OpenFaaS实战之七:java11模板解析

2021/8/6 9:06:21

本文主要是介绍OpenFaaS实战之七:java11模板解析,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

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内容:所有原创文章分类汇总及配套源码,涉及Java、Docker、Kubernetes、DevOPS等;

OpenFaaS实战系列文章链接

  1. 部署
  2. 函数入门
  3. Java函数
  4. 模板操作(template)
  5. 大话watchdog
  6. of-watchdog(为性能而生)
  7. java11模板解析
  8. OpenFaaS实战之八:自制模板(maven+jdk8)
  9. OpenFaaS实战之九:终篇,自制模板(springboot+maven+jdk8)

本篇概览

  • 本文是《OpenFaaS实战》系列的第七篇,经过前面的知识储备,咱们对OpenFaaS的服务调用和容器运行原理已经了然于胸,可以更深入的研究和使用了OpenFaaS了;
  • 想要更加自由的开发函数,加入更多符合业务需要的特性,显然官方提供的几个模板是无法满足咱们的需要,以欣宸熟悉的Java为例,现有的java11java11-vert-x存在以下问题:
  1. 是基于Gradle的,而实际上习惯使用Maven的开发者并不少;
  2. 没有Spring、SpringBoot;
  3. 不支持类似dubbo、SpringCloud等分布式调用;
  • 综上所述,java程序员常用的技术栈很难在OpenFaaS的官方模板得到支持,没关系,咱们可以自己开发模板支持上述能力,不过这不是本章的任务,本章的目标是一起深入了解java11模板,摸清官方套路,为后面的自定义模板开发做好充分的准备,本篇文章有以下内容:
  1. 解析Dockerfile
  2. Java源码学习
  • 没错,java11模板很简单,很快就能了解其中原理;

解析Dockerfile

  • 回顾of-watchdog的http模式内部架构,如下图:

在这里插入图片描述

  • 从上图可见函数功能代码能被调用的关键有以下两点:
  1. 有微服务(child)在监听指定端口;
  2. of-watchdog(parent)收到外部请求会转发到微服务监听的端口;
  • 最为关键的微服务和of-watchdog都聚集在同一个docker容器中,因此该docker镜像的Dockerfile文件就是一切的关键,接下来一起看看这个文件;
  • 在OpenFaaS环境执行命令faas template pull可以拉取全部官方模板,在template/java11目录下是该模板的全部文件:
[root@node1 template]# tree java11
java11
├── build.gradle
├── Dockerfile
├── function
│   ├── build.gradle
│   ├── gradle
│   │   └── wrapper
│   │       ├── gradle-wrapper.jar
│   │       └── gradle-wrapper.properties
│   ├── gradlew
│   ├── gradlew.bat
│   ├── settings.gradle
│   └── src
│       ├── main
│       │   └── java
│       │       └── com
│       │           └── openfaas
│       │               └── function
│       │                   └── Handler.java
│       └── test
│           └── java
│               └── HandlerTest.java
├── gradle
│   └── wrapper
│       ├── gradle-wrapper.jar
│       └── gradle-wrapper.properties
├── README.md
├── settings.gradle
└── template.yml
  • 打开Dockerfile阅读,我在脚本的关键位置添加了注释辅助理解,如下所示:
# 使用multi-stage builds特性,将整个镜像构建分为多个阶段
# 名为builder的镜像里面会生成java代码编译构建出来的结果
FROM openjdk:11-jdk-slim as builder

ENV GRADLE_VER=6.1.1
# 应用更新,并且安装后面要用到的应用
RUN apt-get update -qqy \
  && apt-get install -qqy \
   --no-install-recommends \
   curl \
   ca-certificates \
   unzip

# 下载指定版本的gradle,并解压,再删除压缩包(避免镜像体积变大)
RUN mkdir -p /opt/ && cd /opt/ \
    && echo "Downloading gradle.." \
    && curl -sSfL "https://services.gradle.org/distributions/gradle-${GRADLE_VER}-bin.zip" -o gradle-$GRADLE_VER-bin.zip \
    && unzip gradle-$GRADLE_VER-bin.zip -d /opt/ \
    && rm gradle-$GRADLE_VER-bin.zip

# Export some environment variables
ENV GRADLE_HOME=/opt/gradle-$GRADLE_VER/
ENV PATH=$PATH:$GRADLE_HOME/bin

RUN mkdir -p /home/app/libs

ENV GRADLE_OPTS="-Dorg.gradle.daemon=false"
WORKDIR /home/app

# 把编译构建涉及的所有内容都复制到镜像的/home/app/目录,
# 包括配置文件、java源码等
COPY . /home/app/

# 开始编译构建
RUN gradle build

# 打印文件列表
RUN find . 

# 名为watchdog的镜像,注意基础镜像是openfaas/of-watchdog
FROM openfaas/of-watchdog:0.7.6 as watchdog

# 这个ship才是最终的镜像,前面的builder和watchdog都是为ship准备内容的
# 为了控制体积,ship里面是jre,而非jdk
FROM openjdk:11-jre-slim as ship
RUN apt-get update -qqy \
  && apt-get install -qqy \
   --no-install-recommends \
   unzip

# 为了安全起见不使用root帐号,这里增加名为app的群组和用户
RUN addgroup --system app \
    && adduser --system --ingroup app app

# 从watchdog镜像获取可执行文件fwatchdog
COPY --from=watchdog /fwatchdog /usr/bin/fwatchdog

# 增加可执行权限
RUN chmod +x /usr/bin/fwatchdog

# 设置执行命令的目录
WORKDIR /home/app

# 从builder获取整个gradle项目的构建结果
COPY --from=builder /home/app/function/build/distributions/function-1.0.zip ./function-1.0.zip

# 执行运行容器进程的帐号是app
user app

# 解压构建结果
RUN unzip ./function-1.0.zip

WORKDIR /home/app/

# of-watchdog转发的地址,也就是微服务监听的地址
ENV upstream_url="http://127.0.0.1:8082"
# of-watchdog的模式
ENV mode="http"

# 微服务是java应用,要用到这个classpath
ENV CLASSPATH="/home/app/function-1.0/function-1.0.jar:/home/app/function-1.0/lib/*"

# 启动微服务的命令
ENV fprocess="java -XX:+UseContainerSupport com.openfaas.entrypoint.App"

# 对外暴露的端口,of-watchdog监听的
EXPOSE 8080

# 监控检查
HEALTHCHECK --interval=5s CMD [ -e /tmp/.lock ] || exit 1

# 容器启动时执行的命令,既启动of-watchdog
CMD ["fwatchdog"]
  • 上述脚本的最后设置了好几个环境变量,这些环境变量的定义来自of-watchdog官方Github,地址是:https://github.com/openfaas/of-watchdog ,内容如下图:

在这里插入图片描述

  • 为了更清晰的看到脚本中三个任务是如何协同的,将整个Dockerfile的脚本用下图表示,可见最终的镜像来自ship,左侧的builderwatchdog都是为ship提供内容的:

在这里插入图片描述

java工程分析

  1. 从Dockerfile中得知微服务的启动命令如下:
java -XX:+UseContainerSupport com.openfaas.entrypoint.App
  1. 只要搞清楚上述命令对应的实现,整个java11模板就全部掌握了,接下来就来研究这个com.openfaas.entrypoint.App类;
  2. 打开文件template/java11/function/build.gradle,看到依赖关系如下图,红框中的库应该就是com.openfaas.entrypoint.App的来源了:

在这里插入图片描述

  1. 上图红框中的库,代码已经开源,地址是:https://github.com/openfaas/templates-sdk/tree/master/java11
  2. 打开App.java文件后,一切谜底都被揭开了,这个java11模板的源码还真是简单呀,先看入口的main方法:
public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 监听8082端口,和Dockerfile中of-watchdog转发请求的端口保持一致
        int port = 8082;
		
		// handler是真正处理请求的实例
        HandlerProvider p = HandlerProvider.getInstance();
        IHandler handler = p.getHandler();
		
		// 配置监听对象,并将handler绑定过来
        HttpServer server = HttpServer.create(new InetSocketAddress(port), 0);
        InvokeHandler invokeHandler = new InvokeHandler(handler);

		// 设置path,开始监听
        server.createContext("/", invokeHandler);
        server.setExecutor(null); // creates a default executor
        server.start();
    }
  1. 有没有觉得上述代码和sockek编程很像;
  2. App.java中还有静态类InvokeHandler的定义,这个类的主要功能就是接收web请求的数据,加工成IRequest实例,丢给IHandler实例去处理,处理完成后包装http响应,核心代码片段如下:
// 把request内容封装到IRequest实例中
IRequest req = new Request(requestBody, reqHeadersMap,t.getRequestURI().getRawQuery(), t.getRequestURI().getPath());

// 执行业务逻辑处理请求            
IResponse res = this.handler.Handle(req);

// 得到处理后的结果
String response = res.getBody();
...
  1. 上述代码可见业务逻辑的执行的关键是this.handler.Handle(req),而真正执行业务的代码是咱们自己写的Handler.java,要搞清楚它们之间的关系,就要看HandlerProvider.java,如下图,一些都清楚了,咱们开发函数时,编写的业务功能都在Handler.java中,而Handler是AbstractHandler的实现类,于是下图红框1中就会找到Handler,红框2可以返回Handler实例,在InvokeHandler执行this.handler.Handle(req)时,就是Handler实例在处理web请求了:

在这里插入图片描述

  1. 至此,java代码的分析就完成了,这个微服务其实很简单,就像咱们做Socket编程练习那样,自己编码监听端口并编写处理逻辑;

小结

最后做个小结,将前面展开的思路收敛起来,如下图:

在这里插入图片描述

看到这里,对于java11模板的内部实现及其执行原理,相信在您眼里应该没有什么秘密了,为了制作更好用的java模板,咱们已经做了充分准备,接下来的文章,请随欣宸一起实战自定义java模板;

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