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內容：所有原創文章分類彙總及配套原始碼，涉及Java、Docker、Kubernetes、DevOPS等；
OpenFaaS實戰系列文章連結
- 部署
- 函式入門
- Java函式
- 模板操作(template)
- 大話watchdog
- of-watchdog(為效能而生)
- java11模板解析
- OpenFaaS實戰之八：自制模板(maven+jdk8)
- OpenFaaS實戰之九：終篇，自制模板(springboot+maven+jdk8)
本篇概覽
- 本文是《OpenFaaS實戰》系列的第七篇，經過前面的知識儲備，我們們對OpenFaaS的服務呼叫和容器執行原理已經瞭然於胸，可以更深入的研究和使用了OpenFaaS了；
- 想要更加自由的開發函式，加入更多符合業務需要的特性，顯然官方提供的幾個模板是無法滿足我們們的需要，以欣宸熟悉的Java為例，現有的java11和java11-vert-x存在以下問題：
- 是基於Gradle的，而實際上習慣使用Maven的開發者並不少；
- 沒有Spring、SpringBoot；
- 不支援類似dubbo、SpringCloud等分散式呼叫；
- 綜上所述，java程式設計師常用的技術棧很難在OpenFaaS的官方模板得到支援，沒關係，我們們可以自己開發模板支援上述能力，不過這不是本章的任務，本章的目標是一起深入瞭解java11模板，摸清官方套路，為後面的自定義模板開發做好充分的準備，本篇文章有以下內容：
- 解析Dockerfile
- Java原始碼學習
- 沒錯，java11模板很簡單，很快就能瞭解其中原理；
解析Dockerfile
- 回顧of-watchdog的http模式內部架構，如下圖：
- 從上圖可見函式功能程式碼能被呼叫的關鍵有以下兩點：
- 有微服務（child）在監聽指定埠；
- of-watchdog（parent）收到外部請求會轉發到微服務監聽的埠；
- 最為關鍵的微服務和of-watchdog都聚集在同一個docker容器中，因此該docker映象的Dockerfile檔案就是一切的關鍵，接下來一起看看這個檔案；
- 在OpenFaaS環境執行命令faas template pull可以拉取全部官方模板，在template/java11目錄下是該模板的全部檔案：
[root@node1 template]# tree java11
java11
├── build.gradle
├── Dockerfile
├── function
│ ├── build.gradle
│ ├── gradle
│ │ └── wrapper
│ │ ├── gradle-wrapper.jar
│ │ └── gradle-wrapper.properties
│ ├── gradlew
│ ├── gradlew.bat
│ ├── settings.gradle
│ └── src
│ ├── main
│ │ └── java
│ │ └── com
│ │ └── openfaas
│ │ └── function
│ │ └── Handler.java
│ └── test
│ └── java
│ └── HandlerTest.java
├── gradle
│ └── wrapper
│ ├── gradle-wrapper.jar
│ └── gradle-wrapper.properties
├── README.md
├── settings.gradle
└── template.yml
- 開啟Dockerfile閱讀，我在指令碼的關鍵位置新增了註釋輔助理解，如下所示：
# 使用multi-stage builds特性，將整個映象構建分為多個階段
# 名為builder的映象裡面會生成java程式碼編譯構建出來的結果
FROM openjdk:11-jdk-slim as builder
ENV GRADLE_VER=6.1.1
# 應用更新，並且安裝後面要用到的應用
RUN apt-get update -qqy \
&& apt-get install -qqy \
--no-install-recommends \
curl \
ca-certificates \
unzip
# 下載指定版本的gradle，並解壓，再刪除壓縮包(避免映象體積變大)
RUN mkdir -p /opt/ && cd /opt/ \
&& echo "Downloading gradle.." \
&& curl -sSfL "https://services.gradle.org/distributions/gradle-${GRADLE_VER}-bin.zip" -o gradle-$GRADLE_VER-bin.zip \
&& unzip gradle-$GRADLE_VER-bin.zip -d /opt/ \
&& rm gradle-$GRADLE_VER-bin.zip
# Export some environment variables
ENV GRADLE_HOME=/opt/gradle-$GRADLE_VER/
ENV PATH=$PATH:$GRADLE_HOME/bin
RUN mkdir -p /home/app/libs
ENV GRADLE_OPTS="-Dorg.gradle.daemon=false"
WORKDIR /home/app
# 把編譯構建涉及的所有內容都複製到映象的/home/app/目錄，
# 包括配置檔案、java原始碼等
COPY . /home/app/
# 開始編譯構建
RUN gradle build
# 列印檔案列表
RUN find .
# 名為watchdog的映象，注意基礎映象是openfaas/of-watchdog
FROM openfaas/of-watchdog:0.7.6 as watchdog
# 這個ship才是最終的映象，前面的builder和watchdog都是為ship準備內容的
# 為了控制體積，ship裡面是jre，而非jdk
FROM openjdk:11-jre-slim as ship
RUN apt-get update -qqy \
&& apt-get install -qqy \
--no-install-recommends \
unzip
# 為了安全起見不使用root帳號，這裡增加名為app的群組和使用者
RUN addgroup --system app \
&& adduser --system --ingroup app app
# 從watchdog映象獲取可執行檔案fwatchdog
COPY --from=watchdog /fwatchdog /usr/bin/fwatchdog
# 增加可執行許可權
RUN chmod +x /usr/bin/fwatchdog
# 設定執行命令的目錄
WORKDIR /home/app
# 從builder獲取整個gradle專案的構建結果
COPY --from=builder /home/app/function/build/distributions/function-1.0.zip ./function-1.0.zip
# 執行執行容器程式的帳號是app
user app
# 解壓構建結果
RUN unzip ./function-1.0.zip
WORKDIR /home/app/
# of-watchdog轉發的地址，也就是微服務監聽的地址
ENV upstream_url="http://127.0.0.1:8082"
# of-watchdog的模式
ENV mode="http"
# 微服務是java應用，要用到這個classpath
ENV CLASSPATH="/home/app/function-1.0/function-1.0.jar:/home/app/function-1.0/lib/*"
# 啟動微服務的命令
ENV fprocess="java -XX:+UseContainerSupport com.openfaas.entrypoint.App"
# 對外暴露的埠，of-watchdog監聽的
EXPOSE 8080
# 監控檢查
HEALTHCHECK --interval=5s CMD [ -e /tmp/.lock ] || exit 1
# 容器啟動時執行的命令，既啟動of-watchdog
CMD ["fwatchdog"]
- 上述指令碼的最後設定了好幾個環境變數，這些環境變數的定義來自of-watchdog官方Github，地址是：https://github.com/openfaas/of-watchdog ，內容如下圖：
- 為了更清晰的看到指令碼中三個任務是如何協同的，將整個Dockerfile的指令碼用下圖表示，可見最終的映象來自ship，左側的builder和watchdog都是為ship提供內容的：
java工程分析
- 從Dockerfile中得知微服務的啟動命令如下：
java -XX:+UseContainerSupport com.openfaas.entrypoint.App
- 只要搞清楚上述命令對應的實現，整個java11模板就全部掌握了，接下來就來研究這個com.openfaas.entrypoint.App類；
- 開啟檔案template/java11/function/build.gradle，看到依賴關係如下圖，紅框中的庫應該就是com.openfaas.entrypoint.App的來源了：
- 上圖紅框中的庫，程式碼已經開源，地址是：https://github.com/openfaas/templates-sdk/tree/master/java11
- 開啟App.java檔案後，一切謎底都被揭開了，這個java11模板的原始碼還真是簡單呀，先看入口的main方法：
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 監聽8082埠，和Dockerfile中of-watchdog轉發請求的埠保持一致
int port = 8082;
// handler是真正處理請求的例項
HandlerProvider p = HandlerProvider.getInstance();
IHandler handler = p.getHandler();
// 配置監聽物件，並將handler繫結過來
HttpServer server = HttpServer.create(new InetSocketAddress(port), 0);
InvokeHandler invokeHandler = new InvokeHandler(handler);
// 設定path，開始監聽
server.createContext("/", invokeHandler);
server.setExecutor(null); // creates a default executor
server.start();
}
- 有沒有覺得上述程式碼和sockek程式設計很像；
- App.java中還有靜態類InvokeHandler的定義，這個類的主要功能就是接收web請求的資料，加工成IRequest例項，丟給IHandler例項去處理，處理完成後包裝http響應，核心程式碼片段如下：
// 把request內容封裝到IRequest例項中
IRequest req = new Request(requestBody, reqHeadersMap,t.getRequestURI().getRawQuery(), t.getRequestURI().getPath());
// 執行業務邏輯處理請求
IResponse res = this.handler.Handle(req);
// 得到處理後的結果
String response = res.getBody();
...
- 上述程式碼可見業務邏輯的執行的關鍵是this.handler.Handle(req)，而真正執行業務的程式碼是我們們自己寫的Handler.java，要搞清楚它們之間的關係，就要看HandlerProvider.java，如下圖，一些都清楚了，我們們開發函式時，編寫的業務功能都在Handler.java中，而Handler是AbstractHandler的實現類，於是下圖紅框1中就會找到Handler，紅框2可以返回Handler例項，在InvokeHandler執行this.handler.Handle(req)時，就是Handler例項在處理web請求了：
- 至此，java程式碼的分析就完成了，這個微服務其實很簡單，就像我們們做Socket程式設計練習那樣，自己編碼監聽埠並編寫處理邏輯；
小結
最後做個小結，將前面展開的思路收斂起來，如下圖：
看到這裡，對於java11模板的內部實現及其執行原理，相信在您眼裡應該沒有什麼祕密了，為了製作更好用的java模板，我們們已經做了充分準備，接下來的文章，請隨欣宸一起實戰自定義java模板；
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