實(shí)現(xiàn)更快的啟動(dòng)和更小的內(nèi)存占用，以在 Kubernetes 上運(yùn)行 serverless 功能。

由于運(yùn)行數(shù)千個(gè)應(yīng)用程序 pod 的費(fèi)用以及使用更少的工作節(jié)點(diǎn)和其他資源來(lái)節(jié)省成本，在 Kubernetes 中更快的啟動(dòng)和更小的內(nèi)存占用總是很重要的。 在 Kubernetes 上的容器化微服務(wù)上，內(nèi)存比吞吐量更重要，因?yàn)椋?/span>

•  由于永久性（與 CPU 周期不同），它更昂貴。
•  微服務(wù)成倍增加開(kāi)銷(xiāo)成本。
•  一個(gè)單體應(yīng)用變成 N 個(gè)微服務(wù)（例如，20 個(gè)微服務(wù) ≈ 20GB）

這會(huì)顯著影響 serverless 功能開(kāi)發(fā)和 Java 部署模型。 這是因?yàn)樵S多企業(yè)開(kāi)發(fā)人員選擇了 Go、Python 和 Nodejs 等替代方案來(lái)克服性能瓶頸——直到現(xiàn)在，感謝 Quarkus，一個(gè)新的 Kubernetes 原生 Java 堆棧。 本文介紹了如何優(yōu)化 Java 性能以使用 Quarkus 在 Kubernetes 上運(yùn)行 serverless 功能。

容器優(yōu)先設(shè)計(jì)

Java 生態(tài)系統(tǒng)中的傳統(tǒng)框架在初始化這些框架所需的內(nèi)存和啟動(dòng)時(shí)間方面是有代價(jià)的，包括配置處理、類(lèi)路徑掃描、類(lèi)加載、注釋處理和構(gòu)建世界的元模型，框架需要這些操作。對(duì)于不同的框架，這一次又一次地成倍增加。

Quarkus 通過(guò)將幾乎所有開(kāi)銷(xiāo)“左移”到構(gòu)建階段來(lái)幫助解決這些 Java 性能問(wèn)題。通過(guò)在構(gòu)建時(shí)只進(jìn)行一次代碼和框架分析、字節(jié)碼轉(zhuǎn)換和動(dòng)態(tài)元模型生成，您最終會(huì)得到一個(gè)高度優(yōu)化的運(yùn)行時(shí)可執(zhí)行文件，它啟動(dòng)速度超快，并且不需要傳統(tǒng)啟動(dòng)的所有內(nèi)存，因?yàn)楣ぷ髟跇?gòu)建階段完成一次。

更重要的是，Quarkus 允許您構(gòu)建具有性能優(yōu)勢(shì)的本機(jī)可執(zhí)行文件，包括驚人的快速啟動(dòng)時(shí)間和非常小的駐留集大小 (RSS) 內(nèi)存，與傳統(tǒng)云相比，可實(shí)現(xiàn)即時(shí)擴(kuò)展和高密度內(nèi)存利用率—— 本機(jī) Java 堆棧。

這是一個(gè)快速示例，說(shuō)明如何使用 Quarkus 通過(guò) Java serverless 功能項(xiàng)目構(gòu)建本機(jī)可執(zhí)行文件。

一、創(chuàng)建 Quarkus serverless Maven 項(xiàng)目

這個(gè)命令會(huì)生成一個(gè) Quarkus 項(xiàng)目（例如 quarkus-serverless-native）來(lái)創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)：

二、構(gòu)建原生可執(zhí)行文件

您需要一個(gè) GraalVM 來(lái)為 Java 應(yīng)用程序構(gòu)建本機(jī)可執(zhí)行文件。 您可以選擇任何 GraalVM 發(fā)行版，例如 Oracle GraalVM 社區(qū)版 (CE) 和 Mandrel（Oracle GraalVM CE 的下游發(fā)行版）。 Mandrel 旨在支持在 OpenJDK 11 上構(gòu)建 Quarkus 原生可執(zhí)行文件。

打開(kāi) pom.xml，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)原生配置文件。 您將使用它來(lái)構(gòu)建本機(jī)可執(zhí)行文件：

注意：您可以在本地安裝 GraalVM 或 Mandrel 發(fā)行版。 您還可以下載 Mandrel 容器鏡像來(lái)構(gòu)建它（就像我所做的那樣），因此您需要在本地運(yùn)行容器引擎（例如 Docker）。

假設(shè)您已經(jīng)啟動(dòng)了容器運(yùn)行時(shí)，請(qǐng)運(yùn)行以下 Maven 命令之一。

對(duì)于 Docker：

對(duì)于 Podman：

輸出應(yīng)以 BUILD SUCCESS 結(jié)束。

在沒(méi)有 Java 虛擬機(jī) (JVM) 的情況下直接運(yùn)行本機(jī)可執(zhí)行文件：

輸出將如下所示：

超音速！ 啟動(dòng)時(shí)間為 19 毫秒。 時(shí)間可能因您的環(huán)境而異。

正如 Linux ps 實(shí)用程序報(bào)告的那樣，它還具有極低的內(nèi)存使用率。 在應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)，在另一個(gè)終端中運(yùn)行此命令：

你應(yīng)該看到類(lèi)似的東西：

此過(guò)程使用大約 11MB 的內(nèi)存 (RSS)。 相當(dāng)緊湊！

注意：任何應(yīng)用程序（包括 Quarkus）的 RSS 和內(nèi)存使用量將根據(jù)您的特定環(huán)境而有所不同，并且會(huì)隨著應(yīng)用程序體驗(yàn)的加載而增加。

您還可以使用 REST API 訪問(wèn)該函數(shù)。 那么輸出應(yīng)該是 Hello RESTEasy：

三、將功能部署到 Knative 服務(wù)

如果您還沒(méi)有，請(qǐng)?jiān)?nbsp;OKD（OpenShift Kubernetes Distribution）上創(chuàng)建一個(gè)命名空間（例如 quarkus-serverless-native），以將此本機(jī)可執(zhí)行文件部署為無(wú)服務(wù)器功能。 然后為 Knative 服務(wù)部署添加一個(gè) quarkus-openshift 擴(kuò)展：

在 src/main/resources/application.properties 中添加以下變量來(lái)配置 Knative 和 Kubernetes 資源：

構(gòu)建本機(jī)可執(zhí)行文件，然后直接將其部署到 OLD 集群：

注意：確保提前使用 oc login 命令登錄到正確的項(xiàng)目（例如 quarkus-serverless-native）。

輸出應(yīng)以 BUILD SUCCESS 結(jié)束。 完成原生二進(jìn)制構(gòu)建并部署新的 Knative 服務(wù)需要幾分鐘時(shí)間。 成功創(chuàng)建服務(wù)后，您應(yīng)該使用 kubectl 或 oc 命令工具看到 Knative 服務(wù) (KSVC) 和修訂版 (REV)：

四、訪問(wèn)原生可執(zhí)行函數(shù)

通過(guò)運(yùn)行以下 kubectl 命令檢索 serverless 函數(shù)的端點(diǎn)：

輸出應(yīng)如下所示：

使用 curl 命令訪問(wèn)路由 URL：

不到一秒鐘，您將獲得與本地相同的結(jié)果：

當(dāng)您訪問(wèn) OLD 集群中的 Quarkus 運(yùn)行 pods 日志時(shí)，您將看到本機(jī)可執(zhí)行文件作為 Knative 服務(wù)運(yùn)行。

下一步是什么？

您可以使用 GraalVM 發(fā)行版優(yōu)化 Java serverless功能，將它們作為無(wú)服務(wù)器功能部署在 Knative 和 Kubernetes 上。 Quarkus 使用普通微服務(wù)中的簡(jiǎn)單配置來(lái)實(shí)現(xiàn)這種性能優(yōu)化。