19.3 推送JAR文件到Cloud Foundry上

服务器的硬件购买和维护成本可能代价高昂。当出现高负载时，恰当地对服务器进行扩展是非常困难的，对有些组织来说，这样做甚至是不允许的。如今，相对于在自己的数据中心运行应用，将应用部署到云中是一种人们广泛关注并且能够节省成本的方案。

我们有多种可选的云方案，但是人们目前最关注的是平台即服务（Platform as aService，PaaS）。PaaS提供了现成的应用部署平台，其中包含多种可以绑定到应用上的附加服务（比如数据库和消息代理）。除此之外，如果你的应用需要额外的处理能力，那么云平台很容易在运行时对应用进行扩展（或收缩），这是通过添加和移除实例实现的。

Cloud Foundry是一个开源的PaaS平台，起源于Pivotal（Spring框架和Spring平台中的其他库也都是由这家公司赞助的）。Cloud Foundry最令人关注的一点在于它提供了开源和基于商业的发行版，让我们可以选择如何以及在哪里使用CloudFoundry。它甚至可以运行在防火墙之内的公司数据中心里面，提供私有云方案。

虽然Cloud Foundry很乐意接受WAR文件，但是对于Cloud Foundry的需要来说，WAR文件格式过于重量级了。更简单的可执行JAR文件更适合部署到CloudFoundry中。

为了演示如何构建和部署可执行JAR文件到Cloud Foundry，我们将会构建配料服务应用并将其部署到Pivotal Web Services（PWS）上。如果想要使用PWS，我们就需要注册一个账户。PWS提供87美元的免费试用功能，在试用期间甚至不需要提供任何信用卡信息。

注册完PWS之后，我们需要从PWS下载并安装cf命令行工具。我们将会使用cf工具将应用推送至Cloud Foundry。首先，我们需要使用它来登录PWS账号：

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$ cf login -a https://api.run.pivotal.io
API endpoint: https://api.run.pivotal.io
Email> {your email}
Password> {your password}
Authenticating...
OK

非常好！现在，我们已经准备好将配料服务部署到云中了。实际上，这个项目本身现在就可以部署到Cloud Foundry中，我们所需要做的就是构建并将其推送至云端。

要使用Maven构建项目的话，我们可以使用Maven包装器执行package goal（将会在target目录下得到形成的JAR文件）：

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$ mvnw package

如果使用Gradle，那么我们可以使用Gradle包装器运行build任务（将会在build/libs目录下得到形成的JAR文件）：

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$ gradlew build

现在，剩下的事情就是使用cf命令将JAR文件推送至Cloud Foundry：

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$ cf push ingredient-service -p target/ingredient-service-0.0.19-SNAPSHOT.jar

cf push命令的第一个参数指定了在Cloud Foundry中该应用的名称。除了其他功能之外，这个名称还会用作应用托管的子域。因此，非常重要的一点在于，我们为应用设置的名称必须是唯一的，避免与Cloud Foundry已部署的应用（包括其他Cloud Foundry用户所部署的应用）冲突。

想一个唯一名称可能会比较麻烦，cf push命令提供了–random-route选项，它会为我们随机生成一个子域。如下的命令展现了如何将配料服务应用推送至一个随机生成的路由：

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$ cf push ingredient-service \
     -p target/ingredient-service-0.0.19-SNAPSHOT.jar \
     --random-route

在使用–random-route的时候，依然需要应用名称，但是会在该名称上拼接两个随机选择的单词以生成子域。

假设所有的过程都很顺利，应用应该已经部署就位并且可以处理请求了，子域是ingredient-service，那么我们可以通过浏览器访问http://ingredient-service.cfapps.io/ingredients 来查看实际效果。在响应中，我们会看到一个可用配料的列表。

在我编写该应用的时候，它会使用嵌入式的Mongo数据库（这样做只是为了测试）来存放配料数据。在生产环境中，我们可能想要使用真正的数据库。在我编写本书的时候，PWS提供了一个完全托管的MongoDB服务，名为mlab。我们可以使用cf marketplace命令查看该服务（以及其他所有可用的服务）。要创建mlab实例，我们可以使用cf create-service命令：

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$ cf create-service mlab sandbox ingredientdb

该命令会按照沙箱（sandbox）服务计划创建一个mlab服务，名为ingredientdb。服务创建完成之后，我们可以使用cf bind-service命令将其绑定到应用上。例如，要将ingredientdb服务绑定至配料服务应用，我们可以使用如下的命令：

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$ cf bind-service ingredient-service ingredientdb

将服务绑定至应用只是为应用提供了如何连接至服务的详情，这是通过名为VCAP_SERVICES的环境变量实现的。它并没有改变应用使用服务的方式。服务绑定完成之后，我们需要重新部署（re-stage）应用才能使绑定生效：

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$ cf restage ingredient-service

cf restage命令会强制Cloud Foundry重新部署应用并重新计算VCAP_SERVICES的值。在这个过程中，它会发现应用绑定了一个MongoDB服务，就会使用该服务作为应用的后端数据库。

PWS提供了很多可用的服务，我们可以直接将它们绑定到应用中，包括MySQL数据库、PostgreSQL数据库，甚至现成的Eureka和Config Server服务。建议你阅读一下PWS的Marketplace页面，以了解PWS都提供了哪些服务。关于PWS如何使用，可以参考其官网。

对于Spring Boot应用的部署来讲，Cloud Foundry是一个非常棒的PaaS方案。鉴于它与Spring项目之间的关系，所以会在这两者之间提供一些协同的功能。在云中部署应用程序的另一种常见方法是将应用程序打包到Docker容器中，然后发布到云中，在将应用程序推进到AWS这样的基础设施即服务（Infrastructure-as-a-Service, IAAS）平台时更是如此。下面让我们看看如何创建一个携带Spring Boot应用程序的Docker容器。

19.2 构建和部署WAR文件

在本书中，我们编写Taco Cloud应用所需的服务时，都是在IDE中运行，或者通过命令行以可执行文件的形式运行。不管是使用哪种方式，都会有一个嵌入式的Tomcat服务器（在Spring WebFlux应用中会是Netty）来为应用的请求提供服务。

在很大程度上，借助Spring Boot的自动配置，我们不需要创建web.xml文件或Servlet initializer类来声明Spring的DispatcherServlet，以实现Spring MVC相关的功能。如果要将应用程序部署到Java应用服务器中，就需要构建一个WAR文件。而且，为了让应用服务器知道如何运行应用程序，我们还需要在WAR文件中包含一个servlet initializer，以扮演web.xml文件的角色并声明DispatcherServlet。

实际上，要将Spring Boot应用构建为WAR文件并不困难。在使用Initializr创建应用的时候，如果选择了WAR方案，其实并没有额外要做的事情了。

Initializr会确保所生成的项目包含servlet initializer类，并且构建文件调整为生成WAR文件。如果你在Initializr中选择了构建为JAR文件（或者只是想知道它们之间的差异是什么），那么可以继续向下阅读。

首先，我们需要有一种配置Spring DispatcherServlet的方式。虽然可以通过web.xml文件来实现，但是Spring Boot的SpringBootServletInitializer使这个过程变得更加简单了。SpringBootServletInitializer是一个能够感知Spring Boot环境的特殊SpringWebApplicationInitializer实现。除了配置Spring的DispatcherServlet之外，SpringBootServletInitializer还会查找Spring应用上下文中所有Filter、Servlet或ServletContextInitializer类型的bean，并将它们绑定到servlet容器中。

要使用SpringBootServletInitializer，我们需要创建一个子类并重写configure()方法来指明Spring配置类。程序清单19.1展现了IngredientServiceServletInitializer，它是SpringBootServletInitializer的子类，我们将会使用它来实现配料服务应用。

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package tacos.ingredients;
import org.springframework.boot.builder.SpringApplicationBuilder;
import org.springframework.boot.context.web.SpringBootServletInitializer;
public class IngredientServiceServletInitializer
       extends SpringBootServletInitializer {
  @Override
  protected SpringApplicationBuilder configure(
                                  SpringApplicationBuilder builder) {
    return builder.sources(IngredientServiceApplication.class);
  }
}

我们可以看到，configure()方法以参数形式得到了一个SpringApplicationBuilder对象，并且将其作为结果返回。在中间的代码中，它调用sources()方法来注册Spring配置类。在本例中，它注册了IngredientServiceApplication类，这个类同时作为（可执行JAR的）引导类和Spring配置类。

虽然配料服务应用还有其他的Spring配置类，但是我们没有必要将它们全部注册到sources()方法中。IngredientServiceApplication类使用了@SpringBootApplication，说明将会启用组件扫描。组件扫描功能会发现其他的配置类并将它们添加进来。

在大多数情况下，SpringBootServletInitializer的子类都是样板式的。它引用了应用的主配置类。除此之外，在构建WAR时，每个应用都是相同的。我们几乎没有必要去修改它。

现在，我们已经编写完servlet initializer类。接下来，必须要对项目的构建文件做一些修改。如果使用Maven进行构建，那么所需的变更非常简单，只需要确保pom.xml中的<packaging>元素设置成war即可：

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<packaging>war</packaging>

Gradle构建所需的变更也很简单直接，我们需要在build.gradle文件中应用war插件：

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apply plugin: 'war'

现在，我们就可以构建应用了。如果使用Maven，那么我们可以借助Initializr所使用的Maven包装器来执行package goal：

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mvnw package

构建成功的话，WAR文件将会出现在target目录下。如果使用Gradle来构建项目，那么可以使用Gradle包装器来执行build任务：

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$ gradlew build

构建完成之后，我们可以在build/libs目录下找到WAR文件。剩下的事情就是部署应用了。不同应用服务器的部署过程会有所差异，所以请参考应用服务器部署过程的相关文档。

比较有意思的事情是，虽然我们构建了适用于Servlet 3.0（或更高版本）部署的WAR文件，但是这个WAR文件依然可以像可执行JAR文件那样在命令行中执行：

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$ java -jar target/ingredient-service-0.0.19-SNAPSHOT.war

实际上，使用一个部署制件，我们同时实现了两种部署方案。

将微服务放到应用服务器中？

按照我们的初衷，更大的Taco Cloud应用是由多个微服务应用组成的，而配料服务只是其中之一。但是，在这里，我们所讨论的是将配料服务部署为一个单独的应用，并将其放到应用服务器中。这样做是合理的吗？

微服务通常和其他的应用一样，应该可以独立部署。尽管离开了Taco Cloud应用的上下文之后，配料服务也没有太大的用处，但是没有理由不能将其部署到Tomcat或其他应用服务器中。不过，我们需要注意的是，不要期望它能够具有像部署到云中那样的可扩展性。

虽然WAR文件作为Java部署的主流方案已经有20多年的历史了，但是它们确实是为将应用程序部署到传统Java应用服务器而设计的。按照我们所选择的平台，现代云部署方案并不需要WAR文件，有些甚至都不支持这种格式。随着我们进入云部署的新时代，JAR文件可能是更好的选择。

19.1 权衡各种部署方案

我们可以以多种方式构建和运行Spring Boot应用。在附录中将介绍其中的一部分，包括：

• 使用Spring Tool Suite或IntelliJ IDEA在IDE中运行应用；
• 在命令行中通过Maven spring-boot:run goal或Gradle bootRun任务运行应用；
• 使用Maven或Gradle生成一个可执行的JAR文件，既可以在命令行运行，也可以部署到云中；
• 使用Maven或Gradle生成一个WAR文件，以部署到传统的Java应用服务器中。

这些可选方案都非常适合在开发阶段运行应用。但是，如果我们想要将应用部署到生产环境或者其他非开发环境，又该怎么办呢？

通过IDE或者Maven、Gradle运行应用并不适用于生产环境，可执行的JAR文件或者传统的WAR文件才是将应用部署到生产环境的可行方案。既然可以部署为WAR文件或JAR文件，那我们该选择哪种呢？通常，这种选择取决于要将应用部署到传统的Java应用服务器中还是部署到云中。

• 部署到Java应用服务器中：如果必须要将应用部署到Tomcat、WebSphere、WebLogic或其他传统的Java应用服务器中，其实我们别无选择，只能将应用构建为WAR文件。
• 部署到云中：如果你计划将应用部署到云中，不管是Cloud Foundry、Amazon Web Services（AWS）、Azure、Google Cloud Platform还是其他云平台，那么可执行的JAR文件是最佳选择。即便云平台支持WAR部署，JAR文件格式也要比WAR格式简单得多，WAR文件是专门针对应用服务器部署设计的。

在本章中，我们将会关注3种部署场景。

• 将Spring Boot应用以WAR文件的形式部署到Java应用服务器中，比如Tomcat。
• 将Spring Boot应用作为可执行的JAR文件，推送到Cloud Foundry中。
• 将Spring Boot应用打包到Docker容器中，将其部署到任何支持Docker形式的平台中。

首先，我们看一下如何将配料服务应用构建为一个WAR文件，这样它就可以部署到像Tomcat这样的应用服务器中了。

第19章 部署Spring

想一下你最喜欢的动作片。现在我们想象一下，你要去电影院看那部电影，在高速追逐、爆炸和战斗中体验一场激动人心的视听之旅，但是电影最终却在好人打倒坏人之前戛然而止。电影院的灯一亮，所有人都被带出影院，我们没有看到电影里的冲突是如何解决的。虽然开头很精彩，但是重要的是影片的高潮部分。没有它，那就是为了行动而行动。

现在想象一下我们开发了应用程序，并在解决业务问题方面投入了大量的精力和创造力，但是从来没有将应用程序部署给其他人使用和享受。当然，我们编写的大多数应用程序都不涉及汽车追逐或爆炸（至少我不希望如此），但是在开发过程中会有一定的忙乱。并不是我们所写的每一行代码都是为生产而写的，但是，如果没有任何代码被部署的话，将是极端令人失望的。

到目前为止，我们一直在关注Spring Boot所提供的帮助应用开发的特性。在这个过程中，已经有了一些令人兴奋的进展。如果不越过终点线，也就是部署应用程序，那么这一切都是徒劳的。

在本章中，我们将会在使用Spring Boot开发应用的基础上再进一步，看一下如何部署这些应用。尽管对于部署过基于Java应用的人来说，这些事情是显而易见的，但是Spring Boot以及相关的Spring项目有一些独特之处，它们使得Spring Boot应用的部署与众不同。

实际上，与大多数以WAR文件部署的Java Web应用不同，Spring Boot提供了多种部署方案。在开始学习如何部署Spring Boot应用之前，我们看一下所有的可选方案并选择最适合需求的几种。

18.4 小结

• 大多数Actuator端点都可以作为MBean使用，可以被JMX客户端消费。
• Spring会自动启用JMX，用来监控Spring应用上下文中的bean。
• Spring bean可以通过添加@ManagedResource注解导出为MBean。通过为bean类添加@ManagedOperation和@ManagedAttribute注解，它的方法和属性可以导出为托管的操作和属性。
• Spring bean可以使用NotificationPublisher发送通知给JMX客户端。

18.3 发送通知

借助Spring的NotificationPublisher，MBeans可以推送通知到感兴趣的JMX客户端。NotificationPublisher有一个sendNotification()方法，当得到一个Notification对象时，它会发送通知给任意订阅该MBean的JMX客户端。

要让某个MBean发送通知，它必须要实现NotificationPublisherAware接口，该接口要求实现一个setNotificationPublisher()方法。例如，我们希望每创建100个taco就发送一个通知。我们可以修改TacoCounter类，让它实现NotificationPublisherAware，并使用注入的NotificationPublisher每创建100个taco时就发送通知。程序清单18.2展现了启用通知功能TacoCounter所需要的变更。

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@Service
@ManagedResource
public class TacoCounter
       extends AbstractRepositoryEventListener<Taco>
       implements NotificationPublisherAware {
  private AtomicLong counter;
  private NotificationPublisher np;
...
  @Override
  public void setNotificationPublisher(NotificationPublisher np) {
    this.np = np;
  }
...
  @ManagedOperation
  public long increment(long delta) {
    long before = counter.get();
    long after = counter.addAndGet(delta);
    if ((after / 100) > (before / 100)) {
      Notification notification = new Notification(
          "taco.count", this,
          before, after + "th taco created!");
      np.sendNotification(notification);
    }
    return after;
  }
}

在JMX客户端中，我们需要订阅TacoCounter MBean来接收通知。每创建100个taco，客户端就会收到通知。图18.5展现了通知在JConsole中的样子。

通知是应用程序主动向监视客户端发送数据和告警的好办法。这样做的话，就不需要客户端轮询托管属性或调用托管操作了。

18.2 创建自己的MBean

借助Spring，可以很容易地将任意bean导出为JMX MBean。我们唯一需要做的就是在bean类上添加@ManagedResource注解，然后在方法或属性上添加@ManagedOperation或@ManagedAttribute。Spring会负责剩余的事情。

例如，我们想要提供一个MBean，用来跟踪通过Taco Cloud创建了多少个taco订单，那么我们可以定义一个服务bean，在这个服务中保持已创建taco的数量。程序清单18.1展现了该服务。

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package tacos.tacos;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;
import
     org.springframework.data.rest.core.event.AbstractRepositoryEventListener;
import org.springframework.jmx.export.annotation.ManagedAttribute;
import org.springframework.jmx.export.annotation.ManagedOperation;
import org.springframework.jmx.export.annotation.ManagedResource;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service
@ManagedResource
public class TacoCounter
       extends AbstractRepositoryEventListener<Taco> {
  private AtomicLong counter;
  public TacoCounter(TacoRepository tacoRepo) {
    long initialCount = tacoRepo.count();
    this.counter = new AtomicLong(initialCount);
  }
  @Override
  protected void onAfterCreate(Taco entity) {
    counter.incrementAndGet();
  }
  @ManagedAttribute
  public long getTacoCount() {
    return counter.get();
  }
  @ManagedOperation
  public long increment(long delta) {
    return counter.addAndGet(delta);
  }
}

TacoCounter类使用了@Service注解，所以它将会被组件扫描功能所发现并且会注册一个实例作为bean存放到Spring应用上下文中。它还使用了@ManagedResource注解，表明这个bean是一个MBean。作为MBean，它暴露了一个属性和一个操作。getTacoCount()方法使用了@ManagedAttribute注解，将会暴露为一个MBean属性；而increment()方法使用了@ManagedOperation注解，将会暴露为MBean操作。

图18.4展现了TacoCounter MBean在JConsole中是什么样子。

TacoCounter还有一个技巧，不过这与JMX并没有什么关系。这个类扩展了AbstractRepositoryEventListener，每当通过TacoRepository保存Taco的时候，它都会得到通知。在本例中，在创建和保存新Taco对象的时候，onAfterCreate()方法将会被调用，我们在这里让计数器增加1。AbstractRepositoryEventListener还提供了多个方法来处理对象创建、保存和删除前后的事件。

使用MBean的操作和属性在很大程度上是一个拉取操作。换句话说，就算MBean属性的值发生了变化，除非通过JMX客户端查看该属性，否则我们也不会知道。接下来，我们换一个话题，看一下如何将MBean的通知推送至JMX客户端。

18.1 使用Actuator MBean

我们可以回头看一下表16.1，除了“/heapdump”之外，这里列出的所有端点均暴露成了MBean。我们可以使用任意的JMX客户端连接Actuator端点MBean。借助Java开发工具集中的JConsole，我们可以看到Actuator MBean列到了org.springframework.boot域下，如图18.1所示。

Actuator MBean端点非常好的一点在于它们默认就是对外暴露的。我们没有必要明确声明要包含哪些MBean端点，但是对于HTTP端点，我们是需要这样做的。我们可以通过设置management.endpoints.jmx.exposure.include和management.endpoints.jmx.exposure.exclude属性来缩小可选的范围。例如，我们想要限制Actuator端点只暴露“/health”“/info”“/bean”和“/conditions”端点，那么可以按照如下的方式设置management.endpoints.jmx.exposure.include：

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management:
  endpoints:
    jmx:
      exposure:
        include: health,info,bean,conditions

我们只想排除其中的几个端点的话，可以按照如下的方式设置management.endpoints. jmx.exposure.exclude属性：

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management:
  endpoints:
    jmx:
      exposure:
        exclude: env,metrics

在这里，我们使用management.endpoints.jmx.exposure.exclude排除了“/env”和“/metrics”端点。所有其他的Actuator端点依然会暴露为MBean。

要在JConsole中调用一个或多个Actuator MBean所托管的操作，可以在左侧树中展开MBean端点，然后在Operations下选择所需的操作。

例如，你想要探查tacos.ingredients包的日志级别，那么可以展开LoggersMBean并点击名为loggerLevels的操作，如图18.2所示。在右上方的表单中，在name文本域中输入包名（tacos.ingredients），然后点击loggerLevels按钮。

在点击loggerLevels按钮之后，将会弹出一个对话框，展现来自“/loggers”端点MBean的响应，大致如图18.3所示。

尽管JConsole UI的使用方式有些笨拙，但是你应该可以掌握它的技巧并使用相同的方式来探索其他的Actuator端点。

如果你不喜欢JConsole，也没有问题，有很多其他的JMX客户端可供选择。

第18章 使用JMX监控Spring

JMX（Java Management Extensions，Java管理扩展）作为监视和管理Java应用程序的标准方法已经存在超过了15年。通过暴露名为MBean（托管bean）的托管组件，外部的JMX客户端可以通过调用MBean中的操作、探查属性和监视事件来管理应用程序。

在Spring Boot应用中，JMX会自动启用。这样的话，Actuator的所有端点均会暴露为MBean。另外，它还会搭建一个很便利的环境，能够很容易地将Spring应用上下文中的bean暴露为MBean。作为探索Spring和JMX功能的开始，我们首先看一下Actuator端点是如何暴露为MBean的。

17.4 小结

• Spring Boot Admin服务器能够消费一个或多个Spring Boot应用的Actuator端点，并在一个用户友好的Web应用中展现数据。
• Spring Boot可以向Admin服务器注册自身，也可以通过Eureka被Admin服务器自动发现。
• 与捕获应用状态快照的Actuator端点不同，Admin服务器可以展现应用内部运行状况的实时视图。
• 借助Admin服务器能够很容易地过滤Actuator结果，在有些场景下，还可以以可视化图表的形式展现数据。
• 因为Admin服务器就是一个Spring Boot应用，所以可以使用任意可用的Spring Security方式来保护它。