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オラクルエンジニア通信, profile picture
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Helidon 概要

Javaの軽量フレームワークであるHelidonについての概要資料です。

Technology◦
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Helidon 概要 クラウドネイティブ時代のマイクロサービス・フレームワーク 日本オラクル株式会社
Safe harbor statement 以下の事項は、弊社の一般的な製品の方向性に関する概要を説明するものです。また、 情報提供を唯一の目的とするものであり、いかなる契約にも組み込むことはできません。以 下の事項は、マテリアルやコード、機能を提供することを確約するものではないため、購買 決定を行う際の判断材料になさらないで下さい。 オラクル製品に関して記載されている機能の開発、リリース、時期及び価格については、弊 社の裁量により決定され、変更される可能性があります。 Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 2
1. Helidon とは 2. 2つのエディション － SE / MP 3. まとめ Agenda Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 3
1. Helidon とは 2. 2つのエディション － SE / MP 3. まとめ Agenda Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 4
エンタープライズ・アプリケーションの世界の変化 Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 5 Build Deploy Test Releas e DevOps Cycle 場所を問わず動作する クラウドネイティブな コンテナの展開 オープンソースの DevOps ツール群の連携 マイクロサービスと サーバーレス・ アプリケーション 複数言語を扱う Polyglot な アプリケーション Micro service 1 Busines s Domain Micro service 2
マイクロサービス・フレームワークの要件 6 • 小さなサービス群の組み合わせ • 個々のサービスは単独プロセスで稼働 • RESTfulのような軽量な通信プロトコル • （個々の）業務機能に沿った形で構築 • 他サービスとの依存性なくデプロイが可能 • デプロイは自動化が可能 • 最低限の中央集権的管理機構 • 複数の言語で記述されることがある • 複数のデータストレージ技術が使われる ことがある • 小さなサービスをデプロイするための 軽量フットプリント • 単独プロセスとしてサービスを稼働させるための基盤 技術（Docker, Kubernetes等）との親和性 • RESTやgRPC等のサービス間通信を効率的に実 装できるフレームワークの提供 • CI/CDプロセス・ツールでの扱いやすさ • 分散サービス管理をサポートする仕組み（health, metrics, tracing, etc.） • Polyglot環境での言語間のInteroperability • データ永続化レイヤー対応における柔軟性 ＊ “Microservices” by James Lewis/Martin Fowler https://martinfowler.com/articles/microservices.html マイクロサービスの特性* 求められる要件 Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates
Javaのマイクロサービス・フレームワーク OracleがホストするOSSプロジェクト • GitHubでソースコードを公開：https://github.com/oracle/helidon • Helidonの商用サポートはWebLogic Server/Coherenceのサポート契約に含まれる マイクロサービスアプリケーションが必要とする機能(Webサーバ/コンフィギュレーション/セキュリティ)を提供するJavaライブラリの集合体 • 単体のJVMとして動作し、アプリケーションサーバ不要 • 必要なコンポーネントを追加して拡張することも可能 2つのプログラミングモデルを提供 • Helidon MP：宣言的記法(Java EE開発者フレンドリー) • Helidon SE：関数的型記法 マイクロサービスの監視に適合 Project Helidon Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 7
Helidon SE と MP 8 • マイクロ・フレームワーク • 超軽量フットプリント • 関数型 • Reactive Web Server • MicroProfile 3.2 • 軽量フットプリント • 宣言型 • Java EEサブセット + マイクロサービス関連機能 Helidon MP Helidon SE CDI Extensions フットプリント重視 機能性重視 互換性（MicroProfile準拠）重視 Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates
Helidonのポジショニング 9 Full Stack MicroProfile based Microframeworks Helidon MP Helidon SE Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates
高速起動・高速スケールが求められるユースケース（マイクロサービス、FaaS）に適する • ランタイムの起動時間、及びプログラム実行初期のパフォーマンスの劇的な向上 • メモリフットプリントの削減 Helidon は GraalVMネイティブ・イメージの作成をサポート • Maven profileによるビルド - Helidon Quickstart* を参照 • Local build (for the OS installed locally) • Docker build (for Linux) GraalVM ネイティブ・イメージ 10 ＋ Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates * Helidon Quickstart https://helidon.io/docs/latest/#/se/guides/02_quickstart
WebLogic Helidon ~ Autonomous Databaseを利用したアプリケーション構成例 Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 11 App App App App #1 デプロイメント App App App App #2 デプロイメント Load Balancer API Gateway App App App App #3 デプロイメント App App App App #4 デプロイメント Autonomous Database / DBaaS(VM/BM) / Exadata CS Autonomous Database / … Autonomous Database / … スケール スケール スケール 周辺 システム フロント層 バック層 データ永続化層 OKE OKE OCI Database サービス Cloud Services • レプリカセットの維持(再起動) • ローリングアップデート • スケーリング
HelidonはOpen Sourceのプロジェクト • Apache 2.0 License Open Sourceとしてのサポートを提供中 • Web Site with guides and tutorials: https://helidon.io • StackOverflow: https://stackoverflow.com/tags/helidon • Public Slack channel: https://helidon.slack.com • GitHub issues tracker: https://github.com/oracle/helidon/issues Oracleによる商用サポートについて • WebLogic Serverライセンス保有のお客様にHelidonのサポートを提供中 • Helidon単独のサポートを提供予定 Helidonのサポートについて 12 Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates
1. Helidon とは 2. 2つのエディション － SE / MP 3. まとめ Agenda Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 13
リアクティブ・スタイルで開発された軽量なマイクロフレームワーク • 少ないスレッドで多くのコネクションをハンドル • メモリー管理やコンテキスト・スイッチ等のオーバーヘッドを削減 Helidon SE 14 Security ● 認証 ● 認可 ● アウトバウンド対応 ● 監査 ● 拡張可能 Config ● 柔軟性の高い型付き設 定モデル ● 複数のソースを利用可 ● 階層型モデル ● 動的な更新 ● 拡張可能 Reactive Web Server ● Reactive APIを使った シンプルな関数ルー ティング・モデル ● Netty上に構築 ● OpenTracing, Metrics and Health Checks ● 静的コンテンツ Helidon SE Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates
1ステートメントで起動できるREST APIサーバー Helidon SE – 関数スタイルのシンプルなRESTサーバー開発 15 public static void main(String[] args) throws Exception { WebServer webServer = WebServer .create(Routing.builder().any((req, res) -> res.send("It works!")).build()) .start() .toCompletableFuture() .get(10, TimeUnit.SECONDS); } どのPath/Methodでも ”It works!”を返す サーバーの起動待ち （エラー時Exception） Helidon SE Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates
Eclipse MicroProfile準拠のフレームワークが最適 Java EE標準企業が選択すべき次世代フレームワークは？ Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 16 • Java EEが現行標準フレームワーク • Java EEの開発・運用スキルを保有 • マイクロサービス志向 - 高頻度リリース、変更の局所化 - コンテナ化/軽量フットプリント - CI/CDとの連携・DevOpsとの親和性 • APIファースト - サービス定義の明確化と共有化 - モジュール(API)の再利用性向上 • SPA(Single Page Application) - UIの柔軟性向上、高機能化 - フロントエンドとバックエンドの分離 技術 トレンド バック グラウンド Eclipse MicroProfile規格が要件にフィット • マイクロサービスのためのフレームワーク - 軽量フレームワーク、Java SEベース - REST APIを効率的に開発可能 - CI/CDとの親和性が高い - Metrics, Health, OpenAPI, OpenTracingなど運用 監視に必要な機能を標準実装 - Cloud Native Computing Foundation(CNCF)の各 種規格への準拠 = Interoperability高 • ベースとなる規格はJava EEのサブセット - Javaスキル保有者の学習コスト低 • 共通規格 = ベンダ・ロックインを回避 Helidon MP
• PolyglotなMicroservices環境の中で協調して動く(= Microservices各種仕様に準拠する、 Microservicesのデザイン パターンを実装する)Javaアプリケーションの開発に必要な機能を、フレームワークとして規定したもの。 • 開発者はビジネスロジックの実装に集中でき、効率的な開発ができる。 • 基盤となる実装は、MicroProfileプロバイダの品質維持・向上を期待できる。 Eclipse MicroProfile 17 OpenMetrics OpenTracing OpenAPI Circuit Breaker Bulk Head Health Check Helidon MP Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates
Helidon MP を構成するコンポーネント Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 18 MP Config Metrics Health Check Fault Tolerance JWT Auth JAX-RS CDI JSON-P / B Open API Open Tracing REST Client SE SE SE JPA gRPC JTA SE + オリジナル JavaEE由来 MicroProfile Sandbox Reactive Streams Operators Reactive Streams Messaging Kafka/JMS Connector GraphQL Helidon MP SE SE MicroProfile =
アノテーションでPOJO(=普通のJavaクラス)がRESTサービスに！ Helidon MP – MicroProfileを使ったRESTサーバー開発 19 @ApplicationScoped @Path("/echo") public class EchoResource{ @Inject @ConfigProperty(name = “echo.reply", defaultValue = "Hi!") private String reply; @POST @Produces(MediaType.APPLICATION_JSON) public Response handleRequest(Message message, @Context UriInfo uriInfo) { JsonObject json = Json.createObjectBuilder() .add("url", uriInfo.getRequestUri().toASCIIString()) .add("text", message.text) .add(“reply", reply) .build(); return Response.ok(json.toString()).build(); } } CDI JSON-B JSON-P JAX-RS JAX-RS CDI JAX-RS JAX-RS MicroProfile Config Java EEから必要十分な仕様を 引き継いだ、分かりやすくて 非常に強力なマイクロサービス 開発フレームワーク Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates
1. Helidon とは 2. 2つのエディション － SE / MP 3. まとめ Agenda Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 20
クラウド・ネイティブ時代に最適なJavaベースのマイクロサービス・フレームワーク マイクロサービス環境に適したアプリケーションを効率的に開発 • SEとMPの二つのエディションを用意 – 要件に応じた使い分け MicroProfileによる仕様標準化の恩恵、ロックインの回避 • Metrics, Health, OpenAPI,OpenTracingなどはノー・コーディングで利用可能 • 開発者はビジネスロジックの開発に専念できる • ベンダーの健全な競争の下で、フレームワーク実装の品質向上が見込める 実際のプロジェクトで必要となる拡張機能の提供 – セキュリティ、データベース接続、etc. 多くの実績の中で育まれたJavaのエコシステム • IDE、ライブラリ、モニタリング・プロファイリング・デバッギング、etc. • GraalVMの活用 まとめ - Helidonを採用すべき理由 21 Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates
ありがとうございました Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 22
Strangler Pattern(ストラングラー・パターン) マイクロサービス化に向けた設計パターン Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 23 アプリケーションの特定の機能を 徐々に改善していく • 低コスト、高速、保守が容易 段階的に新しいアプリケーションや サービスに置き換え • ファサード(窓口)がユーザーからの要 求を既存アプリケーションまたは新し いサービスにルーティング • 置き換えが完了したら既存アプリケー ションから古いサービスを削除 Application Server Module 1 Module 2 Module N Datastore New Module Datastore 既存アプリケーション 新規サービス 切り出したサービス マイクロサービスとして実装 Facade Helidon
Oracle主導で開発されるOSS GraalVM：多言語の単一かつ高速なランタイムエンジン GraalVMによる３つのイノベーション • Javaアプリを安定・高速実行 • Javaで書かれた新たなJITコンパイラ • JavaアプリのNative Image化 • 事前にマシン語にコンパイル(Ahead-of-Time Compilation) • 起動時間の極小化とメモリフットプリントの削減 • 複数プログラミング言語を実行可能なランタイム • Java, JavaScript, Ruby, Rust, C, C++… • 単一プログラム内で、複数言語を絡めた記述が可能 Community Edition(GPLv2)とEnterprise Edition • EEは最適化されたパフォーマンスとサポートを提供 • EEはOracleCloud Infrastructureで無償利用可能 HotSpot JVMCI （JITコンパイラをJavaで実装するためのインターフェース） Graal GraalVM Javaアプリ Truffle Sulong JS Ruby R C C++ HotSpot Compiler I/F C2 (for Server) Javaアプリ Native image SubstrateVM Javaアプリ （マシン語） シングルバイナリ 24 Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates
様々な認証・認可スキームに対応 / IDCSを使った認証・認可を効率的に開発可能 JWT Provider HTTP Basic Authentication HTTP DigestAuthentication Header Assertion HTTP Signatures ABAC Authorization Google Login Authentication Provider OIDC (OpenID Connect) Authentication Provider IDCS Role Mapping Provider • IDCSのユーザー/グループを使ったアクセス制御 Helidonが提供するSecurity Providers Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 25 Identity Provider Helidon OpenID Connect 認証シーケンス Browser OIDC (Open IDConnect) Authentication Provider を使ったユーザー認証 user/group scope * IDCS = Oracle Identity Cloud Service @GET @Path("/admin-role") @Authenticated @RolesAllowed("admin") public void somemethod() { return; } IDCSで定義した adminロールに マッピングする MicroProfileの ソースコードの例
CDI extensions • HikariCP data sources • Oracle UCP data sources • Jedis clients • OCI Object Storage clients • JavaTransactionAPI (JTA) objects Java Persistence API (JPA)のサポート • JDBC Driver (DataSource) + JTA Extension + Hikari Connection Pool Extension + EclipseLink JPA Extension データの永続化/キャッシュが必要な場合に便利な機能 26 CDI extension =CDIのライフサイクルイベントを受け取って独自の実装を追加するための仕様 JPA = Javaオブジェクトをデータベースに永続化するための仕様 JTA (JavaTransactionAPI) = トランザクションを管理するための仕様 Helidon MP JDBC Driver JavaTransaction API EclipseLink (JPA) Entity App Hikari Connection Pool application.yaml persistence.xml Helidon MPによるJPA/JTAサポート Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates
※現在はExperimentalのステータス gRPCのサーバー&クライアント実装を簡単に開発できる SE、MP両エディションでサポート • SE – リアクティブ・スタイル • MP – POJO + アノテーション • 従来からのProtobufサービス/スタブも利用可能 ペイロード・タイプは Protocol Buffers と Java Serialization をサポート Security, Metrics, Health Check機能を提供 もちろんRESTサービスと共存（サーバー・ポートは別） gRPC のサポート 27 gRPCとは？ • CNCF(Cloud Native Computing Foundation)のインキュベーション・プロジェクト • マイクロサービス間で効率的な通信を実現するためのしくみ @RpcService(name = "helloworld.Greeter") @ApplicationScoped public class GreeterService{ @Unary(name = "SayHello") public HelloReply sayHello(HelloRequest req) { return HelloReply .newBuilder() .setMessage("Hello " + req.getName()) .build(); } } Helidon MPのコーディング例 Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates
MicroProfile Reactive Messaging 準拠のKafkaConnector MicroProfile Reactive MessagingをベースにKafkaとの送受信機能を提供 • アノテーションを使って簡単に送受信を実装 Kafkaの接続情報は設定ファイル内で指定 • アプリケーションはKafka接続への依存性を排除できる OCI Streaming ともKafka互換APIを使って通信可能 Helidon Kafka Connector Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 28 Helidon Kafka Connector Producer Helidon Kafka Connector Consumer Kafka-pub Kafka-sub MicroProfile Reactive Messaging MicroProfile Reactive Messaging Kafkaへの送信 Kafkaからの受信
Hybrid Application and Environment Management Hybrid Applications in Hybrid Environments Oracle Enterprise JavaVision – AppDev Platform Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates Open Operating Systems Cloud Native Environment Java Microservices Polyglot microservices Traditional Applications Public Cloud Private Cloud Hybrid Cloud Operators 29
Helidon 概要