无服务器和Kubernetes原生Java部署实践

随着云部署的兴起，IT 部门使用的物理服务器减少，用电量也相应降低，结果是通过减少碳排放帮助缓解了气候变化。云架构有助于实现这一点，因为它们不需要维护竖井式的计算资源，而是在需要保持业务服务运行时，高效共享所在云上的可用资源。

然而短期内，云迁移的这些好处对于二氧化碳的排放并没有产生显著的影响。这是因为采用云的速度比转向无碳基础设施的速度要快得多。例如，谷歌云目前已实现碳中和，但他们正在努力成为无碳、可持续的云计算系统。

与此同时，开发人员和架构师仍然在尽可能地优化应用程序的性能，缩小容器镜像，缩短启动和响应时间以及减少内存占用。他们相信，这最终能够减少应用层的计算消耗。

Java 诞生于 27 年前，用于运行业务服务。它有诸多优点，如较高的网络吞吐量、长期运行的进程和面向可变系统的动态行为。几十年前，这些都是很棒的特性，开发人员可以编写灵活、丰富的互联网应用，然后在多台应用服务器上运行。这些服务器位于由物理服务器和虚拟机组成的基础设施上。

然而，自从 Kubernetes 和 Linux 容器面世以来，事情发生了变化。它为我们提供了一种新的模式，让我们可以重构现有应用。在云上，我们应该将这些应用当作牛而非猫。新应用的主要特性是可移植、不可变及可快速扩展。

遗憾的是，Java 的动态特性在这个新时代并无多大优势。尽管如此，企业仍然维护着大量基于 Java 技术栈构建的关键业务应用程序，这可能成为将工作负载迁移到云平台的障碍。这也使企业失去了减少二氧化碳排放的机会，因为他们需要花不少钱来维持传统基础设施上的单体应用。

颇具讽刺意味的是，根据 TIOBE 排行榜，Java 仍然是第三大最受欢迎的编程语言。顺应这一趋势，出现了许多开源项目和工具，如 Shenandoah GC。它们试图从吞吐量管理方面优化 Java 的性能，通过扩展、临时状态及减少不可变系统的内存占用。遗憾的是，这些努力不足以说服开发人员将 Java 应用程序留在 Kubernetes 集群中，而不是采用 Java 和 Python 等替代方案。

作为减少云计算资源的无尽努力的一部分，通过定期监控应用程序工作负载和资源使用情况，许多企业已经意识到，所有业务服务都不需要一直运行（例如 24 x 7 x 365）。

举例来说，某些服务（如订单服务）只有不足 10% 的时间被最终用户和第三方访问。在这种情况下，当应用程序在某段时间内（如 5 分钟或 30 秒）没有网络通信时，无服务器架构让你能够自动将应用程序缩减为零。

事实上，无服务器行为不仅可以应用于基于 HTTP 的微服务，还可以应用于来自物联网（IoT）边缘设备和 Kafka 消息服务器的分布式流服务。

作为一名 Java 开发人员，你会问：“Java 如何处理无服务器架构？”更大的问题是：“Java 适合开发无服务器应用程序吗？”根据 NewRelic 的调查，由于重量级的程序包和动态行为，开发人员通常不会在 AWS Lambda 上运行 Java 应用程序，如图 1 所示。

这就是为什么越来越多的开发人员希望将 Node.Js 和 Python 应用程序引入无服务器平台和函数即服务（Function as a Service，FaaS），而不是演进现有 Java 应用程序的原因。不要放弃你的 Java 技能！下一节将介绍如何使 Java 应用程序