以下內容均選自“實驗樓”新課《Micronaut 入門實戰：基於 JVM 的微服務框架》。
Micronaut是什麼？
Micronaut 是一個現代化的基於 JVM 的全棧框架，用於構建模塊化且易於測試的微服務或無服務程序。
同時，Micronaut 使用 Netty，並且對響應式編程提供一流的支持。對於 JVM 領域的全棧框架來說，Micronaut 是一個非常有前途的新成員。
Micronaut 旨在提供構建微服務所需要的一切工具，包含：
- 依賴注入（DI）和控制翻轉（IoC）。
- 合理的默認值和自動配置。
- 配置及配置共享。
- 服務發現。
- HTTP 路由。
- 具有負載均衡的 HTTP 客戶端。
同時，Micronaut 也致力於避免像 Spring、Spring Boot 和 Grails 中的弊端，通過：
- 快速啟動。
- 減少內存佔用。
- 極少的反射使用。
- 極少的代理使用。
- 簡單的單元測試。
在以前，像 Spring 和 Grails 這些框架並不是被設計來在 server-less、安卓 Apps 或低內存佔用的場景中運行。相反，Micronaut 則是為此而生。
Micronaut 通過使用 Java 的 annotation processor 來實現以上功能，annotation processor 可以在任何支持其的 JVM 上使用，包括在使用 Netty 構建的 HTTP Server 和 Client 上。
為了提供和 Spring 以及 Grails 相似的編程模型，這些 annotation processor 預編譯了必要的元數據（Metadata）來進行依賴注入、定義 AOP 代理以及配置你的應用程序，使其能夠在微服務環境中運行。
創建第一個 Micronaut 程序
接下來將要創建我們的第一個 Micronaut 程序，內容包括提供一個 /hello API 接口以及相應的測試類。
然後，使用 GraalVM 提供的 native image 將程序構建為一個可運行的二進制文件。
▲創建程序
Micronaut 提供了一個 CLI（Command Line Interface，命令行接口）讓我們可以方便快速地創建一個 Micronaut 程序。這個 CLI 包含了用於生成指定類型項目的命令，可以選擇項目的構建工具、測試框架甚至是程序使用的語言。同時，它也提供了生成代碼（如：Controller、Client Interface 和 Serverless Functions）的命令。詳情可參考官網文檔 Micronaut CLI。
下面我們來使用 Micronaut CLI 來創建程序，在實驗樓 WebIDE 終端中執行以下命令：
<code>mn create-app example.micronaut.complete/<code>
- mn 用於調用 Micronaut 的 CLI。
- create-app 即表明要創建一個 Micronaut 程序。默認情況下，create-app 會創建一個 Java Micronaut 程序，並使用 Gradle 構建系統。但你也可以使用其他的構建工具（如：Maven）和語言（如：Groovy 和 Kotlin）。
- example.micronaut.complete 作為參數，指定了程序的默認包名和程序名，最後一個 . 號前面的內容將作為包名（此處即：example.micronaut），後面的內容將作為文件夾名（此處即：complete）。
執行後的結果如下：
注意：以後的實驗中，如無特殊說明，都將在 /home/project 目錄下創建程序。
Application
Application.java 文件被用於使用 Gradle 或部署時運行程序，你也可以通過直接執行該類的 main() 函數來直接運行程序。其代碼如下：
<code>package example.micronaut;
import io.micronaut.runtime.Micronaut;
public class Application {
public static void main(String[] args) {
Micronaut.run(Application.class);
}
}/<code>
▲編寫代碼
Controller
為了創建一個能夠響應並返回 "Hello World" 的微服務，首先我們需要創建一個 Controller。
在 src/main/java/example/micronaut 目錄下創建 HelloController.java 文件，編寫代碼如下：
<code>package example.micronaut;
import io.micronaut.http.MediaType;
import io.micronaut.http.annotation.Controller;
import io.micronaut.http.annotation.Get;
import io.micronaut.http.annotation.Produces;
@Controller("/hello") // ①
public class HelloController {
@Get // ②
@Produces(MediaType.TEXT_PLAIN) // ③
public String index() {
return "Hello World"; // ④
}
}/<code>
為了便於查看，我們在程序中用數字來標註，然後在下方給予解釋，序號一一對應。
- 在這裡，我們使用 @Controller 註解定義了一個 Controller，並把它映射到 /hello 路徑。
- @Get 註解用於將 index() 方法和所有 HTTP GET 的請求進行映射。
- 在默認情況下，Micronaut 程序的響應會使用 application/json 作為 Content-Type。這裡我們返回一個字符串類型的數據，不是 JSON，所以設置為 text/plain。
- 返回字符串 "Hello World" 作為請求響應結果。
注：後續實驗中，如無特殊說明的情況下，在編寫程序時，默認使用 src/main/java/example/micronaut 作為目錄。
如：創建 HelloController.java 文件。
即：在 src/main/java/example/micronaut 目錄下創建 HelloController.java 文件。
Test
接著我們創建一個 Junit 的測試來驗證當我們對 /hello 進行一次 GET 請求時，是否會得到 Hello World 作為響應。
在 src/test/java/example/micronaut 目錄下創建 HelloControllerTest.java 文件，編寫代碼如下：
<code>package example.micronaut;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertEquals;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertNotNull;
import io.micronaut.http.HttpRequest;
import io.micronaut.http.client.RxHttpClient;
import io.micronaut.http.client.annotation.Client;
import io.micronaut.test.annotation.MicronautTest;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import javax.inject.Inject;
@MicronautTest // ①
public class HelloControllerTest {
@Inject
@Client("/")
RxHttpClient client; // ②
@Test
public void testHello() {
HttpRequest<string> request = HttpRequest.GET("/hello"); // ③
String body = client.toBlocking().retrieve(request);
assertNotNull(body);
assertEquals("Hello World", body);
}
}/<string>/<code>
- 對類使用 @MicronautTest 註解，這樣 Micronaut 會初始化 Application Context 和 Embedded Server。
- 注射 RxHttpClient 的 bean，用於執行 HTTP 請求來訪問 Controller。
- 使用 Micronaut 提供的 API 創建 HTTP 請求。
▲運行程序
測試程序
在運行程序之前，最好的做法是先進行測試。在實驗樓 WebIDE 終端中執行以下命令進行測試。
<code># 進入項目的目錄
cd /home/project/complete
# 測試
./gradlew test/<code>
執行的結果如下所示。
運行程序
在實驗樓 WebIDE 終端中使用以下命令可以讓程序在 8080 端口運行。
<code>./gradlew run/<code>
當控制檯顯示內容如下時，表明程序已經處於運行狀態中。
接著，打開 Web 服務，在地址欄末尾添加 /hello 來訪問我們的 /hello API。結果如下。
如果要停止程序運行，按下 Ctrl + C 即可。
▲使用 GraalVM 生成 Native Image
我們將使用 GraalVM，一個多語言可嵌入的虛擬機，來為我們的程序生成一個 Native Image（本地鏡像）。
Native Images 用到了 GraalVM 的 ahead-of-time 技術為基於 JVM 的應用改善啟動時間並減少內存佔用。
▲Micronaut + GraalVM 的變化
Micronaut 本身不依賴反射或動態類加載，所以可以很好地適配 GraalVM Native。
首先，添加 Micronaut Graal 的註解處理器來用於生成 native-image 工具要使用的 reflection-config.json 元數據。
打開項目的 build.gradle 文件，追加以下依賴。
<code>dependencies {
annotationProcessor "io.micronaut:micronaut-graal"
}/<code>
GraalVM Native Image 允許我們預編譯(ahead-of-time compile)Java 代碼來生成一個叫做本地鏡像（Native Image）的獨立可執行文件。這個可執行文件包含了程序本身、庫和 JDK，且不運行在 Java 虛擬機上，但在另一個叫做 SVM(Substrate VM) 的虛擬機中包含了必要的組件，如內存管理和線程調度。SVM 是運行時組件的一個統稱，這些組件包括 deoptimizer_，_garbage collector 和 thread scheduling 等等。這使得生成的程序會比使用 Java 虛擬機時擁有更快的啟動速度以及更低的內存佔用。
我們需要在 build.gradle 中添加一個 SVM 的依賴：
<code>dependencies {
compileOnly "org.graalvm.nativeimage:svm:19.3.0"
}/<code>
為了使構建鏡像更加簡潔，我們需要創建一個 native-image.properties 文件。標準做法是使用 sra/main/resources/META-INF/native-image 文件夾並在該文件夾下創建一個遵循 Maven 座標來描述程序的文件夾。例如，我們的項目名設為 micronautguide，則應創建 example.micronaut/micronautguide 文件夾。下面通過命令行的模式來進行創建。
<code># 進入項目目錄
cd /home/project/complete
# 創建文件夾
mkdir -p src/main/resources/META-INF/native-image/example.micronaut/micronautguide
# 創建文件
touch src/main/resources/META-INF/native-image/example.micronaut/micronautguide/native-image.properties/<code>
然後，在 native-image.properties 文件中編寫以下內容。
<code>Args = -H:IncludeResources=logback.xml|application.yml \\
-H:Name=micronautguide \\
-H:Class=example.micronaut.Application/<code>
- -H:IncludeResources：參數允許我們設置包括哪些靜態資源，可以使用正則表達式。這裡為 logback.xml 和 application.yml。
- -H:Name：參與指定了生成的 Native Image 的名字，這裡為 micronautguide。
- -H:Class：參數指定了程序的入口（定義了 main() 方法的類）。這裡為 example.micronaut.Application，即 Application.java 文件中的 main() 方法。
▲生成 Native Image
為了生成 Native Image，我們需要先生成程序的 FAT JAR。
在實驗樓 WebIDE 終端中執行以下命令。
<code>./gradlew assemble/<code>
執行後的結果如下。
然後開始生成 Native Image，生成鏡像的命令如下。
<code>native-image --no-server -cp build/libs/complete-0.1-all.jar/<code>
- -no-server 選項表明不使用基於 server 的鏡像來構建。
重要提示
構建 Native Image 的開銷較大，由於實驗樓的環境限制，標準環境下會因內存不足而失敗。所以我們建議跳過構建鏡像的步驟，下載我們提前構建的 Native Image。同學可以在自己電腦上進行嘗試。
在實驗樓 WebIDE 終端中執行以下命令下載構建好的鏡像。
<code># 進入項目目錄
cd /home/project/complete
# 下載鏡像
wget https://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/1511/micronautguide
# 為文件添加可執行權限
chmod +x ./micronautguide/<code>
這裡提供一下生成鏡像時的控制檯輸出截圖，可以看到在 1 核 4 G 的環境中花了 20 分鐘的時間。
最後，讓我們來體驗一下生成的鏡像的優勢。在實驗樓 WebIDE 中執行以下命令運行程序。
<code>./micronautguide -Xmx68m/<code>
執行結果如下。
可以看到程序比起之前啟動的速度明顯提升了不少。新建一個控制檯（菜單欄 -> Terminal -> New Terminal），執行以下命令來訪問 /hello API 接口。
<code>curl localhost:8080/hello/<code>
執行結果如下。
你的第一個程序就完成啦，想查看本節實驗的源碼並繼續學習後面的內容，可訪問“實驗樓”官網，搜索課程《Micronaut 入門實戰：基於 JVM 的微服務框架》。
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