如何把遗留的Java应用托管在Service Fabric中

一、概述

众所周知，微服务化尤其对遗留系统进行微服务化一般采用“Lift and Shift”的模式进行。

Service Fabric作为一个微服务托管平台，不仅仅可以在上面跑.NET和Java的原生应用（使用SF编程模型进行微服务开发），同时也能以容器（Linux Container和Windows Container）或来宾可执行程序的方式对遗留系统进行Lift微服务化迁移。

本文将以Java（Java Web）应用为例，讲述一下如何把遗留系统托管到Service Fabric for Windows集群中。

二、准备SF集群

第一步是创建Service Fabric集群。

最简单的方式当然是在Azure上创建一个开箱即用的Service Fabric集群：https://docs.microsoft.com/zh-cn/azure/service-fabric/service-fabric-cluster-creation-via-portal

或者申请一个临时性的试用集群：https://aka.ms/tryservicefabric

如果不打算使用Azure，也可以在本地数据中心安装Standalone集群，之前写过一篇简单的介绍，见：如何在本地数据中心安装Service Fabric for Windows集群

三、准备示例应用程序

1，如果是简单的Tomcat应用，直接使用Tomcat官方提供的Sample最便捷：https://tomcat.apache.org/tomcat-6.0-doc/appdev/sample/

2，如果是Spring Boot类似的Web应用，可以尝试拿这个做示例：https://code.visualstudio.com/docs/java/java-tutorial

如果遗留Java应用是以容器的方式运行在Service Fabric中，那么就需要对他们进行容器化。容器化主要分为3个步骤：

1. 准备容器基镜像
2. 准备应用容器镜像
3. 推送应用容器镜像到私有镜像仓库

如果只是以来宾可执行程序的方式运行在Service Fabric中，那么可以直接跳到第八步。

四、准备容器基镜像

1，Java环境基镜像：

在Windows Container中可用的Java环境基镜像，官方的hub上就有提供，访问：https://hub.docker.com/_/openjdk/，选择适合自己Windows版本的tag，比如openjdk:8-jdk-nanoserver-sac2016，是Nanoserver-sac2016上的jdk8环境。

如果没有自己的Windows版本或者出现兼容性问题（比如Windows Server 1803），那么可以根据某个tag的dockerfile自行制作。

2，Tomcat环境基镜像：

由于Tomcat的官方镜像并没有提供Windows Container的版本，那么只能自行制作一个Tomcat环境基镜像。

首先从https://tomcat.apache.org/ 下载你需要的Tomcat的版本，复制到dockerfile文件所在目录，然后使用如下示例dockerfile进行构建：

FROM openjdk:8-jdk-nanoserver-sac2016
COPY apache-tomcat-7.0.90 ./tomcat/
ENV JRE_HOME=$JAVA_HOME

进行Dockers构建： docker build -f .dockerfile -t tomcat-windows-base:7.0.90 .

得到名为“tomcat-windows-base:7.0.90”的image。

五、准备应用容器镜像

1，War包的镜像

把下载的Sample.war包和如下dockerfile放到一个目录：

FROM tomcat-windows-base:7.0.90
COPY sample.war ./tomcat/webapps/
EXPOSE 8080
WORKDIR ./tomcat/bin
CMD [ "catalina.bat", "run" ]

进行Docker构建：docker build -f .dockerfile -t sample-war:1.0 .

得到名为“sample-war:1.0”的image。

2，Jar包的镜像

把通过VSC的Spring Boot的例子编译得到的jar包（文件名可能是：gs-spring-boot-0.1.0.jar）和如下dockerfile放到一个目录：

FROM openjdk:8-jdk-nanoserver-sac2016

ENV JRE_HOME=$JAVA_HOME

COPY . ./app/

WORKDIR /app

CMD [ "run.bat" ]

进行Docker构建：docker build -f .dockerfile -t gs-spring-boot:1.0 .

得到名为“gs-spring-boot:1.0”的image。

3，尝试直接在docker中运行构建好的应用容器镜像，以验证镜像是正确的。

六、推送应用容器镜像到私有镜像仓库

1，首先创建私有镜像仓库

最简单直接的办法当然是到Azure去创建：https://azure.microsoft.com/zh-cn/services/container-registry/

2，把上面两个步骤构建好的镜像push到私有镜像仓库，比如最终的tag是：

zygdemo.azurecr.io/sample-war:1.0 和 zygdemo.azurecr.io/gs-spring-boot:1.0

七、创建容器化Service Fabric项目

1，打开Visual Studio 2017，确保安装VS的时候选择了Azure开发的Workload。

2，新建Service Fabric项目，选择Container项目类型，输入服务名称、容器镜像名称、Host端口、容器端口，如下图：

3，右键点击JavaContainerSfApp中的“Services”节点，选择“Add”>“New Service Fabric Service…”，再创建一个项目，如下图：

4，右键点击JavaContainerSfApp，选择Publish，Target Profile根据你的开发集群选择Local.1Node.xml或者Local.5Node.xml，发布到本地开发集群中进行测试，最终效果如下图所示：

八、创建来宾可执行程序Service Fabric项目

如果不使用容器的方式来运行Java遗留程序，使用来宾可执行程序的方式也是可以的。

不过需要先进行如下准备工作：

1. 在集群的所有节点上安装应用程序的依赖（相关运行时、框架等），比如JRE或JDK
2. 进行一些环境配置，比如JAVA_HOME等（注意：由于SF是跑在Network Service账号下的，所以相关环境配置必须要全局的， 当然也可以通过Policy改变运行账号）
3. 规划或者改变应用程序的暴露端口，避免多个服务产生端口冲突

下面就来创建来宾可执行程序的Service Fabric项目。

1，新建Service Fabric项目，选择Guest Executable项目类型，输入服务名称、选择执行文件所在的文件夹、默认使用添加连接的方式、选择执行文件为run.bat、工作文件夹选择为CodePackage，如下图：

2，由于我们使用的SpringBoot的示例默认端口是8080，一般需要修改ServiceManifest.xml文件中的“GsSpringBootTypeEndpoint ”替换为：

      <Endpoint Name="GsSpringBootTypeEndpoint" Protocol="http" Port="8080" Type="Input" />

如果此服务只是一个FrontWeb的话，此修改不是必须，因为Endpoint主要目的是向SF的命名服务注册相关端点地址，让其他服务可以寻址访问，或者进行节点环境的自动配置（比如打开防火墙配置）。

3，类似步骤七那样发布到本地开发集群，正常运行的话可以看到如下效果：

九、结语

通过上面的步骤，可以让Java或者任意语言开发的遗留系统很容易的跑在Service Fabric中，从而获得Service Fabric带来的资源调控、高可用性、运行状况监控、应用程序生命周期管理、高密度部署、服务可发现性等优势。

同时，虽然本文是以Windows环境为例，但是在Linux环境下同样可以适用（笔者曾经就让一个Linux C++程序以来宾模式跑在Linux的Service Fabric集群中）。

另外，上述步骤只是一个针对官方文档的提炼和总结，如果需要深入了解这方面内容，并期望在生产环境使用此种方式的读者建议仔细阅读官方文档。

十、彩蛋

本文的示例源代码我已经分享到：https://github.com/heavenwing/JavaRunOnSf。

为了减少源代码库的大小，相关jar文件和tomcat，我并没有上传，请自行下载补充。