摘要：如果期望應(yīng)用程序正常地運(yùn)行，編碼和部署過(guò)程都是重中之重。但應(yīng)用程序?qū)Νh(huán)境的要求非常少只需一個(gè)和一個(gè)內(nèi)核，然而意想不到是，目前為止尚不存在一個(gè)通用的應(yīng)用部署工具機(jī)制。當(dāng)下，經(jīng)過(guò)一年的發(fā)展，正式發(fā)布一個(gè)簡(jiǎn)單健壯且靈活的應(yīng)用部署工具。

【編者按】本文作者 Ron Pressler 是 Parallel Universe 公司的創(chuàng)始人，擁有著豐富的高性能開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)這篇文章，Ron 向大家詳細(xì)介紹了全新的開(kāi)源 JVM 部署工具——Capsule， 本文系 OneAPM 工程師編譯整理。

現(xiàn)實(shí)世界中，應(yīng)用程序部署過(guò)程可能沒(méi)有想象中的那么簡(jiǎn)單。應(yīng)用程序其實(shí)非常「敏感」，在部署過(guò)程中，它會(huì)發(fā)現(xiàn)自己身處一個(gè)陌生的環(huán)境中，并且在與不同硬件、不同基礎(chǔ)設(shè)施軟件，以及陌生的鄰居（應(yīng)用程序）行交互。如果期望應(yīng)用程序正常地運(yùn)行，編碼和部署過(guò)程都是重中之重。兩者之間的平衡常常依賴于程序的編寫(xiě)語(yǔ)言、程序構(gòu)成的運(yùn)行時(shí)和工具，因此，不同的技術(shù)棧可能需要不同的部署工具。

但 JVM 應(yīng)用程序?qū)Νh(huán)境的要求非常少——只需一個(gè) JVM 和一個(gè)內(nèi)核，然而意想不到是，目前為止尚不存在一個(gè)通用的 JVM 應(yīng)用部署工具/機(jī)制。Fat JARs 并不總奏效，而且它們需要平臺(tái)特定的腳本。最近有人使用 Docker 來(lái)部署 Java 應(yīng)用，事實(shí)上 Docker 并不適用于這種任務(wù)：它的主要目的之一是提供通用的應(yīng)用可移植性（類似 JVM 應(yīng)用已經(jīng)具備的特性），同時(shí)它也需要下載、部署并管理各種 full-OS 鏡像和存 repositories。作為運(yùn)行時(shí)不可知工具，Docker 也無(wú)法利用 JVMs 的優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)下，經(jīng)過(guò)一年的發(fā)展，Capsule 1.0 正式發(fā)布——一個(gè)簡(jiǎn)單、健壯且靈活的 JVM 應(yīng)用部署工具。Capsule 迎合 JVM 應(yīng)用的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和需求，因此這里有理由相信這是最簡(jiǎn)單、最強(qiáng)大的 JVM 應(yīng)用部署方式，不管是用于一個(gè)桌面應(yīng)用、microservice 或復(fù)雜的 Web 應(yīng)用。Capsule 不僅適用于 Java 應(yīng)用程序，還能應(yīng)用于所有 JVM 語(yǔ)言，從 Jruby、Jython 和 Groovy，到 Kotlin、Clojure 和 Scala，再到 Frege 和 OCaml-Java。如果你在寫(xiě) JVM 程序，給 Capsule 一個(gè)機(jī)會(huì)。

你可以這樣來(lái)理解 capsule，將它當(dāng)作 steroids 上的1個(gè) fat JAR（在允許本地庫(kù)的同時(shí)也不會(huì)干擾到依賴項(xiàng)）與1個(gè)聲明式啟動(dòng)腳本的整合；另一個(gè)理解方式是，將其當(dāng)作部署階段的構(gòu)建工具。正如構(gòu)建管理工具一樣， Capsule 從構(gòu)建到應(yīng)用發(fā)布的各個(gè)環(huán)節(jié)都有全方位的管理。

Capsule 在設(shè)計(jì)時(shí)一直遵循以下原則：

打包應(yīng)該是輕量、可移植和便捷的。無(wú)論多么復(fù)雜，不管有多少 JAR 文件組成，或者有多少腳本語(yǔ)言的源文件還是本地庫(kù)，Capsule 都可以包裝任何 JVM 應(yīng)用到一個(gè)名為 Capsule 的可執(zhí)行 JAR，并且可以在任何平臺(tái)上運(yùn)行。Capsule 可以直接包含應(yīng)用的所有依賴項(xiàng)，或簡(jiǎn)單地聲明部分或者全部，一旦發(fā)布將會(huì)被完整的下載。這就是 fat JAR 的工作方式。如果愿意， capsules 本身也可以置于 Maven repositories，在發(fā)布時(shí)進(jìn)行下載。

安裝對(duì)主機(jī)系統(tǒng)的影響最小，并對(duì)更新選擇性支持。在 capsule 首次安裝時(shí)，其正常運(yùn)行需要依賴在1個(gè)臨時(shí)目錄中生成的一些文件，隨后用戶可以在任何時(shí)刻刪除這些文件，不會(huì)對(duì) capsule 產(chǎn)生任何不良影響。capsule 可以選擇性地支持更新——不管是應(yīng)用或者是其依賴關(guān)系——當(dāng)啟動(dòng)時(shí)會(huì)自動(dòng)下載。這些依賴關(guān)系——可以是語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)或者是 Web 容器——也可以被其他 capsule 共享。

發(fā)布必須是確定和靈活的，可能是安全的且有選擇地限制。發(fā)布一個(gè) capsule 不需要啟動(dòng)腳本。Capsules 查找請(qǐng)求的 JVM 版本、設(shè)置 classpath、必要的 agents 并設(shè)置 JVM flags。Capsules 在啟動(dòng)時(shí)也可以創(chuàng)建自己的容器（來(lái)限制資源使用，或使用已知的端口以避免對(duì)其他項(xiàng)目形成干擾），同時(shí) JVM 應(yīng)用可以在無(wú)特權(quán)的容器下運(yùn)行，這些容器是安全的。另外，安全性由 JVM 提供的安全機(jī)制保證。此外， capsules 只需要一個(gè)內(nèi)核和一個(gè) JVM ——甚至不需要 shell，他們便能在 JVM microkernels 上運(yùn)行，比如 OSv。通過(guò) caplets 和組件定制 capsule 的行為，所有這些功能都是完全可編程、可組合的。

當(dāng)工具和標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)存在時(shí)，不用再重造車輪。Capsule 是用 Java 編寫(xiě)的，并可以通過(guò) Java 擴(kuò)展。它遵循 JVM 生態(tài)系統(tǒng)，而不是重造車輪，僅使用現(xiàn)有的工具和標(biāo)準(zhǔn)。capsule 打包在一個(gè)可執(zhí)行 JAR，并將所有元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為簡(jiǎn)單的 JAR-manifest attributes 中；并且可以根據(jù)需要，從 Maven repositories 中下載全部或者部分，并通過(guò) Maven、Gradle 和 Leiningen 這些流行的 JVM 工具構(gòu)建。Capsule 本身是一個(gè)簡(jiǎn)單的 Maven 依賴，就像所有的構(gòu)建工具插件，不需要再安裝其他新工具。

Capsule 之所以能保持簡(jiǎn)單還能提供這些功能主要?dú)w功于 caplets，以模塊化定制 Capsule 行為。Caplets 可以嵌入到1個(gè) capsule，或者多帶帶進(jìn)行包裝并使用命令行包裝和修改現(xiàn)有 capsule 行為。

Capsule 的第一個(gè) caplet 是 Maven caplet，允許開(kāi)發(fā)者在 manifest attributes 中聲明部分或全部的應(yīng)用依賴關(guān)系，而不用嵌入到 capsule JAR 里。雖然這對(duì)許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)并不必要，不妨通過(guò)以下兩個(gè)用例來(lái)深入了解 Capsule 的潛力。

首先是一個(gè)簡(jiǎn)單的 Hello World servlet。建成后，它將創(chuàng)建一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 WAR 文件并部署到任何 servlet 容器。仔細(xì)觀察后發(fā)現(xiàn)，WAR 的確有點(diǎn)特別。其內(nèi)容是:

    247 META-INF/MANIFEST.MF 
    1124 WEB-INF/classes/co/paralleluniverse/examples/HelloWorldServlet.class 
    653 WEB-INF/web.xml 
    161596 Capsule.class 
    1467463 capsule-maven-1.0.jar

如你所見(jiàn)， WAR 包含 Capsule 類，這意味著它是一個(gè)capsule，也是嵌入式 JAR，而 capsule-maven-1.0.jar是 Maven caplet。JAR manifest 是這樣的:

Manifest-Version: 1.0
Main-Class: Capsule
Premain-Class: Capsule
Caplets: co.paralleluniverse:capsule-maven:1.0
Application: org.eclipse.jetty:jetty-runner:9.3.3.v20150827
Allow-Snapshots: true
Min-Java-Version: 1.7.0
Args: $CAPSULE_JAR

取代部署 WAR 到 servlet 容器，你可以直接執(zhí)行 java -jar build/libs/capsule-runnable-war.war （或者，甚至簡(jiǎn)單的./capsule-runnable-war.war，如果 capsule是「真正可執(zhí)行」——見(jiàn)用戶文檔的指令），它會(huì)自動(dòng)下載 Jetty，并用 Jetty 來(lái)啟動(dòng) servlet。Jetty 工件將被緩存，并可以共享到其他需要的 caplets中。

另一個(gè)例子使用 JavaScript，Avatar 項(xiàng)目在 JVM 上實(shí)現(xiàn) Node.js。capsule JAR 包含了 JavaScript 源、 Capsule 類和 Maven caplet:

    608 META-INF/MANIFEST.MF
    161596 Capsule.class
    1467463 capsule-maven-1.0.jar
    266 app.js

當(dāng) capsule 發(fā)布，Avatar 運(yùn)行時(shí)——包括針對(duì)本地操作系統(tǒng)的本地庫(kù)，將從 Maven repository 下載到本地并緩存，并與其他 Avatar capsules 共享。

其他 caplets 將包含：一個(gè)守護(hù)進(jìn)程 caplet， 作為 Unix 或 Windows 守護(hù)進(jìn)程來(lái)發(fā)布 capsule；一個(gè)安全 caplet，會(huì)在 Java 沙箱（通過(guò)安全策略定義）內(nèi)啟動(dòng) capsule；一個(gè) desktop caplet，會(huì)將包含了一個(gè) GUI 應(yīng)用程序的 capsule 轉(zhuǎn)化為一個(gè) Windows、Mac 或 Linux 的本地可執(zhí)行程序；一個(gè)容器 caplet，在一個(gè)或多個(gè)容器內(nèi)運(yùn)行 capsule。

容器對(duì)沙箱應(yīng)用來(lái)說(shuō)是一個(gè)有效方式，可以簡(jiǎn)化部署和鞏固服務(wù)器，所以對(duì)任何的軟件堆棧而言，它們都非常有利于 dev-ops 和安全。然而，由于 JVM 應(yīng)用只有最小的環(huán)境需求 （即一個(gè)內(nèi)核和一個(gè) JVM），它們通常是可移植的，使用一個(gè)像 Docker 的容器解決方案無(wú)疑是浪費(fèi)時(shí)間和空間。另一方面，shield caplet 創(chuàng)建了一個(gè)輕量級(jí)容器，無(wú)需創(chuàng)建大圖像。

例如，可以通過(guò)簡(jiǎn)單地橋接網(wǎng)絡(luò)在1個(gè)容器中方便地運(yùn)行 quasar-stocks Web 應(yīng)用。

java -jar capsule-shield-0.1.0.jar quasar-stocks-thin.jar

隨后就可以輕松地檢索程序所運(yùn)行的容器IP地址:

lxc-attach -P ~/.capsule/apps/quasarstocks.Application_0.1.0-SNAPSHOT/capsule-shield/ -n lxc -- /sbin/ifconfig

當(dāng)一切如預(yù)期那樣正常工作，無(wú)需任何復(fù)雜的操作，就可以在最終部署的服務(wù)器上（可能是一個(gè)守護(hù)進(jìn)程）發(fā)布相同的命令來(lái)配置端口轉(zhuǎn)發(fā)使服務(wù)公共可用，并通過(guò)沙箱保證了應(yīng)用程序的強(qiáng)安全性。

是時(shí)間打開(kāi) capsule.io 并啟動(dòng) capsules 了！

它們需要跟蹤以避免沖突，甚至這樣還不夠，因?yàn)樗鼈儾恢С直镜貛?kù)。

它們可能需要不可移植的發(fā)布腳本，以便于在操作系統(tǒng) shell 命令下執(zhí)行，并選擇正確的 JRE 版本、設(shè)置類路徑、代理和 JVM 參數(shù)。

所有平臺(tái)都支持 JVM，必要的腳本和本地構(gòu)件可能也一樣需要。

可能需要更長(zhǎng)的啟動(dòng)時(shí)間，比如依賴項(xiàng)需要重新下載。

shield caplet 使用 LXC 將 capsule 放于容器內(nèi)。

原文鏈接：https://dzone.com/articles/open-source-jvm-application-deployment-tool-capsul-1

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