Capsule：开源的 JVM 应用部署工具

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　　【编者按】本文作者 Ron Pressler 是 Parallel Universe 公司的创始人，拥有着丰富的高性能开发经验。通过这篇文章，Ron 向大家详细介绍了全新的开源 JVM 部署工具——Capsule， 本文系 iyunv 工程师编译整理。
　　现实世界中，应用程序部署过程可能没有想象中的那么简单。应用程序其实非常「敏感」，在部署过程中，它会发现自己身处一个陌生的环境中，并且在与不同硬件、不同基础设施软件，以及陌生的邻居（应用程序）行交互。如果期望应用程序正常地运行，编码和部署过程都是重中之重。两者之间的平衡常常依赖于程序的编写语言、程序构成的运行时和工具，因此，不同的技术栈可能需要不同的部署工具。
　　但 JVM 应用程序对环境的要求非常少——只需一个 JVM 和一个内核，然而意想不到是，目前为止尚不存在一个通用的 JVM 应用部署工具/机制。Fat JARs 并不总奏效，而且它们需要平台特定的脚本。最近有人使用 Docker 来部署 Java 应用，事实上 Docker 并不适用于这种任务：它的主要目的之一是提供通用的应用可移植性（类似 JVM 应用已经具备的特性），同时它也需要下载、部署并管理各种 full-OS 镜像和存 repositories。作为运行时不可知工具，Docker 也无法利用 JVMs 的优势。
　　当下，经过一年的发展，Capsule 1.0 正式发布——一个简单、健壮且灵活的 JVM 应用部署工具。Capsule 迎合 JVM 应用的独特优势和需求，因此这里有理由相信这是最简单、最强大的 JVM 应用部署方式，不管是用于一个桌面应用、microservice 或复杂的 Web 应用。Capsule 不仅适用于 Java 应用程序，还能应用于所有 JVM 语言，从 Jruby、Jython 和 Groovy，到 Kotlin、Clojure 和 Scala，再到 Frege 和 OCaml-Java。如果你在写 JVM 程序，给 Capsule 一个机会。
　　你可以这样来理解 capsule，将它当作 steroids 上的1个 fat JAR（在允许本地库的同时也不会干扰到依赖项）与1个声明式启动脚本的整合；另一个理解方式是，将其当作部署阶段的构建工具。正如构建管理工具一样， Capsule 从构建到应用发布的各个环节都有全方位的管理。
　　Capsule 在设计时一直遵循以下原则：

• 　　打包应该是轻量、可移植和便捷的。无论多么复杂，不管有多少 JAR 文件组成，或者有多少脚本语言的源文件还是本地库，Capsule 都可以包装任何 JVM 应用到一个名为 Capsule 的可执行 JAR，并且可以在任何平台上运行。Capsule 可以直接包含应用的所有依赖项，或简单地声明部分或者全部，一旦发布将会被完整的下载。这就是 fat JAR 的工作方式。如果愿意， capsules 本身也可以置于 Maven repositories，在发布时进行下载。
  
  
• 　　安装对主机系统的影响最小，并对更新选择性支持。在 capsule 首次安装时，其正常运行需要依赖在1个临时目录中生成的一些文件，随后用户可以在任何时刻删除这些文件，不会对 capsule 产生任何不良影响。capsule 可以选择性地支持更新——不管是应用或者是其依赖关系——当启动时会自动下载。这些依赖关系——可以是语言运行时或者是 Web 容器——也可以被其他 capsule 共享。
  
  
• 
  　　发布必须是确定和灵活的，可能是安全的且有选择地限制。发布一个 capsule 不需要启动脚本。Capsules 查找请求的 JVM 版本、设置>
  

　　当工具和标准已经存在时，不用再重造车轮。Capsule 是用 Java 编写的，并可以通过 Java 扩展。它遵循 JVM 生态系统，而不是重造车轮，仅使用现有的工具和标准。capsule 打包在一个可执行 JAR，并将所有元数据存储为简单的 JAR-manifest attributes 中；并且可以根据需要，从 Maven repositories 中下载全部或者部分，并通过 Maven、Gradle 和 Leiningen 这些流行的 JVM 工具构建。Capsule 本身是一个简单的 Maven 依赖，就像所有的构建工具插件，不需要再安装其他新工具。

通过 Caplets 实现的 Capsule 魔法
　　Capsule 之所以能保持简单还能提供这些功能主要归功于 caplets，以模块化定制 Capsule 行为。Caplets 可以嵌入到1个 capsule，或者单独进行包装并使用命令行包装和修改现有 capsule 行为。
　　Capsule 的第一个 caplet 是 Maven caplet，允许开发者在 manifest attributes 中声明部分或全部的应用依赖关系，而不用嵌入到 capsule JAR 里。虽然这对许多应用来说并不必要，不妨通过以下两个用例来深入了解 Capsule 的潜力。
　　首先是一个简单的 Hello World servlet。建成后，它将创建一个标准的 WAR 文件并部署到任何 servlet 容器。仔细观察后发现，WAR 的确有点特别。其内容是:
　　

    247 META-INF/MANIFEST.MF　　1124 WEB-INF/classes/co/paralleluniverse/examples/HelloWorldServlet.class
　　653 WEB-INF/web.xml
　　161596 Capsule.class
　　1467463 capsule-maven-1.0.jar
　　

　　如你所见， WAR 包含 Capsule 类，这意味着它是一个capsule，也是嵌入式 JAR，而 capsule-maven-1.0.jar是 Maven caplet。JAR manifest 是这样的:
　　

Manifest-Version: 1.0　　
Main-Class: Capsule
　　
Premain-Class: Capsule
　　
Caplets: co.paralleluniverse:capsule-maven:1.0
　　
Application: org.eclipse.jetty:jetty-runner:9.3.3.v20150827
　　
Allow-Snapshots: true
　　
Min-Java-Version: 1.7.0
　　
Args: $CAPSULE_JAR
　　

　　取代部署 WAR 到 servlet 容器，你可以直接执行 java -jar build/libs/capsule-runnable-war.war （或者，甚至简单的./capsule-runnable-war.war，如果 capsule是「真正可执行」——见用户文档的指令），它会自动下载 Jetty，并用 Jetty 来启动 servlet。Jetty 工件将被缓存，并可以共享到其他需要的 caplets中。
　　另一个例子使用 JavaScript，Avatar 项目在 JVM 上实现 Node.js。capsule JAR 包含了 JavaScript 源、 Capsule 类和 Maven caplet:
　　

    608 META-INF/MANIFEST.MF　　161596 Capsule.class
　　1467463 capsule-maven-1.0.jar
　　266 app.js
　　

　　当 capsule 发布，Avatar 运行时——包括针对本地操作系统的本地库，将从 Maven repository 下载到本地并缓存，并与其他 Avatar capsules 共享。
　　其他 caplets 将包含：一个守护进程 caplet， 作为 Unix 或 Windows 守护进程来发布 capsule；一个安全 caplet，会在 Java 沙箱（通过安全策略定义）内启动 capsule；一个 desktop caplet，会将包含了一个 GUI 应用程序的 capsule 转化为一个 Windows、Mac 或 Linux 的本地可执行程序；一个容器 caplet，在一个或多个容器内运行 capsule。

为 Capsules 设计的轻量级容器
　　容器对沙箱应用来说是一个有效方式，可以简化部署和巩固服务器，所以对任何的软件堆栈而言，它们都非常有利于 dev-ops 和安全。然而，由于 JVM 应用只有最小的环境需求 （即一个内核和一个 JVM），它们通常是可移植的，使用一个像 Docker 的容器解决方案无疑是浪费时间和空间。另一方面，shield caplet 创建了一个轻量级容器，无需创建大图像。
　　例如，可以通过简单地桥接网络在1个容器中方便地运行 quasar-stocks Web 应用。
　　

java -jar capsule-shield-0.1.0.jar quasar-stocks-thin.jar　　

　　随后就可以轻松地检索程序所运行的容器IP地址:
　　

lxc-attach -P ~/.capsule/apps/quasarstocks.Application_0.1.0-SNAPSHOT/capsule-shield/ -n lxc -- /sbin/ifconfig　　

　　当一切如预期那样正常工作，无需任何复杂的操作，就可以在最终部署的服务器上（可能是一个守护进程）发布相同的命令来配置端口转发使服务公共可用，并通过沙箱保证了应用程序的强安全性。

现在
　　是时间打开 capsule.io 并启动 capsules 了！

• 它们需要跟踪以避免冲突，甚至这样还不够，因为它们不支持本地库。
  
• 它们可能需要不可移植的发布脚本，以便于在操作系统 shell 命令下执行，并选择正确的 JRE 版本、设置类路径、代理和 JVM 参数。
  
• 所有平台都支持 JVM，必要的脚本和本地构件可能也一样需要。
  
• 可能需要更长的启动时间，比如依赖项需要重新下载。
  
• shield caplet 使用 LXC 将 capsule 放于容器内。
  

　　原文链接：https://dzone.com/articles/open-source-jvm-application-deployment-tool-capsul-1
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