": 2019 }, "requestedService": { "name": "ktor-service", "framework": { "name": "Ktor", "releaseYear": 2018 }, "requestedService": null } }

GET http://localhost:8081/application-info/logo返回logo信息

你可以使用Postman 、IntelliJ IDEA HTTP 客户端               、浏览器或其他工具测试微服务的 API接口                      。

不同微服务框架对比

不同微服务框架的新版本发布后              ,下面的结果可能会有变化;你可以使用此GitHub项目自行检查最新的对比结果        。

程序大小

为了保证设置应用程序的简单性                      ,构建脚本中没有排除传递依赖项        ,因此 Spring Boot 服务 uber-JAR 的大小大大超过了其他框架上的类似物的大小(因为使用 starters 不仅导入了必要的依赖项;如果需要              ,可以通过排除指定依赖来减小大小):

备注:什么是 maven的uber-jar

在maven的一些文档中我们会发现 “uber-jar       ”这个术语                     ,许多人看到后感到困惑       。其实在很多编程语言中会把super叫做uber (因为super可能是关键字)        , 这是上世纪80年代开始流行的       ,比如管superman叫uberman                     。所以uber-jar从字面上理解就是super-jar                     ,这样的jar不但包含自己代码中的class                ,也会包含一些第三方依赖的jar       ,也就是把自身的代码和其依赖的jar全打包在一个jar里面了                     ,所以就很形象的称其为super-jar                ,uber-jar来历就是这样的               。

微服务 程序大小(MB) Helidon服务 17,3 Ktor服务 22,4 Micronaut 服务 17,1 Quarkus服务 24,4 Spring Boot服务 45,2

启动时长

每个应用程序的启动时长都是不固定的:

微服务 开始时间(秒) Helidon服务 2,0 Ktor服务 1,5 Micronaut 服务 2,8 Quarkus服务 1,9 Spring Boot服务 10,7

值得注意的是,如果你将 Spring Boot 中不必要的依赖排除                     ,并注意设置应用的启动参数(例如                      ,只扫描必要的包并使用 bean 的延迟初始化),那么你可以显著地减少启动时间       。

内存使用情况

对于每个微服务              ,确定了以下内容:

通过-Xmx参数                      ,指定微服务所需的堆内存大小 通过负载测试服务健康的请求(能够响应不同的请求) 通过负载测试50 个用户 * 1000 个的请求 通过负载测试500 个用户 * 1000 个的请求

堆内存只是为应用程序分配的总内存的一部分                     。例如        ,如果要测量总体内存使用情况              ,可以参考本指南               。

对于负载测试                     ,使用了Gatling和Scala脚本 。

1                      、负载生成器和被测试的服务在同一台机器上运行(Windows 10       、3.2 GHz 四核处理器              、24 GB RAM                      、SSD)                     。

2       、服务的端口在 Scala 脚本中指定                      。

3       、通过负载测试意味着微服务已经响应了所有时间的所有请求。

微服务 堆内存大小(MB) 堆内存大小(MB) 堆内存大小(MB) 对于健康服务 对于 50 * 1000 的负载 对于 500 * 1000 的负载 Helidon服务 11 9 11 Ktor服务 13 11 15 Micronaut 服务 17 15 19 Quarkus服务 13 17 21 Spring Boot服务 18 19 23

需要注意的是        ,所有微服务都使用 Netty HTTP 服务器              。

结论

通过上文       ,我们所需的功能——一个带有 HTTP API 的简单服务和在 MSA 中运行的能力——在所有考虑的框架中都取得了成功                      。

是时候开始盘点并考虑他们的利弊了        。

Helidon标准版

优点

创建的应用程序                     ,只需要一个注释(@JvmStatic)

缺点

开发所需的一些组件缺少开箱即用(例如               ,依赖注入和与服务发现服务器的交互)

Helidon MicroProfile

微服务还没有在这个框架上实现       ,所以这里简单说明一下              。

优点

1                      、Eclipse MicroProfile 实现

2              、本质上                     ,MicroProfile 是针对 MSA 优化的 Java EE                     。因此               ,首先你可以访问各种 Java EE API,包括专门为 MSA 开发的 API                     ,其次                      ,你可以将 MicroProfile 的实现更改为任何其他实现(例如:Open Liberty       、WildFly Swarm 等)

Ktor

优点

1                      、轻量级的允许你仅添加执行任务直接需要的那些功能

2              、应用参数所有参数的良好结果

缺点

1、依赖于Kotlin,即用其他语言开发可能是不可能的或不值得的

2                      、微框架:参考Helidon SE

3                      、目前最流行的两种 Java 开发模型(Spring Boot/Micronaut)和 Java EE/MicroProfile)

4、中没有包含该框架              ,这会导致:

难以寻找专家

由于需要显式配置所需的功能                      ,因此与 Spring Boot 相比        ,执行任务的时间有所增加

Micronaut

优点

1              、AOT如前所述              ,与 Spring Boot 上的模拟相比                     ,AOT 可以减少应用程序的启动时间和内存消耗

2                      、类Spring开发模式有 Spring 框架经验的程序员不会花太多时间来掌握这个框架

3       、Micronaut for Spring可以改变现有的Spring Boot应用程序的执行环境到Micronaut中(有限制)

Quarkus

优点

1              、Eclipse MicroProfile 的实现

2                      、该框架为多种 Spring 技术提供了兼容层:DI       、 Web       、Security                      、Data JPA

Spring Boot

优点

1              、平台成熟度和生态系统对于大多数日常任务        ,Spring的编程范式已经有了解决方案       ,也是很多程序员习惯的方式        。此外                     ,starter和auto-configuration的概念简化了开发

2       、专家多               ,文档详细

我想很多人都会同意 Spring 在不久的将来仍将是 Java/Kotlin开发领域领先的框架       。

缺点 应用参数多且复杂但是       ,有些参数                     ,如前所述               ,你可以自己优化                     。还有一个Spring Fu项目的存在,该项目正在积极开发中                     ,使用它可以减少参数               。

Helidon SE 和 Ktor 是 微框架                      ,Spring Boot 和 Micronaut 是全栈框架,Quarkus 和 Helidon MP 是 MicroProfile 框架       。微框架的功能有限              ,这会减慢开发速度                     。

我不敢判断这个或那个框架会不会在近期“大更新              ”                      ,所以在我看来        ,目前最好继续观察              ,使用熟悉的框架解决工作问题               。

同时                     ,如本文所示        ,新框架在应用程序参数设置方面赢得了 Spring Boot。如果这些参数中的任何一个对你的某个微服务至关重要       ,那么也许值得关注                     。但是                     ,我们不要忘记               ,Spring Boot 一是在不断改进       ,二是它拥有庞大的生态系统                     ,并且有相当多的 Java 程序员熟悉它                      。此外               ,还有未涉及的其他框架:Vert.x                      、Javalin 等,也值得关注。

译文:https://www.kubernetes.org.cn/9526.html

原文:https://dzone.com/articles/not-only-spring-boot-a-review-of-alternatives

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