マイクロサービス開発フレームワークHelidon Nímaで構築するマルチクラウドなアプリケーション/Multicloud Application build with Helidon Nima

Java on Azure Day 2023
OpenAI など最新技術でここまでできる！Java 開発/運用の今と未来
Shuhei Kawamura
日本オラクル株式会社
ソリューション・アーキテクト本部
クラウドソリューションエンジニア
マイクロサービス開発フレームワークHelidon Níma
で構築するマルチクラウドなアプリケーション

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自己紹介
Copyright © 2023 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
川村修平（Shuhei Kawamura）
• 日本オラクル株式会社
• ソリューション・アーキテクト本部
• 担当領域
• Cloud Native, App Dev
• Data Platform (Spark周り)
• AI Services
• Search Service with OpenSearch
• (趣味) 認証・認可関連(FIDO, OAuth, OpenID Connect, etc.)
• 趣味
• サウナ、料理、音楽、スノーボード
• コミュニティ
• Oracle Cloud Hangout Cafe(OCHaCafe)
• CloudNative Days - Observability
@shukawam
Twitter/GitHub/Qiita
2

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1. Microsoft + Oracleが提供するJava&マルチクラウドのソリューション
2. マイクロサービス開発フレームワーク – Helidon & Helidon Níma
アジェンダ
3

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Microsoft, Oracleが提供する
Java&マルチクラウドのソリューション
4

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単一のプロバイダーを選ぶ理由
• 「良いベンダーロックイン」を信じる
• コストは支払ってもいい
• 複数のクラウドの学習コストが割に合わない
オンプレミスを継続する理由
• オンプレミスでしか動かないものがある
• セキュリティ・コンプライアンスのため
• データセンターやHWの保守切れがまだ先
マルチクラウドプロバイダーを選ぶ理由
• ベンダーロックインを避ける
• IaaS/PaaS/SaaS最適な利用
• コストパフォーマンス
マルチクラウドを選択する背景
ソーシング
(調達)
アーキテクチャ
ガバナンス
インフラベンダーロックインの最小化
人件費含めたトータルコスト
最適なサービスをいいとこ取り
(ベストオブブリード)
ポリシー・構成の標準化
BCPの改善(障害対策)
5

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クラウド・パートナーシップ：2019年よりマルチクラウドの取り組みを推進、数百社のお客様をサポート
Oracle + Microsoft
お客様は両クラウドの最適な機能
を使用してアプリケーションおよび
データベースを実行可能
• Oracle Cloud Infrastructure
• Oracle Autonomous Database
• Oracle Exadata
• Oracle Applications
• Oracle RAC
• Oracle Analytics Cloud
• And other services…
• Azure DevOps
• Azure Stream Analytics
• Azure Databricks
• Azure Kubernetes Service
• And other services…
パートナーシップのポイント
1. OCI-Azure Interconnect
2. Oracle Database Service for Azure
3. 共同サポート
Multicloud with OCI and Azure Microsoft Azure
6

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日本では東京リージョンで使用可能
Oracle Cloud & Azureのマルチクラウド環境を展開
Regions Enterprise customers Latency
300+
12 2ms
7

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マルチクラウドおよびハイブリッド・クラウドのポートフォリオ
Oracle Cloud - 分散クラウド・ソリューション
Azureのお客様向け、フルマ
ネージド・サービスOCI Oracle
Database Serviceの提供
マルチクラウド・アーキテクチャ
向け、低遅延・セキュアな専
用線接続
リモートでネットワーク接続が
ない場所でのOCI クラウド機
能を提供
すべてのOCIサービスを、顧
客のデータ・センターで提供
Exadataのクラウド・サービ
スを顧客のデータ・センター
で実行
ネイティブVMware環境を
OCIで提供
AWSでMySQL HeatWave
を提供
New New
Multicloud
Hybrid Cloud
国や地域の主権や規制に
適合したクラウドをパート
ナーより提供
OCIから、他クラウドのサービ
スへシームレスに連携
予定
予定
Microsoft Azure
Interconnect
Oracle Database
Service for Azure
MySQL HeatWave
on AWS
OCI CloudHub
Dedicated Region Oracle Alloy Exadata
Cloud@Customer
Roving Edge
Infrastructure
Oracle Cloud
VMware Solution
8

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Oracle Interconnect for Azure
OCIとMicrosoft Azure間のセキュアで低遅延なプライ
ベート相互接続を提供。
数十分で接続設定が行え、クラウドにまたがったシステム
を容易に構築できます。また、IDやアクセス管理の連携が
可能。
Oracle Database Service for Azure
OCI上で動作するOracle Database ServiceをAzure
からシームレスに使用可能。
Azureの他のサービスと同様に使用でき、Oracle
DatabaseをAzure環境に容易に導入可能。
Multicloud with OCI and Azure
9

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エンタープライズ・アプリケーションのための2つのソリューションで幅広いニーズに対応
Java/Jakarta EEサーバ：Oracle WebLogic Server (Azure Marketplaceから提供)
Javaマイクロサービス開発フレームワーク：Helidon (オープンソース)
Oracle Java Solutions on Azure
10
Azure Virtual Machine Azure App Service
Azure Kubernetes Service
抽象度高
Helidon
WebLogic
Server *
Helidon
WebLogic
Server *
Helidon

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デモ：ODSAで構築したATP*にJavaアプリケーションから接続する
JavaアプリケーションからATP*への疎通確認
• DBの接続に特殊な設定が不要なことを確認する
Microsoft Azure
Virtual Machine
Autonomous
Transaction
Processing ATP
Autonomous
Transaction
Processing ATP
Virtual
Machine
東日本 ap-tokyo-1 (東京)
ap-tokyo-1 (東京)
@HelidonTest
public class OdsaTest {
// ... omit
@PersistenceContext(unitName = "pu1")
private EntityManager entityManager;
@Test
void test_ODSAでプロビジョニングしたATPに接続ができる() {
var start = System.currentTimeMillis();
var queryResult = entityManager
.createNativeQuery("SELECT * FROM DUAL")
.getSingleResult();
logger.info(
String.format("Execution Time: %s[ms]",
System.currentTimeMillis() - start));
assertEquals("X", queryResult.toString());
}
}
OdsaTest.java
*: Autonomous Transaction Processing
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マイクロサービス開発フレームワーク –
Helidon & Helidon Níma
12

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エンタープライズ・アプリケーションの世界の変化
Build
Deploy
Test
Release
DevOps
Cycle
場所を問わず動作する
クラウドネイティブな
コンテナの展開
オープンソースの
DevOpsツール群の連携
マイクロサービスと
サーバーレス・
アプリケーション
複数言語を扱う
Polyglotな
アプリケーション
Micro
service 1
Busines
s
Domain
Micro
service
2
13

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マルチクラウドで構成するエンタープライズ・アプリケーションの構成例
14
Microsoft Azure
Kubernetes 基盤（AKS）
Autonomous
Transaction
Processing ATP
…
Build Test Deploy
Azure DevOps
$ kubectl apply …
エンドユーザー …
…

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クラウド・ネイティブ時代に最適なJavaベースのマイクロサービス開発フレームワーク
OracleがホストするOSSプロジェクト
• GitHubでソースコードを公開：https://github.com/oracle/helidon
• Helidonの商用サポートはWebLogic Server/Coherence/Verrazzanoのサポート契約に含まれる
マイクロサービスアプリケーションが必要とする機能を提供するJavaライブラリの集合体
• 単体のJVMとして動作し、アプリケーションサーバ不要、容易なコンテナ化
• 必要なコンポーネントを追加して拡張することも可能
マイクロサービスの開発・運用を支援する機能を提供
• OpenMetrics(監視)、OpenTracing(追跡)、OpenAPI(API公開)
• 耐障害性/回復性: ヘルスチェック、サーキット・ブレーカ
2つのプログラミングモデルを提供
• Helidon MP: 宣言的記法(Java/Jakarta EE開発者フレンドリー)
• Helidon SE: 関数的型記法
Project Helidon
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Helidonのポジショニング
Full Stack
MicroProfile based
Microframeworks
Helidon MP
Helidon SE
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Helidon SEとMP
• マイクロ・フレームワーク
• 超軽量フットプリント
• 関数型
• Reactive Web Server
• Eclipse MicroProfile準拠
• 軽量フットプリント
• 宣言型
• Java EEサブセット +
マイクロサービス関連機能
Helidon MP Helidon SE
フットプリント重視
機能性重視
互換性（MicroProfile準拠）重視
≒ + Eclipse
MicroProfile
+ 拡張機能
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Helidon SE 3.x
Reactive Web Server
Config
Tracing
OpenAPI
Health Check
Metrics
LRA
Scheduling
gRPC Server and Client
Security
GraphQL
Fault Tolerance
CORS
DB Client
Web Client
Reactive Streams
Reactive Messaging
WebSocket
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Helidon MP 3.x
MicroProfile
Config
MicroProfile
Metrics
MicroProfile
Health Check
MicroProfile
Tracing
MicroProfile
Fault
Tolerance
MicroProfile
JWT Auth
MicroProfile
REST Client
MicroProfile
Open API
MicroProfile
Reactive Streams
Operators
MicroProfile
Reactive Messaging
MicroProfile
GraphQL
MicroProfile
LRA
Jakarta Restful
Web Services
Jakarta JSON
Processing
Jakarta JSON
Binding
Jakarta
Persistence
Jakarta Transactions
Jakarta WebSocket
Jakarta CDI
CORS
gRPC
Server/Client
MicroProfile Components Jakarta EE Components
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https://openjdk.org/jeps/444
• Java 19から導入されたJVM上の仮想的なスレッド
• Fiber, Coroutine, SemiCoroutine, …
• thread-per-requestモデルで実装されたサーバーサイド・アプリケーションのスループット向上が目的
• java.lang.Thread APIを使う既存コードは最小限の修正でVirtual Threadsを扱える
• 既存のJDKツールを用いたトラブルシューティング、デバッグ、プロファイリングは容易に行えるように
JEP 444: Virtual Threads
OSスレッド OSスレッド
JVMスレッド JVMスレッド
OSスレッド OSスレッド
JVMスレッド JVMスレッド
JVM
スレッド
JVM
スレッド
・・・ JVM
スレッド
JVM
スレッド
・・・
1
1 N
今までのJavaのスレッド Virtual Threads
M
N
20

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Virtual Threadsによるthread-per-requestモデルの採用
• https://helidon.io/nima
• νήμα（nima）は、ギリシャ語で「糸、毛糸、編み糸」という意味
• Virtual ThreadsベースのJavaのマイクロサービス開発フレームワーク
• HelidonのエコシステムにおけるNetty*の置き換えがゴール
• 非同期スタイルの複雑な実装なしに高いスループットを実現
• 2023年4月現在：テクノロジープレビュー版をHelidon 4.0.0-ALPHA6で公開中
• https://github.com/helidon-io/helidon/releases/tag/4.0.0-ALPHA6
• 提供機能：
• HTTP/1, HTTP/2, gRPC, Metrics, Health Checks, Tracing, Fault Tolerance, Testing Integration, …
*: イベントドリブンな非同期通信を行うアプリケーションを開発するためのフレームワーク
Helidon Níma
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MicroProfile - Health
Kubernetesなどのコンピューティングノードの状態を調査するプロセスに対してヘルスチェック情報を提供する
Health Checks
@Liveness
@ApplicationScoped
public class CustomLivenessCheck implements HealthCheck {
@Override
public HealthCheckResponse call() {
return HealthCheckResponse
.named("CustomLivenessCheck")
.up()
.withData("time", System.currentTimeMillis())
.build();
}
}
HealthCheckインタフェースを実装したクラスに
@Liveness, @Readiness and/or @Startup
アノテーションをつける
{
"status": "UP",
"checks": [
{
"name": "CustomLivenessCheck",
"status": "UP",
"data": {
"time": 1681141164513
}
}
]
}
/health/live
Annotation Path Function
@Liveness /health/live Liveness
@Readiness /health/ready Readiness
@Startup /health/started Startup
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MicroProfile - Metrics
Metrics = システムの情報を収集後、付加情報を付与して数値に変換したもの
Polyglot環境に適したモニタリングを可能にする
• JMX(Java Management Extensions) はJVM前提…
ヘルスチェックとは異なる目的を持つ
• 長期的なトレンド把握
• キャパシティ・プランニング、潜在的問題の早期把握
• スケジューリング・システムと連動したスケーリング
OpenMetrics
• CNCF(Cloud Native Computing Foundation) のサンドボックス・プロジェクト
• クラウド・ネイティブのメトリクスを大規模に伝送するためのデファクト・スタンダードを規定
Metrics
# TYPE base_thread_count gauge
# HELP base_thread_count Displays the current number of live threads
including both daemon and nondaemon threads
base_thread_count 21 Helidonは、/metricsで
Prometheus形式 or JSON形式のメトリクスを提供
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MicroProfile - OpenTracing
Trace = コンポーネント間を跨ぐイベントまたはトランザクションの因果連鎖の指標
OpenTracing（※補足あり）
• トレーシング（分散トレーシング）のためのAPI仕様およびフレームワーク
• Jaeger, Zipkinなど様々なバックエンドに対応
• トレーシング（分散トレーシング）において、ベンダーニュートラルな仕様を規定
Helidonは、OpenTracing準拠の分散トレーシングのためのAPIを提供
JAX-RS/Jakarta RESTfulアプリケーションは追加的なコードを必要とせずにリクエスト境界でSpan情報を提供
Tracing
Request Output
処理 A
処理 B
処理 C
処理 D
・・・
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OpenTelemetry（OTel）
• 分散トレーシングやメトリクスなどのデータを収集、処理、エクスポートするためのオープンソースプロジェクト
• 2019年に、OpenCensus, OpenTracingがOpenTelemetryとして統合
• MicroProfile 6.0では、OpenTelemetryに対応
補足：トレーシング（分散トレーシング）標準化について
25
引用：https://microprofile.io/compatible/5-0/ 引用：https://microprofile.io/compatible/6-0/

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Microsoft Azure
デモ：ODSA(ATP) + Helidon Nímaで作るマルチクラウドなアプリケーション
Kubernetes基盤（AKS）
monitoring
Autonomous
Transaction
Processing ATP
apps
Health Checks
(Liveness/Readiness)
Metrics Tracing
K6
(OSSの負荷試験ツール)
Visualize
26
vus=5,
duration=5m

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Microsoft + Oracleが提供するJava、マルチクラウドのソリューション
• WebLogic Server & Helidon → VM, AKS, App Service (Helidonのみ)
• Oracle Interconnect for Azure → AzureとOCI間のセキュアで低遅延なプライベートな相互接続を提供
• Oracle Database Service for Azure → Azureの他のサービスと同様に、OCI上で動作するOracle Database
ServiceをAzureからシームレスに使用可能
マイクロサービス開発フレームワークHelidon
• マイクロサービスアプリケーションが必要とする機能を提供するJavaライブラリの集合体
• MP, SEのモデルを提供
• Helidon 4.0より、Virtual ThreadsベースのHelidon Nímaがリリース予定
まとめ
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• JEP 444: Virtual Threads (Second Preview)
• https://openjdk.org/jeps/444
• Loom – Fibers, Continuations and Tail-Calls for the JVM
• https://openjdk.org/projects/loom/
• Helidon
• https://helidon.io/#/
• https://oracle-japan-oss-docs.github.io/helidon/docs/v3
• https://helidon.io/nima
• Helidon Níma – Helidon on Virtual Thread
• https://medium.com/helidon/helidon-n%C3%ADma-helidon-on-virtual-threads-130bb2ea2088
参考情報
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Thank you
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