利用MicroStream CDI扩展在Open Liberty中轻松快速地访问数据

DebugUsery
56 阅读9分钟

当我们谈论创建一个可扩展的应用程序时，微服务是一个热门词汇。与任何软件架构决策一样，它有权衡和挑战。其中一个挑战是环境的分布式性质。数据访问是另一个挑战。由于许多解决方案使用的数据是以与Java对象完全不同的格式存储的，如带有表和列的数据库，由于需要映射，访问数据的速度会很慢。

Open Liberty是一个非常适合托管微服务的运行时间。它能与许多数据访问库很好地互动。在这篇博客中，我们将看看Open Liberty如何与MicroStream框架很好地合作，在微服务中提供快速的数据访问。 首先让我们快速浏览一下MicroStream。

MicroStream简介

MicroStream允许你非常有效和快速地将一个Java对象图写入数据存储中。这种存储可以是磁盘、数据库的blob存储，或任何其他媒介。由于你的数据存储在内存中，它提供微秒级的查询时间，低延迟的数据访问，以及巨大的数据吞吐量，因为数据只是Java实例。不需要映射和转换到一个数据库系统。

每当StorageManger 实例被启动时，先前存储的内容就会被加载到内存中。从那一刻起，所有的数据访问都只是访问内存中的Java实例，这是非常快速和高效的。MicroStream存储也是高度安全的。它只存储实例变量和一个类的标识。它不能像你用Java序列化那样重构一些任意的类实例。

在你更新或改变需要存储的数据后，你要执行一个存储操作，这样数据就会再次放在外部资源上，在你下次启动应用程序时就可以读取。

MicroStream CDI扩展是MicroStream第7版的一个新功能，它帮助你存储数据，只需要你添加一些注释。在你的代码中不需要MicroStream特定的语句。它被设计为与MicroProfile运行时一起工作，除了CDI，它还使用MicroProfile配置规范。

这篇博客将告诉你，当你在Open Liberty上开发你的微服务时，如何使用MicroStream CDI扩展。

MicroStream基础知识

让我们回顾一下MicroStream框架的基本用途，以编程方式配置数据存储。

        // Application-specific root instance
        final DataRoot root = new DataRoot();

        // Initialize a storage manager ("the database") with the given directory and defaults for everything else.
        final StorageManager storageManager = EmbeddedStorage.start(root, Paths.get("data"));

        // print the root to show its loaded content (stored in the last execution).
        System.out.println(root);

        // Set content data to the root element, including the time to visualize changes on the next execution.
        root.setContent("Hello World! @ " + new Date());

        // Store the modified root and its content.
        storageManager.storeRoot();

EmbeddedStorage 实例为你提供了所有的MicroStream功能。它使用磁盘上的一个目录来存储和检索你的数据的二进制表示，整个对象图，在这里由DataRoot 类表示。 每次你用store(Object) 存储根或属于根的对象图的实例时，内容就会被保存下来，供你下次启动应用程序时使用。

我们可以在一个MicroProfile应用程序中使用Microstream来实现快速和安全的数据访问。首先，让我们快速浏览一下MicroProfile。

MicroProfile

MicroProfile为微服务架构优化了企业Java。它基于Java EE/Jakarta EE标准，加上专门为微服务设计的MicroProfile API，如Rest Client、Configuration和Open API。这些规范可用于许多应用场景，不限于微服务。

有几个运行时可以实现MicroProfile规范。Open Liberty是其中的佼佼者，它为你提供了一个轻量级的框架来构建快速有效的云原生Java微服务。

在这篇博客中，我们将通过一个基本的例子来展示Open Liberty上新的MicroStream CDI扩展，该例子展示了一些CDI扩展功能。

要想轻松入门，你可以使用Open Liberty Starter创建一个Maven项目骨架，该项目已配置好并可在Open Liberty上运行。

前往Open Liberty Starter网站，完成以下步骤。

  • 选择Jakarta EE 8.0作为版本

  • 根据你的喜好更新组ID和工件ID

  • 点击 "生成项目"按钮。

屏幕应该看起来像下面的例子。

你会得到一个包含Maven POM文件和配置的ZIP文件，可以用Open Liberty运行应用程序。

您也可以看看MicroStream资源库中的示例代码。

CDI扩展

CDI扩展使您无需定义StorageManager ，通过使用Open Liberty运行时提供的CDI设施，明确调用存储方法。

要使用它，只需在你的Mavenpom.xml 文件中添加MicroStream CDI扩展的依赖项。

<dependency>
        <groupId>one.microstream</groupId>
        <artifactId>microstream-integrations-cdi</artifactId>
        <version>07.00.00-MS-GA</version>
</dependency>

该扩展使用嵌入式存储管理器，因此数据被存储在磁盘上。

配置StorageManager

嵌入式存储管理器是通过一些MicroProfile配置值配置的。 对于了解MicroProfile配置的人来说，只要这些值是在默认或配置的源中定义的，应用程序就能在启动时读取它们。如果你想了解更多关于MicroProfile配置的信息，请看一下规范文件。

所有标准的MicroStream属性，如参考手册中列出的，通过使用以下语法惯例来支持。

All dashes are replaced by periods and the property is prefixed by ‘one.microstream.’

例如，one.microstream.storage.directory 属性键指的是存储-目录属性。

要将数据存储在磁盘上的某个目录中，你可以在microprofile-config.properties文件中添加以下一行。也支持绝对路径。你可以将该属性与server.xml文件一起存储为<variable name="one.microstream.storage.directory" value="target/data" /> 。另外，你可以把这个属性存储为环境变量或系统属性或其他配置源，因为这种配置应该在你的应用程序之外指定。

one.microstream.storage.directory=target/data

如果你想以编程方式访问一些方法，存储管理程序也可以作为CDI bean使用。但你还不需要这样做，因为我们将在稍后讨论CDI扩展的一些额外功能。

@Inject
Private StorageManager storageManager

定义根实例

正如我们在基本用法中所看到的，我们必须向框架提供一个根实例，这样它就可以在整个对象图上循环，并确定在启动时需要存储和装载的实例。

由于我们不再自己实例化存储管理器，我们需要一种方法来指示根实例。使用下面的注解。

one.microstream.integrations.cdi.types.Storage

这个标记标识了表示根实例的类。一个实例被自动实例化，被定义为CDI bean，并与存储管理器链接，这样数据就可以被持久化了。我们只能在我们的应用程序或项目的依赖中使用一次该标记。

我们在GitHub上的Open Liberty例子中拥有以下的Root和存储定义。

@Storage
public class Inventory {
    private final Set<Product> products = new HashSet<>();

    public void add(final Product product) {
        Objects.requireNonNull(product, "product is required");
        this.products.add(product);
    }

    public Set<Product> getProducts() {
        return Collections.unmodifiableSet(this.products);
    }

    public Optional<Product> findById(final long id) {
        return this.products.stream().filter(this.isIdEquals(id)).limit(1).findFirst();
    }

通过注释，我们可以将这个对象和整个对象图，包括Set中收集的每一个Product ，标记为可以被持久化的数据库。除了标记这个类，我们还可以实现所有的方法，对我们的产品库存进行添加、搜索、更新和删除等操作。

标明商店的行动

最后，我们需要指明我们何时要将对象图存储在磁盘上。 一个CDI拦截器是理想的选择，CDI扩展为此定义了@Store 注解。

        @Inject
        private Inventory inventory;


        @Store
        public Product save(final Product item)
        {
                this.inventory.add(item);
                return item;
        }

每当save() 方法被执行时，拦截器就会确保根实例的存储。在我们的例子中，根实例是Inventory 。CDI扩展试图进行一些优化，但是不能确切地知道它需要坚持的东西。例如，假设我们有下面的对象图。

Root
-> Set<Person>; Person has reference to Address
-> Set<Product>
-> Set<Order>; Order has reference to Person and Product

当你有一个方法updateAddress(Person, Address) ，你最好只存储Person，因为那是唯一的变化。但是我们不能通过注解来表明这一要求。如果你有一个非常大的对象图，建议注入StorageManager ，并自己触发单个实例的持久化。

MicroStream可以完美地处理部分更新，工作方式与Git类似。 你可以存储整个对象图，以后只存储更新的实例。 在启动时，当你在上一次运行中存储了一些东西时，它就会组装所有的碎片来重建最新的情况。 也会对碎片进行持续的清理，这样旧的blobs就会被移除，其他的则会被重组，以从存储中移除多余的信息。你可以配置花在这种房屋清理上的时间，以平衡对应用程序吞吐量的影响。

@Store 注解可以在一定程度上表明哪些内容需要被CDI拦截器持久化。

        @Store(fields = "products")
        public Product save(final Product item)
        {
                this.inventory.add(item);
                return item;
        }

在这种情况下，只有我们根的products 字段被存储。在库存的例子中，products 是唯一的字段。然而，在我们的根包含Person,products, 和Order 的集合的情况下，这是一个重要的调整。

默认情况下，拦截器只处理Map 和Iterable 类型的变量（如List 类型）。 如果你想存储整个根对象，包括所有非集合类型的变量，请使用成员root

        @Store(root = true)

这个例子的代码也可以在MicroStream资源库中找到。

总结

通过MicroStream框架，你可以快速有效地查询和操作应用程序的数据，作为常规的Java类实例，不涉及任何映射。你还可以以安全的方式将数据存储到任何类型的blob存储中，不会出现Java序列化的安全漏洞。

CDI扩展是该框架第7版的一个新功能，允许你在Open Liberty运行时抽象出定义和处理。它使用CDI设施来删除对MicroStream代码的任何显式代码引用，除了一些注释，并使用MicroProfile配置设施来配置嵌入式存储管理器。

利用Open Liberty的所有功能来创建微服务，利用MicroStream在纯Java中进行超快的内存数据处理，微服务架构的一些挑战被这种技术组合成功地克服。

avatar
文章
阅读
粉丝