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云原生Java框架--Micronaut

百家作者：51CTO技术栈 2022-07-25 19:22:37

译者?|?陈峻

审校?|?孙淑娟

长期以来，Spring框架一直主导着后端Java的开发，但是以Micronaut、Quarkus、以及Dropwizard为代表的新型云原生Java框架正在不断流行。其中，Micronaut是一种令人耳目一新的替代方案。它是由构建Grails（译者注：Grails是一套用于快速Web应用开发的开源框架）的团队，专为现代化架构而设计开发的。

本文先介绍Micronaut的基本特点，然后从一个简单的基于RESTful API的应用开始，将其重构为反应式非阻塞IO（reactive non-blocking IO，NIO），并介绍Micronaut如何支持基于微服务和无服务器架构的云原生开发。

Micronaut的特征

Micronaut提供了从Spring和Grails等传统框架处继承来的大量优势，其中的一项被称为“原生云原生（natively cloud native）”，即：为云环境从头开始构建。它的云原生能力包括：环境检测、服务发现、以及分布式跟踪等。

同时，Micronaut提供了一个全新的控制反转（inversion-of-control，IoC）容器。该容器能够使用提前（ahead-of-time，AoT）编译，来加快启动速度。此处的AoT是指，启动时间不会随着代码库的增多而增加。这对于无服务器和基于容器的部署来说，是尤其重要的。毕竟，在这些部署中，节点通常会按需进行关闭和启动。

作为一个多语言JVM框架，Micronaut目前支持Java、Groovy和Kotlin，并且即将支持Scala。

此外，Micronaut也支持响应式编程。开发人员可以在该框架内，使用ReactiveX或Reactor。其实，从 2021年7月发布的Micronaut 3开始，Reactor已被推荐使用了。值得注意的是，其新版本并没有将响应式库作为传递式依赖项。

? ?PART?01? ?

?开始使用Micronaut?

我们可以通过SDKMan，将Micronaut轻松地安装在包括Linux和macOS在内的任何基于Unix的系统上。如果您使用的是Windows，那么请下载Micronaut的二进制文件，并将其添加到合适的路径中。

在安装完成后，您可以在命令行中看到mn工具的提示符。也就是说，通过打开一个Shell，并定位到合适的位置，您便可以键入：mn create-app micronaut-idg --build maven。

Micronaut通过包装器（wrapper）来支持Gradle和Maven。这免去了自行安装和构建工具的繁琐。注意，如果您喜欢使用Gradle的话，请不要在上述命令中使用--build maven。?

如果您使用mvnw mn:run命令来运行服务器，并在浏览器中输入http://localhost:8080/，那么您可能会看到一个默认为“未找到（not found）”的JSON响应。对此，让我们来研究一下该示例项目的布局。它是一个标准的Maven项目。其main类位于src/main/java/micronaut/idg/Application.java中。请注意，该main类是以一个嵌入式服务器运行的。当您更改代码时，Micronaut开发服务器会自动更新正在运行的应用程序。

? ?PART?02? ?

?添加一个Micronaut控制器?

就像在Spring的MVC 中一样，您可以添加各种控制器类（controller class），将URL映射到代码处理器（handler）上。例如，您可以在src/main/java/micronaut/idg/controller/SimpleController上添加一个类。如下面的清单1所示，我们使用该控制器来创建一个文本响应。

清单1.?使用Micronaut控制器

package?micronaut.idg.controller;?

import?io.micronaut.http.MediaType;?
import?io.micronaut.http.annotation.Controller;?
import?io.micronaut.http.annotation.Get;?

@Controller("/simple"）?
public?class?SimpleController?{?

????@Get(produces?=?MediaType.TEXT_PLAIN）?
????public?String?index(）?{?
????????return?"A?Simple?Endpoint";?
????}?
}?

如下面的清单2所示，它能够容易地返回一个JSON格式的响应。

清单2. JSON格式的响应

package?micronaut.idg.controller;?

import?io.micronaut.http.MediaType;?
import?io.micronaut.http.annotation.Controller;?
import?io.micronaut.http.annotation.Get;?

import?java.util.Map;?
import?java.util.HashMap;?

@Controller("/simple"）?
public?class?SimpleController?{?
?
????@Get(produces?=?MediaType.APPLICATION_JSON）?
????public?Map?index(）?{?
??????Map?msg?=?new?HashMap(）;?
??????msg.put("message",?"A?simple?message"）;?
??????return?msg;???

????}?
}?

清单2演示了Micronaut针对@Get注解的produces参数所进行的智能处理。在这种情况下，它会发送我们已设置好的JSON格式的响应。

? ?PART?03? ?

?添加Micronaut服务层?

由于能够预运行，因此Micronaut的IoC实现在底层是唯一的。当然，它仍然属于CDI（Contexts and Dependency Injection，上下文和依赖注入）规范的完整实现。这就意味着您可以使用从Spring中（如@Inject）获悉的所有类似DI的注释。

在下面的清单3中，我们将连接一个服务层的bean，以提供消息。在实际的应用程序中，这个类可以通过一个数据访问bean，来调用数据存储或其他远程的API。例如，我们可以创建一个src/main/java/micronaut/idg/service文件夹，并添加如清单3所示的两个文件——一个接口(Simple)、及其实现(SimpleService)。

清单3.?创建一个简单的服务层bean

//?Simple.java?
package?micronaut.idg.service;?

public?interface?Simple?{?
??public?String?getMessage(）;?

}?

//?SimpleService.java?
package?micronaut.idg.service;?

import?jakarta.inject.Singleton;?

@Singleton?
public?class?SimpleService?implements?Simple?{?
??public?String?getMessage(）{?
????return?"A?simple?service?message";?

??}?
}?

现在，您可以通过将服务注入在清单1中创建的SimpleController服务，来使用新的服务层。下面的清单4展示了Constructor的注入。

清单4.?将服务bean注入控制器

@Controller("/simple"）?
public?class?SimpleController?{?

??@Inject?
??private?final?Simple?simpleService;?

??public?SimpleController(@Named("simpleService"）?Simple?simple）?{??//（1）?
????thi.simpleService?=?simple;?

??}?

??@Get(produces?=?MediaType.APPLICATION_JSON）?
??public?Map?index(）?{?
????Map?msg?=?new?HashMap(）;?
????msg.put("message",?simpleService.getMessage(））;?
????return?msg;?
??}?
}?

关键性任务是在注释1处完成的，其中服务bean是按照名称完成了连接。至此，如果您去访问http://localhost:8080/simple，就能够看到来自服务层的响应：{"message":"A simple service message"}。?

? ?PART?04? ?

?使用Micronaut的反应式NIO?

接下来，让我们来讨论Micronaut与Reactor的结合使用。在这种情况下，我们将重构当前的应用程序，以使用Reactor和非阻塞IO。该应用程序虽然仍执行相同的任务，但是在后台会使用非阻塞栈——Reactor和Netty。

如前文所述，Micronaut 3默认是不包含响应式库的，因此，正如下面的清单5所示，我们首先需要将Reactor核心添加到Maven的POM处。

清单5.?将Reactor添加到pom.xml

<dependency>?
????<groupId>io.projectreactor</groupId>?
????<artifactId>reactor-core</artifactId>?
????<version>3.4.11</version>?
</dependency>?

如下面的清单6所示，您可以对返回的SimpleController进行修改。

清单6.?使控制器非阻塞

import?reactor.core.publisher.Mono;?

//...?

@Get?
??public?Mono<map>?index(）?{?
????Map?msg?=?new?HashMap(）;?
????msg.put("message",?simpleService.getMessage(））;?
????return?Mono.just(msg）;?
??}?
}?

如您所见，我们只是使用Reactor的Mono类，包装了相同的返回类型（即，string/strin的映射）。

在反应方式中，由于使用远程服务也能够得到类似的支持，因此您完全可以在非阻塞IO上运行应用程序。

? ?PART?05? ?

?使用Micronaut的CLI创建新的组件?

您也可以使用Micronaut的命令行工具（CLI），来stub out各种组件。例如，如果你想添加一个新的控制器，那么可以使用命令：mn add-controller MyController。如下面的清单7所示，它将输出一个新的控制器、及其对应的测试。?

清单7.?使用Micronaut命令行创建一个新的控制器

mn?create-controller?MyController?
|?Rendered?controller?to?src/main/java/micronaut/idg/MyControllerController.java?
|?Rendered?test?to?src/test/java/micronaut/idg/MyControllerControllerTest.java?

左右滑动查看完整代码

? ?PART?06? ?

?使用Micronaut进行云原生开发?

如前文所述，Micronaut是为云原生微服务和无服务器的开发而构建的。Micronaut支持一种所谓联合（federation）的云原生概念。此处的联合是指，几个较小的应用程序共享相同的设置，并且可以实现串联部署。这听起来像极了微服务架构，其目的就是为了使得微服务的开发更简单，并能够保持可管理性。有关联合服务的更多信息，请参阅Micronaut的相关文档。

此外，Micronaut还可以轻松地针对云环境实现部署。如下面的清单8 所示，您可以部署Google Cloud Platform（GCP）的Docker存储库。?

清单8.?使用GCP的Docker存储库部署Micronaut应用

./mvnw?deploy?\?
?????-Dpackaging=docker?\?
?????-Djib.to.image=gcr.io/my-org/my-project:latest?

左右滑动查看完整代码

在这种情况下，该项目会被作为Docker镜像，推送到GCP的Docker存储库处。请注意，我们在此用到了Jib Maven插件。它能够将Java项目转换为Docker镜像，而无需您创建实际的Docker文件。?

此外，我们已经将Docker标识为带有-Dpackaging=docker的打包工具，一旦打包完成，您便可以像下面的清单9那样，使用GCP命令行工具，去部署自己的项目。?

清单9.?从命令行处运行Docker镜像

gcloud?run?deploy?\?
????--image=gcr.io/my-org/my-project:latest?\?
????--platform?managed?\?
????--allow-unauthenticated?

Micronaut支持的另一种云原生功能是：跟踪。例如，Micronaut通过各种注释，使得启用Jaeger的分布式跟踪，变得相当简单。?

如下面的清单10所示，我们可以将Jaeger配置为跟踪微服务应用程序application.xml文件中的所有请求。

清单10. application.xml中的Jaeger配置

tracing:?
??jaeger:?
????enabled:?true?
????sampler:?
??????probability:?1?

? ?PART?07? ?

?小结?

Micronaut提供了一系列非常适合云原生和微服务开发的功能。同时，该框架更适合让传统的、基于API的开发，变得简单明了。此外，它还可以与反应式NIO的Reactor和Netty进行很好的集成。

原文链接：

https://www.infoworld.com/article/3658968/intro-to-micronaut-a-cloud-native-java-framework.html

译者介绍

陈峻?（Julian Chen），51CTO社区编辑，具有十多年的IT项目实施经验，善于对内外部资源与风险实施管控，专注传播网络与信息安全知识与经验；持续以博文、专题和译文等形式，分享前沿技术与新知；经常以线上、线下等方式，开展信息安全类培训与授课。

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