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支援JDK19虛擬執行緒的web框架，之二：完整開發一個支援虛擬執行緒的quarkus應用

2023-09-14 15:00:43

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這裡分類和彙總了欣宸的全部原創(含配套原始碼)：https://github.com/zq2599/blog_demos

本篇概覽

  • 本篇是《支援JDK19虛擬執行緒的web框架》系列的中篇，前文咱們體驗了有虛擬執行緒支援的web服務，經過測試，發現效能上它與其他兩種常見web架構並無明顯區別，既然如此，還有必要研究和學習嗎？
  • 當然有必要，而且還要通過實戰更深入瞭解虛擬執行緒與常規執行緒的區別，在各大框架和庫廣泛支援虛擬執行緒之前，打好理論和實踐基礎，這才是本系列的目標
  • 為了接下來的深入瞭解，咱們先在本篇打好基礎：詳細說明前文的web功能是如何開發出來的
  • 為了突出重點，這裡先提前劇透，從編碼的角度說清楚如何開啟虛擬執行緒支援，其實非常簡單，如下圖，左側是quarkus框架下的一個普通web服務，每收到一個web請求，是由執行緒池中的執行緒負責響應的，右側的web服務多了個@RunOnVirtualThread註解，就變成了由新建的虛擬執行緒去處理web請求，沒錯，在quarkus框架下使用虛擬執行緒就是這麼簡單

  • 在前文中，我們通過返回值也看到了上述兩個web服務中，負責web響應的執行緒的不同，如下所示，從執行緒名稱上很容易看出執行緒池和虛擬執行緒的區別

  • 看到這裡，您可能會說：就這？一個註解就搞定的事情，你還要寫一篇文章？這不是在浪費作者你自己和各位讀者的時間嗎？

  • 確實，開啟虛擬執行緒，編碼只要一行，然而就目前而言，虛擬執行緒是JDK19專屬，而且還只是預覽功能，要想在實際執行的時候真正開啟並不容易，需要從JDK、maven、IDE等方方面面都要做相關設定，而且如果要做成前文那樣的docker映象，一行docker run命令就能開啟虛擬執行緒，還要在Dockerfile上做點事情（quarkus提供的基礎映象中沒有JDK19版本，另外啟動命令也要調整）

  • 上述這些都是本文的重點，欣宸已經將這些梳理清楚了，接下來咱們一起實戰吧，讓前文體驗過的web從無到有，再到順利執行，達到預期

  • 整個開發過程如下圖所示，一共十步，接下來開始動手

  • 修改後令環境變數生效，然後執行一下命令確認已經使用了JDK19
➜  ~ mvn -version
Apache Maven 3.8.5 (3599d3414f046de2324203b78ddcf9b5e4388aa0)
Maven home: /Users/zhaoqin/software/apache-maven-3.8.5
Java version: 19, vendor: Azul Systems, Inc., runtime: /Library/Java/JavaVirtualMachines/zulu-19.jdk/Contents/Home
Default locale: zh_CN_#Hans, platform encoding: UTF-8
OS name: "mac os x", version: "12.6", arch: "aarch64", family: "mac"

建立Quarkus專案

  • 開啟IDEA，新建專案，選擇Quarkus專案

  • 其次是Modules設定，先設定Sources這個tab頁

  • 接下來是Dependencies這個tab頁

  • 選中Add VM options
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  • 填入下圖箭頭所指的內容
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  • 終於，設定完成，接下來要啟動應用了

啟動和驗證

  • 啟動應用之前，請確認postgresql資料庫已啟動，並且資料已經匯入，具體啟動和匯入方法請參考前文
  • 點選下圖紅色箭頭中指向的按鈕，即可在IDEA中執行應用
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  • 在前文中，咱們是在docker上執行應用的，另外在實際場景中應用執行在docker或者k8s環境也是普遍情況，所以接下來一起實戰將用做成docker映象並驗證

構建映象

  • 在建立工程的時候，IDEA就用quarkus模板自動建立了多個Dockerfile檔案，下圖紅框中全是
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  • 如果當前應用的JDK不是19，而是11或者17，那麼上圖紅框中的Dockerfile檔案就能直接使用了，然而，由於今天咱們應用的JDK必須是19，就無法使用這些Dockerfile了，必須自己寫一個，原因很簡單，開啟Dockerfile.jvm，如下圖紅色箭頭所示，基礎映象是jdk17，而這個倉庫中並沒有JDK19，也就是說quarkus還沒有釋出JDK19版本的基礎映象，咱們要自己找一個，另外，容器啟動命令也要調整，需要加入--enable-preview才能開啟JVM的虛擬執行緒
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  • 自己寫的Dockerile檔名為Dockerfile.19，內容如下，可見非常簡單：先換基礎映象，再把mvn構建結果複製過去，最後加個啟動命令就完事兒了（遠不如官方的分層構建節省空間，然而在官方的JDK19映象方案出來之前，先用下面這個將就著用吧）
FROM openjdk:19

ENV LANGUAGE='en_US:en'

# 執行工作目錄
WORKDIR application

COPY --chown=185 target/*.jar ./

RUN mkdir config

EXPOSE 8080
USER 185
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "--enable-preview", "quarkus-virual-threads-demo-1.0-SNAPSHOT-runner.jar"]

  • 接下來可以製作映象了，請確保自己電腦上docker已在執行

  • 首先是常規maven編譯打包（uber-jar表示生成的jar中包含了所有依賴庫）

mvn clean package -U -DskipTests -Dquarkus.package.type=uber-jar
  • 構建docker映象
docker build -f src/main/docker/Dockerfile.19 -t bolingcavalry/quarkus-virual-threads-demo:0.0.2 .
  • 映象製作成功，控制檯輸出如下圖
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  • 如果您有hub.docker.com的賬號，也可以像我一樣推播到公共倉庫，方便大家使用

異常測試（沒有enable-preview引數會怎麼樣？）

  • 回顧Dockerfile中啟動應用的命令，由於虛擬執行緒是JDK19的預覽功能，因此必須新增下圖紅色箭頭所指的--enable-preview引數才能讓虛擬執行緒功能生效
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  • 於是我就在想：不加這個引數會咋樣？也就是不開啟虛擬執行緒，但是程式碼中卻要用它，那麼真正執行的時候會如何呢？
  • 瞎猜是沒用的，還是試試吧，在啟動引數中刪除--enable-preview，如下圖，再重新構建映象
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  • 像前文那樣執行容器（再次提醒，確保資料庫是正常的），再在瀏覽器存取http://localhost:8080/vt/persons/1，頁面正常顯示了，看來功能是不受影響的
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  • 再用docker logs命令檢視後臺紀錄檔，如下圖箭頭所示，quarkus給出了WARN級別的提示：由於當前虛擬機器器不支援虛擬執行緒，改為使用預設的阻塞來執行業務邏輯
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  • 小結：在不支援虛擬執行緒的環境強行使用虛擬執行緒，quarkus會選擇相容的方式繼續完成任務

小結和展望

  • 至此，一個完整的quarkus應用已開發完成，該應用使用虛擬執行緒來響應web請求，而且在quarkus官方還沒有提供方案的前提下，咱們依舊完成了docker映象的製作，最後，因為好奇，還關閉重要引數嘗試了一下，一系列操作下來，相信您已經對基礎開發瞭如指掌了

  • 最後，還剩下兩個遺留問題，相信您也會有類似困惑

    1. 虛擬執行緒和常規子執行緒的區別，究竟能不能看出來？前文已經驗證了效能上區別不大，那還有別的方式來觀察和區分嗎？
    2. 能不能稍微深入一點，僅憑一個@RunOnVirtualThread註解就強行寫了兩篇部落格，實在是太忽悠人了

  • 以上問題會在接下來的《支援JDK19虛擬執行緒的web框架，終篇》得到解決，還是那句熟悉的廣告詞：欣宸原創，不辜負您的期待

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