Cloud Nativeの世界でもJava EEを使える！ OSSの実行環境 Open Liberty

@2022 IBM Corporation
IBM Automation Software
https://openliberty.io
Liberty Dojo 第⼀回
Cloud Nativeの世界でも
Java EEを使える︕
OSSの実⾏環境
Open Liberty

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Liberty Dojo
1
開催⽇・時間タイトル担当
6/28(⽕) 17-18時 Cloud Nativeの世界でもJava EEを使える︕
OSSの実⾏環境 Open Liberty
⽥中孝清
7/12(⽕) 17-18時 Libertyの基本的な構成⽅法⽥中孝清
7/20(⽔) 13-14時 tWASからLibertyへのモダナイズカスタマー
サクセスマネージャ有志
8/2(⽕) 17-18時 MicroProfileを触ろう⾺場剛
申込はIBM Tech / Developer Dojoへ
https://ibm-developer.connpass.com/

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⾃⼰紹介
n
⽥中孝清
n ⽇本アイ・ビー・エム株式会社
オートメーションソフトウェアテクニカルセールス
n WebSphere Application Serverなどの
テクニカルセールスを20年以上担当
n Twitter @TTakakiyo
2

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Cloud Nativeの世界
n ITシステムのアジリティを向上
させるために多くの新技術が登場
– コンテナ・Kubernetes
– マイクロサービス・アーキテクチャー
– Serverless, Functions
– イベントストリーム etc.
3
Azureアーキテクチャーセンター「クラウドネイティブアプリケーションを構築する」より
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/architecture/solution-ideas/articles/cloud-native-apps
n 今まで慣れ親しんできたJava EEから
脱却しなければいけないの︖
→ Cloud Nativeの世界でも
Java EEを活⽤することはできます

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Java EE / Jakarta EE が Cloud Native に向かない（と思われている）理由
n アプリケーションサーバーのサイズが⼤きい・起動時間が遅い
n 仕様が古くて，マイクロサービス・アーキテクチャーなどに対応しにくい
n DevOps / Platform as Codeがやりにくい
n コンテナへの対応が⼤変
4
Open Libertyは，これらの課題を解決できます

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Open Liberty とは
n IBMはWebSphereを，完全に作り直しました
–従来から提供されているWebSphere︓WebSphere Traditionalランタイム
–2012年から登場した新WebSphere︓ WebSphere Libertyランタイム
n WebSphere Libertyを2017年にOSS化して，Open Libertyに
–EPL（Eclipse Public License）で公開・誰でも無料で利⽤できる・ビジネスで使いやすい
n Jakarta EE 9.1仕様ではReference Implementation（参照実装）
https://www.openliberty.io/blog/2017/09/19/open-sourcing-liberty.html

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Open Liberty と WebSphere Liberty の関係
n 新しい機能はOpen Libertyで開発され，それを取り込んでWebSphere Libertyとして製品化
n バージョンは完全に同期
– 4週間ごと，年に12回，新しいバージョンが出る（2022年は22.0.0.1〜22.0.0.12）
– Open Liberty version 22.0.0.4で追加された新機能は，
WebSphere Liberty version 22.0.0.4でも，すぐに利⽤可能
n 主な違いは提供されているFeature（モジュール）の差
– 古いAPIを提供するFeature，zOSと連携する機能，安定化された統合管理機能などは製品版のみで提供
– Java EE / Jakarta EEやMicroProfileなどの標準仕様は，すべてOpen Libertyでも提供
n アプリケーションや構成ファイルなどは，両者で全く同じものを使⽤できる
6
製品化

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7

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Java EE / Jakarta EE は⼤きな仕様群
n アプリケーションサーバーが
対応しないといけない仕様が多い
n これら全てに対応した実⾏環境は，
「重く」なりがち
8 https://jakarta.ee/specifications/platform/9.1/jakarta-platform-spec-9.1.html

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完全にモジュール化されている Liberty
n サーバー構成ファイル（server.xml）で使⽤する機能だけを有効化
–メモリ使⽤量の最⼩化・起動時間の短縮
n 使⽤する機能だけを選んで
本番環境にコピーしたり，
コンテナに⼊れたりすることも可能
–導⼊イメージも最⼩化
n カーネル機能だけの導⼊ZIP
約11.6Mバイト
n 右図のFeatureだけいれたLibertyの
展開後のサイズ
約56Mバイト
9

jsp-2.3
jdbc-4.1
jaxrs-2.0
sessionDatabase-1.0
ssl-1.0

構成ファイル server.xml
Servlet
JSP
JDBC
SSL
JAX-RS
sessionDatabase
依存関係も
⾃動的に解決
JSON

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MicroProfile
n Javaでマイクロサービスを
実装するための標準仕様群
n 世の中では，Java EEと
排他的な選択肢と思われている
例）
– MicroProfileで⼗分なアプリ
→ MicroProfileを使う
– Java EEが必要なアプリ
→ Java EEを使う
n 実際には，
Java EEで使っても
有⽤な機能が多い
11
https://microprofile.io/

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MicroProfile
n Javaでマイクロサービスを
実装するための標準仕様群
n 世の中では，Java EEと
排他的な選択肢と思われている
例）
– MicroProfileで⼗分なアプリ
→ MicroProfileを使う
– Java EEが必要なアプリ
→ Java EEを使う
n 実際には，
Java EEで使っても
有⽤な機能が多い
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https://microprofile.io/

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Javaアプリケーションから「構成情報」を取得する⽅法は，さまざま
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ResourceBundle rb = ResourceBundle.getBundle("myProps");
String s = rb.getString("hoge");
Properties props = new Properties();
props.load(new FileInputStream(”/config/myProp.properties"));
String s = props.getProperty("hoge");
String s = System.getProperty("hoge");
String s = System.getenv("hoge");
リソース・バンドルで取得
プロパティファイルから取得
システム・プロパティから取得
環境変数から取得

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MicroProfile︓Config APIなら
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ResourceBundle rb = ResourceBundle.getBundle("myProps");
String s = rb.getString("hoge");
Properties props = new Properties();
props.load(new FileInputStream("/config/myProp.properties"));
String s = props.getProperty("hoge");
String s = System.getProperty("hoge");
String s = System.getenv("hoge");
@Inject
@ConfigProperty(name = "hoge")
private String s;
Config Sourceさえ切り替えれば
同じ書き⽅であらゆる場所から構成情報を取得できる

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Libertyならば，いますぐJava EEとMicroProfileを使⽤できる
n Config APIは，Jakarta EE 11に含まれる予定
–けれど，Jakarta EE 9以降に移⾏するには，パッケージの変換(javax→jakarta)などが・・・
n Libertyであれば，Java EE 7/8とMicroProfileを，いますぐ組み合わせて使える
–構成ファイルで両⽅のAPIの機能を提供するFeatureを有効にするだけ
15

servlet-4.0
cdi-2.0
mpConfig-2.0

Servlet
CDI
Config

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Java EEアプリからMicroProfileのAPIを使⽤する例
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例） Servletの中からConfig APIを使⽤
@ApplicationScoped
@WebServlet("/config")
public class ConfitTestServlet extends HttpServlet {
@Inject
@ConfigProperty(name = "PWD")
private String pwd;
protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException
{
response.setContentType("text/plain; charset=utf-8");
response.getWriter().append("Currend working directory: ").append(pwd);
}

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Liberty の Jakarta EE 9.1 / MicroProfile 5.0 / Java 17,18 対応
n 2021年10⽉︓Java SE 17対応
n 2021年12⽉︓Jakarta EE 9.1対応
（業界最速，参照実装）
n 2022年1⽉︓MicroProfile 5.0対応
n 2022年4⽉︓Java SE 18対応
17
さまざまな新仕様に
業界最速で対応

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ところで・・・
「Open LibertyはJakarta EE 9.1の参照実装なんだよね︖」
「Jakarta EE 9.1に含まれてるのはServlet 5.0ですよね」
「どのバージョンまでがServlet 4.0で，どのバージョンから5.0なの︖」
18

servlet-4.0
cdi-2.0
mpConfig-2.0

Servlet 4.0は，
Java EE 8 / Jakarta EE 8のAPI

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ゼロマイグレーション・ポリシー
n 最新版のOpen Libertyは
Java EE 7のServlet 3.1も
Java EE 8のServlet 4.0も
Jakarta EE 9のServlet 5.0も
全部対応しています
n Libertyでは，基本的に
⼀度提供されたFeatureは
削除されません
n 構成ファイルを書き換えれば，
（Upper Compatibilityでなく）
昔のAPIがそのものが動きます
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% ./productInfo version
製品名: Open Liberty
製品バージョン: 22.0.0.3
製品エディション: Open
% ./productInfo featureInfo
acmeCA-2.0
adminCenter-1.0
appClientSupport-1.0
（中略）
servlet-3.1
servlet-4.0
servlet-5.0
（後略）

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Liberty では，新機能への対応は Feature の「置き換え」ではなく「追加」
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Version 8.x
Servlet-3.1
Version 9.x
Servlet-4.0
Version 10.x
Servlet-5.0
Version 8.5.5
Servlet-3.1
⼀般的な
アプリケーションサーバー
Liberty
Version 8.5.5.6
Version 21.0.0.1
Servlet-3.1 Servlet-4.0
Servlet-5.0
Servlet-3.1 Servlet-4.0

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Liberty は，アプリに合わせたランタイムを⾃由に構成できる
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jaxrs-2.1
cdi-2.0
mpConfig-2.0
mpJwt-1.2

servlet-3.1
jsp-2.2
jdbc-4.0

jakartaee-9.1

Java EE 7時代の
アプリも
MicroProfileを使った
アプリも
新しいJakarta EE 9.1の
アプリも実⾏できる

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従来型の Java EE アプリケーションサーバーの運⽤
24
24
⼿動で
構築
設計書
サーバー
時間経過 .
修正
修正
修正忘れがあると・・・
⼀致すると限らない
書類ベースの運⽤
⼿動で同期
パラメーター変更・アプリ更新・パッチ適⽤ etc.

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従来型の運⽤の問題点
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n ⽂書と⼿作業によるシステム構築・変更管理
n Excelによる設計書
n Wordによる⼿順書
n ⽇付のついたバックアップによる変更管理
• 書類とシステムの⼆重管理
• 書類とサーバー環境の設定が⼀致しない
→実際の環境をみないと正確な構成がわからない
• テスト環境と本番環境の設定が異なっていることも
• 属⼈化された⼤量の暗黙知
• 担当者の異動・退職でシステムがブラックボック化
• 運⽤するベンダーの変更が不可能
• 履歴の参照性が悪い
• 誰が，いつ，なぜ追加した設定なのかわからない

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Platform as Code / Immutable Infrastructure
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n サーバー環境をコード（構築スクリプト・テンプレート・レシピなど）として定義
n コードをバージョン・コントロールシステムで履歴管理
n 変更する場合は，コードを変更し，再ビルド・デプロイしてサーバー環境を作成
ビルド
デプロイ
コード
時間経過 .
修正
ビルド
デプロイ
修正
ビルド
デプロイ
修正
ビルド
デプロイ
修正
ビルド
デプロイ
機械的に⼀致が保証

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従来の Java EE アプリケーションサーバーは・・・
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n GUIによるインストーラーでの導⼊
導⼊メディアのサイズも⼤きく，導⼊にかかる時間も⻑い
n GUI画⾯や専⽤ツールによるサーバー構成の管理
n 外部ツールによる管理を想定しておらず，
⾃動化ツールとの連携が難しい
ビルド
デプロイ
コード
修正
ビルド
デプロイ
修正
ビルド
デプロイ
毎回，サーバー環境を
最初から作成するのが
現実的ではなかった

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Liberty は Platform as Code がやりやすい
n アーカイブファイル（ZIP, JAR）を展開するだけの導⼊
– 導⼊メディアのサイズも数百Mバイト
– 初期構成の作成もコマンド⼀⾏の実⾏で完了
n 構成は，ファイルを指定された場所に置くだけ
– デフォルトから変えるものだけを記述するので簡潔に記述できる
– 環境に依存しない，可搬性のあるので，あらゆる環境にコピー可能
– 環境変数や追加ファイルによる環境固有のカスタマイズも⽤意
n 既存環境を，まるごとアーカイブファイル（ZIP, JAR）にパッケージ可能
– 展開するだけで，ランタイム・構成・アプリケーション・リソースを導⼊可能
– 既存環境をコマンドでパッケージ化することができるほか，
統合開発環境Eclipseや，ビルドツールMaven/Gradleでもパッケージを作成することも可能
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Liberty の導⼊はアーカイブファイルを展開するだけ
n ZIPファイルをダウンロードし，展開するだけで導⼊は完了
n 同梱されているFeatureの種類によって何種類かのアーカイブが提供
– カーネルのみ︓ 11M
– Jakarta EE 9︓ 105M
– Web Profile 9︓84M
– MicroProfile 5︓48M
– 全部⼊り︓ 279M
n ⾜りないFeatureは
あとから追加導⼊できる
– featureUtilityを使⽤する
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簡潔で可搬性の⾼い Liberty の構成ファイル
n 全ての設定項⽬にデフォルト値が存在し，デフォルトから変更するもののみ記述
デフォルト値はバージョンが上がっても変更されない（ゼロマイグレーション・ポリシー）
n 絶対パスや固有IDなど，環境固有の情報を可能な限り排除
n 環境変数や内部変数を
構成ファイル内で
参照可能
n Libertyの構成はコピー可能
– 開発・テスト・本番環境で
共通のファイルを使⽤可能
– 災対環境の構築も容易
– 複数のプロジェクトで
共通の構成を利⽤することも
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jsp-2.3
jndi-1.0
jdbc-4.1
localConnector-1.0

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詳しくは次回で
31
⽥中孝清

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既存の環境を丸ごとパッケージ可能
n Liberty実⾏環境＋構成＋アプリを単⼀のZIP/JARファイルにパッケージ可能
– 展開するだけで，同じWAS Liberty環境が構築される
– 最⼩限のFeatureだけを含めることで，展開後のランタイムのサイズも必要最⼩限に
n ビルド環境で作成したパッケージをテスト環境・ステージング環境・本番環境などに
– 全ての環境の同⼀性を機械的に保証
– 「アプリケーションの更新」と「WASの構成変更」「Fixpack適⽤」が同じフローに
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変更・履歴管理
設定
ファイル
アプリ
ケーション
配布
テスト・本番環境
Java SDK
Liberty ランタイム
サーバー構成
アプリ
①インストール
ディスク
②サーバー構成
③アプリ開発
Java SDK
Liberty ランタイム
サーバー構成
アプリ
ディスク
ZIP/JARファイル
④パッケージ ⑤展開
サーバー構成で指定した機能だけがパッケージされるので
ランタイムのサイズを最⼩限にたもつ効果もある

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アプリだけでなく，ランタイムや構成も，コードとして開発可能
アプリサーバー構成
導⼊可能
イメージ
ランタイム
ビルド・ツール
アプリサーバー構成
導⼊可能
イメージ
ランタイム
統合開発環境

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Maven Liberty プラグイン
├── pom.xml
├── src
│ ├── main
│ │ ├── java
│ │ │ └── jp
│ │ │ └── test
│ │ │ └── HelloServlet.java
│ │ ├── liberty
│ │ │ └── config
│ │ │ ├── jvm.options
│ │ │ └── server.xml
│ │ └── webapp
│ │ ├── WEB-INF
│ │ │ └── web.xml
│ │ └── index.html
│ └── test
│ └── java
│ └── jp
│ └── test
│ ├── ApplicationTest.java
│ └── it
│ └── EndpointIT.java
└── target
├── LibertySample.war
├── LibertySample.zip
プロジェクト構成ファイル
アプリケーションの
Javaソースファイル
アプリケーションの
Webコンテンツ
アプリケーションを実⾏する
Libertyサーバーの構成ファイル
アプリケーションWARファイル
アプリ＋Liberty＋構成ファイルのZIP
ビルド

io.openliberty.tools
liberty-maven-plugin
3.2

guideServer

アプリケーションをビルドするだけでなく
WAS Liberty環境をまるごと⽣成することができる
（Liberty本体もMavenがリポジトリから取得）
Javaのビルドツールのデファクトスタンダード「Maven」でLiberty環境をビルド

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Liberty は，コンテナ環境での実⾏にも最適
n 軽量・⾼速なランタイム
– コンテナ環境では，メモリやディスク・フットプリントの⼩ささや，起動時間の短さが，
コストや運⽤の柔軟性に直結する
n 公式コンテナイメージをレジストリ上で公開
– Docker HubやRed Hatレジストリで，最新のFixpackを適⽤したイメージを毎⽉公開
– イメージを作成したDockerfileもGitHub上で公開されているため，
カスタマイズや独⾃イメージの作成も容易
n コンテナ環境に対応したライセンス
– OpenShiftやKubernetes環境に，IBM License Serviceを導⼊することで，
コンテナライセンスを利⽤可能
– IBM License Serviceの稼働確認が取れたパブリック・クラウドをEligible Public Cloudとして公開
BYOSL（ライセンス持ち込み）によるクラウド上での利⽤が可能
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Liberty の利⽤⽅法を学習する
n https://openliberty.io/guides/
– JDK，Git，Mavenがあれば実⾏できる
チュートリアルを多数提供
n英語での提供だが
ブラウザの翻訳機能で
きれいに⽇本語化される
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まとめ
n Open Libertyは，無料で利⽤できるエンタープライスJavaの実⾏環境
n ⾼速・軽量で，モダンな開発・運⽤スタイルにも対応
クラウド・ネイティブの世界でもJava EEを活⽤できる
n 最新のJakarta EE仕様やMicroProfile仕様にも，いちはやく対応
n ⼀⽅で，バージョンアップしても昔のAPIが使⽤できるため，
作ったアプリケーションを，より⻑く活⽤することができる
n Platform as Codeやコンテナ環境にも最適で，
いままでの資産を引き継ぎつつ，エンタープライズJava環境のモダナイズが可能
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Liberty Dojo
40
⽥中孝清

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Cloud Nativeの世界でもJava EEを使える！ OSSの実行環境 Open Liberty

Cloud Nativeの世界でもJava EEを使える！ OSSの実行環境 Open Liberty

Takakiyo Tanaka

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