現在システムに求められる要件は必要に応じて 0 からスケールアウトするなど可用性や性能といった面で大きく変化しています。それらの要件を実現するため、サーバレスやクラウドネイティブという技術が必要となっています。それらの技術を容易に導入できる Quarkus の内部はどの様に動作しているのかを簡単に紹介します。

1. 2020/08
Quarkus Technical
Deep Dive 日本語
Red Hat
テクニカルセールス本部

2. Quarkus & Kube-Native Java
モノリス
Kubernetes-Native Java
クラウド
ネイティブ
マイクロ
サービス
サーバレス
イベントドリブン
アーキテクチャ
Istio Knative

3. “歴史的な” Enterprise Java スタック
OS + ハードウェア/VM
Java 仮想マシン (Hotspot)
アプリケーションサーバ
App App App App App
動的アプリフレームワーク
アーキテクチャ: モノリス
デプロイメント: 複数アプリ
ライフサイクル: 数ヶ月
メモリ: 1GB以上
起動時間: 数10秒

4. Java 仮想マシン (Hotspot)
アプリケーションサーバ
App
動的アプリフレームワーク
アーキテクチャ: マイクロサービス
デプロイメント: 単一アプリ
ライフサイクル: 数日
メモリ: 数100MB以上
起動時間: 数秒
変化無し
“近代的な” Enterprise Java スタック

5. コンテナ・プラットフォーム
ノード
NodeJS
NodeJS
NodeJS
NodeJS
NodeJS
NodeJS
NodeJS
ノード
Go Go
Go Go
Go Go
Go Go
Go Go
Go Go
Go Go
ノード
HotSpot ヒープ
HotSpot ヒープ
HotSpot ヒープ
HotSpot ヒープ
Java + コンテナに隠された事実

6. クラウドネイティブと
サーバーレスのための
新しい Java スタックが必要

7. Supersonic. Subatomic. Java.
音速のように超高速な 素粒子のように超小さい

8. QUARKUSとは何か?
QUARK: 素粒子 / US: コンピュータ科学で最も難しいこと

9. クラウドネイティブJava OS プロジェクトの
エキスパートたち
Eclipse Vert.x Hibernate Eclipse MicroProfileRESTEasy WildFly Undertow OpenJDK

10. 差別化要素
開発者の喜び
ライブ・コーディング
統一された設定
最高の組み合わせの標準とライブラリ
90以上の拡張機能
“Quarkusを搭載した” アプリケーション
コンテナ・ファースト
HotSpotとGraalVM用にアプリを仕立てる
高速起動時間と低 RSSメモリ
サーバーレスに合う
命令型と反応型の統合
ブロッキングとノンブロッキングの統合
イベントバスを内蔵

11. メリット No. 1: コンテナ・ファースト
“私たちは 1 分 の起動時間が 400 ミリ秒になった”
Quarkus
+ Native
12 MB
Quarkus + JVM
73 MB
Traditional
Cloud-Native Stack
136 MB
メモリ使用量を削減
Quarkus + Native (.016 secs)
Quarkus + JVM (0.943 secs)
Traditional
Cloud-Native
Stack (4.3 secs)
速い起動時間 小さなディスク使用量

12. 開発者の喜びを最適化するため凝縮した基盤 :
● 基準などに基づいて
● 統一された設定
● ライブコーディング
● 80%の一般的な使用法のための合理化されたコード、20%
のための柔軟性
● 手間のかからないネイティブ実行ファイル生成
メリット No. 2: Developer Joy
“私たちの開発者は、彼らの変更を見るために2〜3分待っていました。
ライブコーディングではこれがなくなりました。”
待って。保存するだけでコードが実行されるの？Javaで?!
そうでしょう？勝利のための超音速Java！

13. メリット No. 3: 命令型とリアクティブ型を統合
● 命令型とリアクティブの開発の両方を 1 つのアプリケーションに統合
● イベントバスまたはVertxコンテキストを注入
● ユースケースに適した技術を使用
● イベント駆動アプリを基盤としたリアクティブシステムの重要性
@Inject
SayService say;
@GET
@Produces(MediaType.TEXT_PLAIN)
public String hello() {
return say.hello();
}
@Inject @Stream(”kafka”)
Publisher<String> reactiveSay;
@GET
@Produces(MediaType.SERVER_SENT_EVENTS)
public Publisher<String> stream() {
return reactiveSay;
}

14. メリット No. 4: 最高の組み合わせのフレームワークと標準
Eclipse Vert.x Hibernate RESTEasy Apache Camel Eclipse MicroProfile Netty
Kubernetes OpenShift Jaeger Prometheus Apache Kafka Infinispan
Flyway Neo4j MongoDB MQTT KeyCloak Apache Tika
"Quarkusを導入すると、新しい技術を学ぶ必要がないので、初日から生産性が上がります。"

15. Supersonic, Subatomic
速い
燃えるような速さでスタート
ミリ秒の速さ！

16. Supersonic, Subatomic Java
Boot + First Response Time (in seconds)
Quarkus + ネイティブ (GraalVM) 0.016 秒
REST
REST + CRUD
Quarkus + JVM (OpenJDK) 0.943 秒
Quarkus + ネイティブ (GraalVM) 0.042 秒
Quarkus + JVM (OpenJDK) 2.033 秒
伝統的なクラウドネイティブスタック9.5 秒
伝統的なクラウドネイティブ・スタック4.3 秒
最初の応答までの時間

17. Supersonic, Subatomic
メモリ消費量を改善
展開密度を向上

18. Supersonic, Subatomic Java
*メモリ(RSS)をMB単位で表示、シングルコアマシンでテスト済み
Quarkus + ネイティブ
(GraalVM)
12 MB
Quarkus + JVM
(OpenJDK)
73 MB
伝統的な
クラウドネイティブスタック
136 MB
REST*

19. REST + CRUD*
Quarkus + ネイティブ
(GraalVM)
28 MB
Quarkus + JVM
(OpenJDK)
145 MB
伝統的な
クラウドネイティブスタック
209 MB
*メモリ(RSS)をMB単位で表示、シングルコアマシンでテスト済み
Supersonic, Subatomic Java

20. クラウドネイティブ Java スタック + コンテナ
コンテナ・オーケストレーション
ノード
EAP, WAS Liberty or
Spring Boot
EAP, WAS Liberty or
Spring Boot
EAP, WAS Liberty or
Spring Boot
EAP, WAS Liberty or
Spring Boot
ノード
NodeJS
NodeJS
NodeJS
NodeJS
NodeJS
NodeJS
NodeJS
ノード
Go Go Go
Go Go Go
Go Go Go
Go Go Go
Go Go Go
Go Go Go
Go Go Go
https://developers.redhat.com/blog/2017/03/14/java-inside-docker/
ノード
JVM上の Quarkus
JVM上の Quarkus
JVM上の Quarkus
JVM上の Quarkus
JVM上の Quarkus
JVM上の Quarkus
JVM上の Quarkus
ノード
Quarkus
ネイティブ
Quarkus
ネイティブ
Quarkus
ネイティブ
Quarkus
ネイティブ
Quarkus
ネイティブ
Quarkus
ネイティブ
Quarkus
ネイティブ
Quarkus
ネイティブ
Quarkus
ネイティブ
Quarkus
ネイティブ
Quarkus
ネイティブ
Quarkus
ネイティブ
Quarkus
ネイティブ
Quarkus
ネイティブ
Quarkus
ネイティブ
Quarkus
ネイティブ
Quarkus
ネイティブ
Quarkus
ネイティブ
Quarkus
ネイティブ
Quarkus
ネイティブ
Quarkus
ネイティブ
"サービスの可用性と 応答時間を犠牲にすることなく、3倍 の密度の高いデプロイを実行できます。

21. QUARKUSは
どの様に動くのか？

22. @
@
</>
パッケージング
(maven,
gradle…)
ビルド時
稼働時
ファイルシステムから
設定ファイルを
読む
それを解析
クラスパスを調査し
アノテーションされたクラ
スを検索
機能を有効/無効にするた
めにクラスをロードしようと
試みる
モデルを構築
管理を開始
(スレッド, プール
…)
フレームワークはどの様に開始するのか？

23. @
@</>
Quarkus の方法
稼働時ビルド時
@
@
</>
Build Time
Runtime

24. 24
ahead-of-time, ビルド時, ランタイム
コンパイル
準備
(収集)
結合と
組み立て
(補強) AOT ネイティブ
コンパイラ
JDK Hotspot で稼働できるイメージ
ネイティブ
実行イメージ
app.jar フレームワー
ク
実行可能 java アプリ ネイティブ
アプリ

25. Quarkus 拡張機能
RESTEasy
Netty
HibernateORM
SpringCompat.
MPOpenAPI
MPJWT
EclipseVert.X
Agroal(connpool)
NarayanaJTA
MPReactive
Messaging
ApacheCamel
...
Quarkus コア
Arc (DI)
Jandex Gizmo Graal SDK
JIT (OpenJDK) HotSpot AOTC (GraalVM ネイティブイメージ)

26. JIT (OpenJDK HotSpot)
正しいデプロイメントに適したVM
高いメモリ密度の要件
高いリクエスト/秒/MB
高速な起動時間
最高の生の性能 (CPU)
最高のガベージコレクタ
より高いヒープサイズの使用率
良く知られた監視ツール
一度コンパイルして、どこでも実行
標準JDKでのみ動作するライブラリ
AOT (GraalVM native image)*
最高のメモリ密度要件
最高のリクエスト/s/MB
ヒープサイズが小さい場合
起動時間の短縮
サーバーレスの場合は数 10ms
*現在は技術プレビュー

27. Quarkus ツール - ビルド
mvn io.quarkus:quarkus-maven-plugin:1.3.2.Final-redhat-00001:create
-DprojectGroupId=org.acme
-DprojectArtifactId=getting-started
-DplatformGroupId=com.redhat.quarkus
-DplatformVersion=1.3.2.Final-redhat-00001
-DclassName="org.acme.quickstart.GreetingResource"
-Dpath="/hello"
cd getting-started
*コミュニティサポート
*

28. Quarkus ツール - IDE
VSCode Eclipse IntelliJ che.openshift.io

29. 拡張できるエコシステム

30. 活気のあるエコシステムの拡張機能
Eclipse Vert.x Hibernate RESTEasy Apache Camel Eclipse MicroProfile Netty
Kubernetes OpenShift Jaeger Prometheus Apache Kafka Infinispan
Flyway Neo4j MongoDB MQTT KeyCloak Apache Tika

31. あなたの依存関係を追加
独自の依存関係を追加できますか？
● JVM上で動作 (OpenJDK)
● AOT上でもたぶん動作 (GraalVM)
独自の拡張機能を書く
● 依存関係を追加するように …
● ビルド時間の起動とメモリの改善
● より良いデッドコードの排除
● 開発者の喜び
YES

32. CONFIDENTIAL Designator
使用事例
"Quarkusは理想的なランタイム ”
低メモリフットプリント＋高速起動時間＋小
ディスクフットプリント＝Kubernetesネイティ
ブのマイクロサービスに理想的なランタイム
です
Quarkusは、既存のモノリシックアプリケー
ションをより小さく、疎結合のマイクロサービ
スに分割して近代化するのに最適な選択肢
です
Quarkusでは、非同期のリアクティブイベント
ループを利用して、リアクティブなアプリケー
ションを簡単に作成できます
Quarkusでは、スケールアップやスケールダ
ウン (0まで) が非常に高速であるため、サー
バーレスアプリケーションを作成するための
理想的なランタイムです

33. Quarkus がサーバレス環境で
Java の動作を改善

34. サーバレスで採用される言語
6.1%
Java
https://serverless.com/blog/2018-serverless-community-survey-huge-growth-usage/
62.9% Node.js
20.8% Python
6.4% Go
6.1% Java
3.8% C#

35. Quarkus - Java スタックを最適化
最適化されたアプリフレームワーク
Vert.x + Netty
アーキテクチャ: Microservices, Serverless
デプロイメント: 単一アプリ
ライフサイクル: ミリ秒から数日
メモリ: 数10MB+ RAM
起動時間: ミリ秒
Java 仮想マシン (Hotspot)
選択肢
App

36. Red Hat Build of Quarkus

37. クラウド上でのクラウドネイティブアプ
リ開発を促進：
✓クラウド上での開発を促進
✓ コンテナの開発を簡素化
✓ DevOpsを自動化
✓ ツールとプロセスの標準化
✓ 完全にサポートされたJDK
サービスを立ち上げ
JAVA WEB
JBOSS WS
JAVA/JAKARTA EE
JBOSS EAP/OPEN LIBERTY
JAVA SE
OPENJDK
SERVERLESS
Coming*
SPRING
SPRING BOOT
JAVASCRIPT
NODE.JS
DISTRIBUTED
DATA
DATA GRID
MESSAGING
AMQ BROKERMICROPROFILE
THORNTAIL, OPEN LIBERTY
REACTIVE
VERT.X
SSO認証
Red Hat Runtimes*
JAVA.NEXT
QUARKUS
"既存のアプリ、未来のアプリ、そしてその間の変革をサポート"
*Red Hat build of Quarkus は Red Hat Runtimes に含まれており、利用可能です。

38. Red Hat でのアプリケーション環境
"Quarkusはハイブリッドクラウドアプリのための次世代の Red Hatスタックを強化”
Kogito
Camel K
AMQ Streams (Kafka)
3Scale API Registry
CodeReady Workspaces
Quarkus
Data Grid
SSO
OpenShift Extensions
(OpenShift, Kubernetes, container build)

39. CONFIDENTIAL Designator
追加の資料
顧客
資料
入門
コーディングを開始
コミュニティ
Quarkus.io
ガイド
Blogs
開発者
対話形式のチュートリアル ビデオ Tips & Tricks (QTips)
ブログと記事 ユーザの話

40. CONFIDENTIAL Designator
linkedin.com/company/red-hat
youtube.com/user/RedHatVideos
facebook.com/redhatinc
twitter.com/RedHat
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