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云原生Java与Golang比较 -lgor

Java曾经著名的座右铭：“一次编写并在任何地方运行”如今已经过时了，我们要运行代码的唯一位置是在容器内。“即时”编译器没有任何意义。（banq注：即时启动运行变成主流目标）

因此，Java生态系统可能正处于其转型之中，以便变得更适合云计算。Oracle的 GraalVm 允许将字节码编译为Linux可执行文件（ ELF ）和Rad Heat的 Quarkus 以及其他框架，以期类似响应式应用一样能即时启动，Quarkus还以 Netty 和 Vertx.x 为核心来构建非常有效的响应式Web服务。

Quarkus将Java编译为可执行的二进制文件，可在毫秒内启动，并且占用的内存很小。这就可以利用Java生态系统，甚至可以用其他JVM语言（例如Scala和Kotlin）编写！如果您不相信，可以使用在线项目生成器或通过使用 maven plugin 在本地生成项目来玩Quarkus 。

另一方面，Golang诞生于云中，当在容器中运行时，没有留下任何负担。它被认为是云的编程语言。从第一天开始，小型二进制文件，快速启动程序，较小的内存占用量就可以了。它被广泛采用。对Java世界的严峻挑战。

Java有机会吗？只有时间证明一切。但是，出于好奇，我想在性能和开发经验方面将Java云原生服务与等效的golang进行比较。

在这篇文章中，我将强调两项服务。比较他们的CPU，RAM，延迟和正常运行时间。这些服务将在具有相同资源分配的容器中启动，并且 Apache基准测试将使他们满载。

场景

两种服务都将连接到在另一个容器中运行的MySQL数据库，该容器具有一个表和三行。

每个服务将获取所有三行，将其转换为域对象，然后编写JSON数组响应。

Apache基准测试将运行10K请求，并发级别为100，是quarkus JVM版本的两倍（还可以测试“冷” /“热” JVM）。

Golang服务

使用称为 gin 的流行的反应式Web框架，该框架具有出色的基准。

# the service
<b>package</b> main

<b>import</b> (
    <font>"database/sql"</font><font>
    </font><font>"fmt"</font><font>
    </font><font>"github.com/gin-gonic/gin"</font><font>
    _ </font><font>"github.com/go-sql-driver/mysql"</font><font>
    </font><font>"net/http"</font><font>
)

type Fruit struct {
    Id  <b>int</b> `json:</font><font>"id"</font><font>`
    Name string `json:</font><font>"name"</font><font>`
}

<b>var</b> con *sql.DB

func init(){
  </font><font><i>//opening a mysql connection pool with another container </i></font><font>
   db, err := sql.Open(</font><font>"mysql"</font><font>, </font><font>"root:password@tcp(host.docker.internal:3306)/payments"</font><font>)
   <b>if</b> err != nil {
       panic(</font><font>"failed to open a mysql connection"</font><font>)
   }
   con = db
}

func main() {
    r := gin.Default()
    r.GET(</font><font>"/fruits"</font><font>, fruits)
    r.Run() </font><font><i>//server up on 8080</i></font><font>
}

</font><font><i>// THE REQUEST HANDLER</i></font><font>
func fruits(c *gin.Context) {
    fruits := getFruits()
    c.JSON(http.StatusOK, fruits)
}

func getFruits() []Fruit {
    rows, _ := con.Query(</font><font>"SELECT * FROM fruits"</font><font>)
    fruits := []Fruit{}
    <b>for</b> rows.Next() {
        <b>var</b> r Fruit
        rows.Scan(&r.Id, &r.Name)
        fruits = append(fruits, r)
    }
    <b>return</b> fruits
}
</font>

在寻找golang非阻塞MySQL驱动程序时，我什么也没找到，互联网上一致建议使用 go-sql-driver ，因此我将使用它。

golang样式非常明确。主要功能启动服务器，配置请求处理程序，并打开数据库连接。

Kotlin Cloud本机服务— Quarkus

<b>package</b> org.acme

<b>import</b> io.vertx.core.json.JsonArray
<b>import</b> io.vertx.core.json.JsonObject
<b>import</b> io.vertx.mutiny.mysqlclient.MySQLPool
<b>import</b> io.vertx.mutiny.sqlclient.Row
<b>import</b> io.vertx.mutiny.sqlclient.RowSet
<b>import</b> java.util.concurrent.CompletionStage
<b>import</b> javax.inject.Inject
<b>import</b> javax.ws.rs.GET
<b>import</b> javax.ws.rs.Path
<b>import</b> javax.ws.rs.Produces
<b>import</b> javax.ws.rs.core.MediaType

@Path(<font>"/fruits"</font><font>)
<b>class</b> FruitResource {
    @field:Inject
    lateinit <b>var</b> client: MySQLPool


    @GET
    @Produces(MediaType.APPLICATION_JSON)
    fun listFruits(): CompletionStage<JsonArray> {
        <b>return</b> client.query(</font><font>"SELECT * FROM fruits"</font><font>).execute()
                .map { rows: RowSet<Row> ->
                    rows.fold(JsonArray()) { array, row ->
                        array.add(JsonObject()
                                .put(</font><font>"id"</font><font>, row.getLong(</font><font>"id"</font><font>))
                                .put(</font><font>"name"</font><font>, row.getString(</font><font>"name"</font><font>)))
                    }
                }.subscribeAsCompletionStage()
    }
}
</font>

这是一个Kotlin示例，大致遵循 quarkus反应式MySql 扩展指南。

与go版本相比，存在一些隐式东西，CDI依赖注入，使用javax注释的声明性路由，自动配置解析以及数据源/连接创建/服务器引导程序。但这是使用框架的代价，它为您带来了沉重的负担，并决定了其工作方式。但是，它比go版本要短得多，只要我不介意黑魔法就行！

在后台，有一个Netty反应式Web服务器，它由Vert.x多事件循环包装，还具有一个Vert.x反应式MySQL驱动程序，可以通过一个线程处理多个数据库连接。

另外，我可以使用Kotlin令人惊叹的集合库fold折叠到一个列表，其中go版本还没有泛型（但即将推出），也没有丰富的标准集合库，我不得不手动编写或生成它。

基本上，我能够弄清楚构建本机可执行文件的容器中发生的事情是SubstrateVM。设计为可提前编译的可嵌入虚拟机链接到我们的代码，并作为一个单元进行编译。甲骨文认为，这是惊人的，但并非没有代价，SubstrateVM的优化次数少于 HotSpot Vm，并且垃圾回收器更简单。

执行此操作的编译器称为“ Graal”，它与语言无关，在使用Java字节码之前，需要将其转换为中间表示形式，即Truffle语言。这非常有趣，可以在这篇文章中找到有关Graal和Truffle的出色解释。

构建Java本机镜像看起来更复杂，更慢，并且生成的二进制文件几乎是其两倍大小。但这有效！与一个Java Uber（胖）Jar相比，35M可执行二进制文件实际上是什么，它可以轻松地大十倍。35MB甚至可以放在aws lambda中。

.....

测试结果

延迟和吞吐量比较结果：golang和云原生Java均产生了相似的结果，尽管平均而言稍微偏爱golang服务。但是，java本机结果更加稳定。Golang服务有时会在1.25µs内做出响应，而很少在7s内做出响应。

“预热”后的JVM产生了良好的结果，但比本机或go版本差。

在CPU利用上，当给定的内核少于单核时，go和native-java在负载下均表现不佳，而在使用2个内核启动时，它们并没有表现出明显的改进。可能是因为工作负载受IO限制。或者因为gin / Netty的默认配置没有考虑多个内核。另一方面，JVM利用了赋予它的所有内核，并在各个方面提高了性能。