谁才是微服务赢家：Quarkus 与 Spring Boot

2022-02-11 MicroStone

在容器时代（“Docker 时代”）JAVA 仍然处于领先地位，但哪个更好？Spring Boot 还是 Quarkus？

谁会最先进的？Spring Boot 或 Quarkus。

在容器时代（“ Docker 时代”），无论您是否在使用它，都不可否定java的活力。Java 在性能方面一直比较有优势，主要是因为代码和真实机器之间的抽象层，多平台的成本（一次编写，随处运行 - 还记得吗？），其中包含 JVM -between（JVM：模拟真实机器所做的软件机器）。

如今，使用微服务架构，也没有任何优势，为总是在同一个地方和平台上运行的东西(Docker 容器 - linux) 环境构建多平台（解释）的东西。可移植性现在不那么重要了（可能比以往任何时候都重要），那些额外的抽象级别并不重要。

话虽如此，让我们对在Java中生成微服务的两种替代方案进行简单而原始的比较：非常知名的Spring Boot和不太知名的（尚未）Quarkus。

反对者

Quarkus是什么？

一套适用于GraalVM和 HotSpot的开源技术 ，用于编写 Java 应用程序。它提供（承诺）超快的启动时间和更低的内存占用。这使其成为容器和无服务器工作负载的理想选择。它使用 Eclipse 微配置文件（JAX-RS、CDI、JSON-P），这是 Java EE 的一个子集来构建微服务。

GraalVM 是一个通用的多语言虚拟机（JavaScript、Python/ target=_blank class=infotextkey>Python、Ruby、R、Java、Scala、Kotlin）。 GraalVM （特别是 Substrate VM）使提前（AOT）编译成为可能，将字节码转换为本地机器码，从而生成可以本地执行的二进制文件。

请记住，并非所有功能都可以在本机执行中使用，AOT 编译有其局限性。注意这句话（引用 GraalVM 团队）：

我们运行需要一个封闭世界假设的激进静态分析，这意味着在运行时可访问的所有类和所有字节码必须在构建时已知。

因此，例如，反射和 Java 本机接口 (JNI) 将不起作用，至少是开箱即用的（需要一些额外的工作）。您可以在本机图像 Java 限制文档中找到限制列表。

Spring Boot是什么？

这是真的吗？好吧，我只想说一句（请随意跳过），一句话：Spring Boot构建在 Spring Framework 事实上，是一个开源框架，它提供了一种更简单的方式来构建、配置和运行基于 Web 的 Java 应用程序. 使其成为微服务的良好候选者。

战斗准备——创建 Docker 镜像

Quarkus镜像

让我们创建 Quarkus 应用程序，以便稍后将其包装在 Docker 映像中。基本上，我们将做与 Quarkus入门教程相同的事情。

使用 Quarkus maven 原型创建项目：

mvn io.quarkus:quarkus-maven-plugin:1.0.0.CR2:create
   -DprojectGroupId=ujr.combat.quarkus 
   -DprojectArtifactId=quarkus-echo
   -DclassName="ujr.combat.quarkus.EchoResource" 
   -Dpath="/echo"

这将导致我们项目的结构，如下所示：

请注意，还创建了两个示例Dockerfile (src/main/docker)：一个用于普通JVM App Image，另一个用于Native App Image。

在生成的代码中，我们只需要更改一件事，添加下面的依赖项，因为我们要生成 JSON 内容。

<dependency> 
   <groupId>io.quarkus</groupId>
   <artifactId>quarkus-resteasy-jsonb</artifactId> 
</dependency>

Quarkus 在整个 RESTEasy 项目实现中使用 JAX-RS 规范。

这是我们的“整个”应用程序：

这就是全部，使用下一个命令我们可以看到应用程序正在运行：

mvn clean compile quarkus:dev

在这种模式下，我们也开启了热部署，后台编译。让我们做一个简单的测试来看看：

curl -sw "nn" http://localhost:8080/echo/ualter | jq .

现在我们看到它正在工作，让我们创建 Docker 映像。从这里下载 GraalVM：https
://github.com/graalvm/graalvm-ce-builds/releases 。

重要的！ 不要下载最新版本 19.3.0，它与Quarkus 1.0不兼容，也许 Quarkus 1.1 会。现在应该工作的版本是 GraalVM 19.2.1，得到这个。

配置其环境变量的主路径：

## At macOS will be: export 
GRAALVM_HOME=/Users/ualter/Developer/quarkus/graalvm-ce-java8-19.2.1/Contents/Home/

然后在你的环境中安装 GraalVM 的 Native Image：

$GRAALVM_HOME/bin/gu install native-image

让我们为当前平台生成本机版本（在这种情况下，将为 macOS 生成本机可执行文件）。

mvn package -Pnative

quarkus-echo-1.0-SNAPSHOT-runner如果一切正常，我们可以在 ./target 文件夹中找到一个名为的文件。这是您的应用程序的可执行二进制文件，您只需运行以下命令即可启动它
./target/quarkus-echo-1.0-SNAPSHOT-runner：无需使用JVM（普通：java -cp app:lib/:etc App.jar*），它是一个本机可执行二进制文件。

让我们为我们的应用程序生成一个 Native Docker Image。该命令将创建一个 Native 镜像，即带有 Linux 原生可执行应用程序的 Docker 镜像。默认情况下，本机可执行的文件是基于当前平台 (macOS) 创建的，因为我们知道生成的可执行文件与容器 (Linux) 的平台不同，我们将指示 Maven 构建从在容器内，生成原生 docker 镜像：

mvn package -Pnative -Dquarkus.native.container-build=true

此时，一定要有一个Docker容器运行时，一个工作环境。

该文件将是一个 64 位 Linux 可执行文件，因此很自然，这个二进制文件无法在我们的 macOS 上运行，它是为我们的 docker 容器映像构建的。所以，继续前进......让我们去生成 docker 图像......

docker build -t ujr/quarkus-echo -f src/main/docker/Dockerfile.native . 
  ## Testing it... 
docker run -i --name quarkus-echo --rm -p 8081:8081 ujr/quarkus-echo

附带说明，关于 Docker 映像大小：

最终的 docker 镜像是115MB，但是你可以使用distroless 镜像版本来制作一个很小的 Docker 镜像。Distroless 映像仅包含您的应用程序及其运行时依赖项，其他所有内容（包管理器、shell 或标准 Linux 发行版中常见的普通程序）都将被删除。我们应用程序的 Distroless 映像大小为42.3MB。该文件
./src/main/docker/Dockerfile.native-distroless有生成它的收据。

关于 Distroless Images： “*将运行时容器中的内容严格限制为应用程序所需的内容是google和其他在生产环境中使用容器多年的科技巨头采用的最佳实践*”

spring boot镜像

到此，想必大家都知道如何制作一个普通的Spring Boot Docker镜像了，我们就略过细节吧？只是一个重要的观察，代码是完全相同的。更好的说法是，几乎相同，因为我们使用的是 Spring 框架注解，当然。这是唯一的区别。您可以检查提供的源代码中的每个细节（下面的链接）。

mvn install dockerfile:build 
## Testing it...
   docker run --name springboot-echo --rm -p 8082:8082 ujr/springboot-echo

战争

让我们启动两个容器，让它们启动并运行几次，然后比较Startup Time和Memory Footprint。

在这个过程中，每个容器都被创建和销毁 10 次。后来，分析了它们的启动时间及其内存占用。下面显示的数字是基于所有这些测试的平均结果。

启动时间

显然，当涉及到可扩展性和无服务器架构时，这方面可能会发挥重要作用。

关于 Serverless 架构，在此模型中，通常一个临时容器将由事件触发以执行任务/功能。在云环境中，价格通常基于执行次数，而不是之前购买的一些计算容量。因此，这里的 冷启动可能会影响这种类型的解决方案，因为容器（通常）只会在执行其任务时才处于活动状态。

在可扩展性中，很明显，如果需要突然向外扩展，启动时间将定义容器完全准备好（启动并运行）以响应呈现的加载场景所需的时间。

场景有多突然（需要和快速），长时间冷启动的情况可能更糟。

让我们看看它们在启动时间方面的表现：

好吧，您可能已经注意到它是在启动时间图中插入的另一个测试选项。实际上，它与 Quarkus 应用程序完全相同，但使用 JVM Docker 映像（使用 Dockerfile.jvm）生成。正如我们所看到的，即使是使用 Docker Image 和 JVM Quarkus 应用程序的应用程序也比 Spring Boot 具有更快的启动时间。

毋庸置疑，Quarkus Native 应用程序显然是赢家，它是迄今为止启动速度最快的应用程序。

内存占用

现在，让我们检查一下内存的情况。检查每个容器应用程序在启动时需要消耗多少内存，以使自己启动并运行，准备好接收请求。

结论

总之，这就是我们在Linux Ubuntu中看到的结果：

看起来 Quarkus 赢得了这两轮比赛（启动时间和内存足迹），以明显的优势战胜了对手 SpringBoot。

这可能会让我们感到疑惑……也许是时候考虑一些真正的测试、经验，并尝试使用 Quarkus。我们应该看看它在现实生活中的表现如何，它如何适合我们的业务场景，以及最有用的地方。

但是，我们不要忘记缺点，正如我们在上面看到的，JVM 的某些功能在本机可执行二进制文件中（还/很容易）无法工作。无论如何，也许是时候给 Quarkus 一个证明自己的机会了，特别是如果冷启动问题一直困扰着你。在环境中使用一两个配备 Quarkus 的 Pod (K8s) 怎么样，一段时间后看看它的表现会很有趣，不是吗？