譯者 | 陳峻
審校 | 孫淑娟
長期以來，Spring框架一直主導著后端Java的開發，但是以Micronaut、Quarkus、以及Dropwizard為代表的新型云原生Java框架正在不斷流行。其中，Micronaut是一種令人耳目一新的替代方案。它是由構建Grails（譯者注：Grails是一套用于快速Web應用開發的開源框架）的團隊，專為現代化架構而設計開發的。
本文先介紹Micronaut的基本特點，然后從一個簡單的基于RESTful API的應用開始，將其重構為反應式非阻塞IO（reactive non-blocking IO，NIO），并介紹Micronaut如何支持基于微服務和無服務器架構的云原生開發。
Micronaut的特征
Micronaut提供了從Spring和Grails等傳統框架處繼承來的大量優勢，其中的一項被稱為“原生云原生（natively cloud native）”，即：為云環境從頭開始構建。它的云原生能力包括：環境檢測、服務發現、以及分布式跟蹤等。
同時，Micronaut提供了一個全新的控制反轉（inversion-of-control，IoC）容器。該容器能夠使用提前（ahead-of-time，AoT）編譯，來加快啟動速度。此處的AoT是指，啟動時間不會隨著代碼庫的增多而增加。這對于無服務器和基于容器的部署來說，是尤其重要的。畢竟，在這些部署中，節點通常會按需進行關閉和啟動。
作為一個多語言JVM框架，Micronaut目前支持Java、Groovy和Kotlin，并且即將支持Scala。
此外，Micronaut也支持響應式編程。開發人員可以在該框架內，使用ReactiveX或Reactor。其實，從 2021年7月發布的Micronaut 3開始，Reactor已被推薦使用了。值得注意的是，其新版本并沒有將響應式庫作為傳遞式依賴項。
1.開始使用Micronaut
我們可以通過SDKMan，將Micronaut輕松地安裝在包括Linux和macOS在內的任何基于Unix的系統上。如果您使用的是Windows，那么請下載Micronaut的二進制文件，并將其添加到合適的路徑中。
在安裝完成后，您可以在命令行中看到mn工具的提示符。也就是說，通過打開一個Shell，并定位到合適的位置，您便可以鍵入：mn create-app micronaut-idg --build maven。
Micronaut通過包裝器（wrapper）來支持Gradle和Maven。這免去了自行安裝和構建工具的繁瑣。注意，如果您喜歡使用Gradle的話，請不要在上述命令中使用--build maven。
如果您使用mvnw mn:run命令來運行服務器，并在瀏覽器中輸入http://localhost:8080/，那么您可能會看到一個默認為“未找到（not found）”的JSON響應。對此，讓我們來研究一下該示例項目的布局。它是一個標準的Maven項目。其main類位于src/main/java/micronaut/idg/Application.java中。請注意，該main類是以一個嵌入式服務器運行的。當您更改代碼時，Micronaut開發服務器會自動更新正在運行的應用程序。
2.添加一個Micronaut控制器
就像在Spring的MVC 中一樣，您可以添加各種控制器類（controller class），將URL映射到代碼處理器（handler）上。例如，您可以在src/main/java/micronaut/idg/controller/SimpleController上添加一個類。如下面的清單1所示，我們使用該控制器來創建一個文本響應。
清單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";
}
}
如下面的清單2所示，它能夠容易地返回一個JSON格式的響應。
清單2. JSON格式的響應
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;
}
}
清單2演示了Micronaut針對@Get注解的produces參數所進行的智能處理。在這種情況下，它會發送我們已設置好的JSON格式的響應。
3.添加Micronaut服務層
由于能夠預運行，因此Micronaut的IoC實現在底層是唯一的。當然，它仍然屬于CDI（Contexts and Dependency Injection，上下文和依賴注入）規范的完整實現。這就意味著您可以使用從Spring中（如@Inject）獲悉的所有類似DI的注釋。
在下面的清單3中，我們將連接一個服務層的bean，以提供消息。在實際的應用程序中，這個類可以通過一個數據訪問bean，來調用數據存儲或其他遠程的API。例如，我們可以創建一個src/main/java/micronaut/idg/service文件夾，并添加如清單3所示的兩個文件——一個接口(Simple)、及其實現(SimpleService)。
清單3. 創建一個簡單的服務層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";
}
}
現在，您可以通過將服務注入在清單1中創建的SimpleController服務，來使用新的服務層。下面的清單4展示了Constructor的注入。
清單4. 將服務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;
}
}
關鍵性任務是在注釋1處完成的，其中服務bean是按照名稱完成了連接。至此，如果您去訪問http://localhost:8080/simple，就能夠看到來自服務層的響應：{"message":"A simple service message"}。
4.使用Micronaut的反應式NIO
接下來，讓我們來討論Micronaut與Reactor的結合使用。在這種情況下，我們將重構當前的應用程序，以使用Reactor和非阻塞IO。該應用程序雖然仍執行相同的任務，但是在后臺會使用非阻塞棧——Reactor和Netty。
如前文所述，Micronaut 3默認是不包含響應式庫的，因此，正如下面的清單5所示，我們首先需要將Reactor核心添加到Maven的POM處。
清單5. 將Reactor添加到pom.xml
<dependency>
<groupId>io.projectreactor</groupId>
<artifactId>reactor-core</artifactId>
<version>3.4.11</version>
</dependency>
如下面的清單6所示，您可以對返回的SimpleController進行修改。
清單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）;
}
}
如您所見，我們只是使用Reactor的Mono類，包裝了相同的返回類型（即，string/strin的映射）。
在反應方式中，由于使用遠程服務也能夠得到類似的支持，因此您完全可以在非阻塞IO上運行應用程序。
5.使用Micronaut的CLI創建新的組件
您也可以使用Micronaut的命令行工具（CLI），來stub out各種組件。例如，如果你想添加一個新的控制器，那么可以使用命令：mn add-controller MyController。如下面的清單7所示，它將輸出一個新的控制器、及其對應的測試。
清單7. 使用Micronaut命令行創建一個新的控制器
mn create-controller MyController
| Rendered controller to src/main/java/micronaut/idg/MyControllerController.java
| Rendered test to src/test/java/micronaut/idg/MyControllerControllerTest.java
6.使用Micronaut進行云原生開發
如前文所述，Micronaut是為云原生微服務和無服務器的開發而構建的。Micronaut支持一種所謂聯合（federation）的云原生概念。此處的聯合是指，幾個較小的應用程序共享相同的設置，并且可以實現串聯部署。這聽起來像極了微服務架構，其目的就是為了使得微服務的開發更簡單，并能夠保持可管理性。有關聯合服務的更多信息，請參閱Micronaut的相關文檔。
此外，Micronaut還可以輕松地針對云環境實現部署。如下面的清單8 所示，您可以部署Google Cloud Platform（GCP）的Docker存儲庫。
清單8. 使用GCP的Docker存儲庫部署Micronaut應用
./mvnw deploy \
-Dpackaging=docker \
-Djib.to.image=gcr.io/my-org/my-project:latest
在這種情況下，該項目會被作為Docker鏡像，推送到GCP的Docker存儲庫處。請注意，我們在此用到了Jib Maven插件。它能夠將Java項目轉換為Docker鏡像，而無需您創建實際的Docker文件。
此外，我們已經將Docker標識為帶有-Dpackaging=docker的打包工具，一旦打包完成，您便可以像下面的清單9那樣，使用GCP命令行工具，去部署自己的項目。
清單9. 從命令行處運行Docker鏡像
gcloud run deploy \
--image=gcr.io/my-org/my-project:latest \
--platform managed \
--allow-unauthenticated
Micronaut支持的另一種云原生功能是：跟蹤。例如，Micronaut通過各種注釋，使得啟用Jaeger的分布式跟蹤，變得相當簡單。
如下面的清單10所示，我們可以將Jaeger配置為跟蹤微服務應用程序application.xml文件中的所有請求。
清單10. application.xml中的Jaeger配置
tracing:
jaeger:
enabled: true
sampler:
probability: 1
7.小結
Micronaut提供了一系列非常適合云原生和微服務開發的功能。同時，該框架更適合讓傳統的、基于API的開發，變得簡單明了。此外，它還可以與反應式NIO的Reactor和Netty進行很好的集成。
原文鏈接：https://www.infoworld.com/article/3658968/intro-to-micronaut-a-cloud-native-java-framework.html
譯者介紹
陳峻 （Julian Chen），51CTO社區編輯，具有十多年的IT項目實施經驗，善于對內外部資源與風險實施管控，專注傳播網絡與信息安全知識與經驗；持續以博文、專題和譯文等形式，分享前沿技術與新知；經常以線上、線下等方式，開展信息安全類培訓與授課。
