在 Azure Kubernetes 服务（AKS）群集上将 Java 企业版 JCache 与 Open Liberty 或 WebSphere Liberty 配合使用

项目
10/23/2023

本文介绍如何在部署到 AKS 的容器化应用程序中使用 Java 企业版 JCache。

在本指南中，你将：

创建基础结构以在 Open Liberty 或 WebSphere Liberty 运行时上运行 Java、Java 企业版、Jakarta 企业版或 MicroProfile 应用程序。
使用 Azure Redis 缓存支持的 Java 企业版 JCache 作为会话缓存。
使用 Open Liberty 或 WebSphere Liberty 容器映像构建应用程序 Docker 映像。
使用 Open Liberty Operator 将容器化应用程序部署到 AKS 群集。

本文旨在帮助你快速进行部署。在进入生产环境之前，应探索 Tuning Liberty。

如果还没有 Azure 订阅，可以在开始前创建一个免费帐户。

先决条件

在 Azure Cloud Shell 中使用 Bash 环境。有关详细信息，请参阅 Azure Cloud Shell 中的 Bash 快速入门。
如需在本地运行 CLI 参考命令，请安装 Azure CLI。如果在 Windows 或 macOS 上运行，请考虑在 Docker 容器中运行 Azure CLI。有关详细信息，请参阅如何在 Docker 容器中运行 Azure CLI。
- 如果使用的是本地安装，请使用 az login 命令登录到 Azure CLI。若要完成身份验证过程，请遵循终端中显示的步骤。有关其他登录选项，请参阅使用 Azure CLI 登录。
- 出现提示时，请在首次使用时安装 Azure CLI 扩展。有关扩展详细信息，请参阅使用 Azure CLI 的扩展。
- 运行 az version 以查找安装的版本和依赖库。若要升级到最新版本，请运行 az upgrade。

本文需要 Azure CLI 的最新版本。如果你使用的是 Azure Cloud Shell，则表示已安装最新版本。
如果在本地运行本指南中的命令（而不是 Azure Cloud Shell）：
- 准备安装了 Unix 之类操作系统（如 Ubuntu、macOS、适用于 Linux 的 Windows 子系统）的本地计算机。
- 安装 Java 标准版实现版本 17 或更高版本（例如 Eclipse Open J9）。
- 安装 Maven 3.5.0 或更高版本。
- 安装适用于 OS 的 Docker。
请确保已为订阅分配Owner角色或ContributorUser Access Administrator角色。可以按照“列出用户或组的角色分配”中的步骤来验证分配。

创建基础结构

本部分中的步骤将指导你在 Azure 上创建应用程序基础结构。完成这些步骤后，你将拥有Azure 容器注册表、Azure Kubernetes 服务群集和用于运行示例应用程序的 Azure Redis 缓存实例。

创建资源组

Azure 资源组是用于部署和管理 Azure 资源的逻辑组。

使用 az group create 命令在 eastus 位置创建名为“java-liberty-project”的资源组。稍后将使用此资源组创建 Azure 容器注册表 (ACR) 实例和 AKS 群集。

export RESOURCE_GROUP_NAME=java-liberty-project
az group create --name $RESOURCE_GROUP_NAME --location eastus

创建 ACR 实例

使用 az acr create 命令创建 ACR 实例。下面的示例创建名为“youruniqueacrname”的 ACR 实例。请确保“youruniqueacrname”在 Azure 中是独一无二的。

export REGISTRY_NAME=youruniqueacrname
az acr create \
    --resource-group $RESOURCE_GROUP_NAME \
    --name $REGISTRY_NAME \
    --sku Basic \
    --admin-enabled

很快，你应该会看到包含以下内容的 JSON 输出：

  "provisioningState": "Succeeded",
  "publicNetworkAccess": "Enabled",
  "resourceGroup": "java-liberty-project",

或者，可以按照快速入门中的步骤创建 Azure 容器注册表实例：使用Azure 门户创建 Azure 容器注册表。

连接到该 ACR 实例

在将映像推送到 ACR 实例之前，需要登录到 ACR 实例。运行以下命令，以验证连接：

export LOGIN_SERVER=$(az acr show \
    --name $REGISTRY_NAME \
    --resource-group $RESOURCE_GROUP_NAME \
    --query 'loginServer' \
    --output tsv)
export USER_NAME=$(az acr credential show \
    --name $REGISTRY_NAME \
    --resource-group $RESOURCE_GROUP_NAME \
    --query 'username' \
    --output tsv)
export PASSWORD=$(az acr credential show \
    --name $REGISTRY_NAME \
    --resource-group $RESOURCE_GROUP_NAME \
    --query 'passwords[0].value' \
    --output tsv)

docker login $LOGIN_SERVER -u $USER_NAME -p $PASSWORD

如果已成功登录到 ACR 实例，则应在命令输出末尾看到 Login Succeeded 。

如果登录 Azure 容器注册表时遇到问题，请参阅注册表登录疑难解答。

创建 AKS 群集

使用 az aks create 命令创建 AKS 群集，并向其授予 ACR 实例的映像拉取权限。以下示例创建一个具有一个节点的名为 myAKSCluster 的群集。此命令需要几分钟才能完成。

export CLUSTER_NAME=myAKSCluster
az aks create \
    --resource-group $RESOURCE_GROUP_NAME \
    --name $CLUSTER_NAME \
    --node-count 1 \
    --generate-ssh-keys \
    --enable-managed-identity \
    --attach-acr $REGISTRY_NAME

几分钟后，该命令完成并返回有关群集的 JSON 格式的信息，包括以下行：

  "nodeResourceGroup": "MC_java-liberty-project_myAKSCluster_eastus",
  "privateFqdn": null,
  "provisioningState": "Succeeded",
  "resourceGroup": "java-liberty-project",

连接到 AKS 群集

若要管理 Kubernetes 群集，请使用 Kubernetes 命令行客户端 kubectl。如果使用的是 Azure Cloud Shell，则 kubectl 已安装。若要在本地安装 kubectl，请使用 az aks install-cli 命令：

az aks install-cli

若要将 kubectl 配置为连接到 Kubernetes 群集，请使用 az aks get-credentials 命令。此命令将下载凭据，并将 Kubernetes CLI 配置为使用这些凭据。

az aks get-credentials \
    --resource-group $RESOURCE_GROUP_NAME \
    --name $CLUSTER_NAME \
    --overwrite-existing

若要验证到群集的连接，请使用 kubectl get 命令返回群集节点列表。

kubectl get nodes

以下示例输出显示在上一步创建的单个节点。确保节点的状态为 “就绪”。

NAME                                STATUS   ROLES   AGE     VERSION
aks-nodepool1-xxxxxxxx-yyyyyyyyyy   Ready    agent   76s     v1.18.10

安装 Open Liberty Operator

在创建并连接到群集后，请通过运行以下命令来安装 Open Liberty Operator。

# Install cert-manager Operator
CERT_MANAGER_VERSION=v1.11.2
kubectl apply -f https://github.com/jetstack/cert-manager/releases/download/${CERT_MANAGER_VERSION}/cert-manager.yaml

# Install Open Liberty Operator
export OPERATOR_VERSION=1.2.2
mkdir -p overlays/watch-all-namespaces
wget https://raw.githubusercontent.com/OpenLiberty/open-liberty-operator/main/deploy/releases/${OPERATOR_VERSION}/kustomize/overlays/watch-all-namespaces/olo-all-namespaces.yaml -q -P ./overlays/watch-all-namespaces
wget https://raw.githubusercontent.com/OpenLiberty/open-liberty-operator/main/deploy/releases/${OPERATOR_VERSION}/kustomize/overlays/watch-all-namespaces/cluster-roles.yaml -q -P ./overlays/watch-all-namespaces
wget https://raw.githubusercontent.com/OpenLiberty/open-liberty-operator/main/deploy/releases/${OPERATOR_VERSION}/kustomize/overlays/watch-all-namespaces/kustomization.yaml -q -P ./overlays/watch-all-namespaces
mkdir base
wget https://raw.githubusercontent.com/OpenLiberty/open-liberty-operator/main/deploy/releases/${OPERATOR_VERSION}/kustomize/base/kustomization.yaml -q -P ./base
wget https://raw.githubusercontent.com/OpenLiberty/open-liberty-operator/main/deploy/releases/${OPERATOR_VERSION}/kustomize/base/open-liberty-crd.yaml -q -P ./base
wget https://raw.githubusercontent.com/OpenLiberty/open-liberty-operator/main/deploy/releases/${OPERATOR_VERSION}/kustomize/base/open-liberty-operator.yaml -q -P ./base
wget https://raw.githubusercontent.com/OpenLiberty/open-liberty-operator/main/deploy/releases/${OPERATOR_VERSION}/kustomize/base/open-liberty-roles.yaml -q -P ./base
kubectl create namespace open-liberty
kubectl apply --server-side -k overlays/watch-all-namespaces

创建用于 Redis 的 Azure 缓存实例

Azure Redis 缓存支持在 Open Liberty 或 WebSphere Liberty 服务器中运行的 Java 应用程序的持久性 HttpSession 。按照本部分中的步骤创建 Azure Redis 缓存实例并记下其连接信息。稍后我们将使用此信息。

按照快速入门中的步骤操作：在 Java 中使用 Azure Redis 缓存，但不包括 了解 Java 示例。
复制 Azure Cache for Redis 实例的主机名 和 主访问密钥 ，然后运行以下命令以添加环境变量：
```
export REDISCACHEHOSTNAME=<YOUR_HOST_NAME>
export REDISCACHEKEY=<YOUR_PRIMARY_ACCESS_KEY>
```

构建应用程序

按照本部分中的步骤生成和容器化示例应用程序。这些步骤使用 Maven liberty-maven-plugin和 az acr build。如需详细了解 liberty-maven-plugin，请参阅使用 Maven 构建 Web 应用程序。

签出应用程序

使用以下命令克隆本指南的示例代码。此示例位于 GitHub 上的 open-liberty-on-aks 存储库中。存储库中有一些示例。本文使用 java-app-jcache。

git clone https://github.com/Azure-Samples/open-liberty-on-aks.git
cd open-liberty-on-aks
git checkout 20230906

如果看到消息显示正处于“拆离的 HEAD”状态，可以放心地忽略此消息。它只是表示你已签出标记。

应用程序具有以下文件结构：

java-app-jcache/
├── pom.xml
└── src
    └── main
        ├── aks
        │   └── openlibertyapplication.yaml
        ├── docker
        │   ├── Dockerfile
        │   └── Dockerfile-wlp
        ├── java
        ├── liberty
        │   └── config
        │       └── server.xml
        ├── redisson
        │   └── redisson-config.yaml
        ├── resources
        └── webapp

java、资源和 Webapp 目录包含示例应用程序的源代码。

在 aks 目录中，部署文件 openlibertyapplication.yaml 用于部署应用程序映像。

在 docker 目录中，放置两个 Dockerfiles。 Dockerfile 用于使用 Open Liberty 生成映像， Dockerfile-wlp 用于使用 WebSphere Liberty 生成映像。

在 liberty/config 目录中，server.xml 文件用于配置 Open Liberty 和 WebSphere Liberty 群集的会话缓存。

在重新不和谐目录中，reisi-config.yaml 文件用于配置 Azure Redis 缓存实例的连接。

容器化应用程序

若要在 AKS 群集上部署并运行 Liberty 应用程序，请使用以下步骤将应用程序容器化为 Docker 映像。可以使用 Open Liberty 容器映像或 WebSphere Liberty 容器映像。

将目录更改为 本地克隆的 java-app-jcache 。
运行 mvn clean package 来打包应用程序。
运行 mvn -Predisson validate 以将 Re森配置文件复制到指定位置。此步骤将环境变量REDISCACHEHOSTNAMEREDISCACHEKEY的值插入 re比森-config.yaml 文件中，该文件由 server.xml 文件引用。

运行 mvn liberty:dev 来测试该应用程序。如果测试成功，则应 The defaultServer server is ready to run a smarter planet. 在命令输出中看到。如果 Redis 连接成功，应会看到如下所示的输出。

[INFO] [err] [Default Executor-thread-5] INFO org.redisson.Version - Redisson 3.16.7
[INFO] [err] [redisson-netty-2-2] INFO org.redisson.connection.pool.MasterPubSubConnectionPool - 1 connections initialized for redacted.redis.cache.windows.net/20.25.90.239:6380
[INFO] [err] [redisson-netty-2-20] INFO org.redisson.connection.pool.MasterConnectionPool - 24 connections initialized for redacted.redis.cache.windows.net/20.25.90.239:6380

你可以访问 http://localhost:9080/ 查看正在运行的应用程序，但 Redis 工作证明是上一步中列出的输出。
使用 Ctrl+C 停止应用程序。

使用以下命令检索 pom.xml 文件中的属性artifactId和version定义的值。

export artifactId=$(mvn -q -Dexec.executable=echo -Dexec.args='${project.artifactId}' --non-recursive exec:exec)
export version=$(mvn -q -Dexec.executable=echo -Dexec.args='${project.version}' --non-recursive exec:exec)

运行 cd target 以将目录更改为示例的构建。

运行以下某个命令来生成应用程序映像并将其推送到 ACR 实例。

如果希望将 Open Liberty 用作轻型开放源代码 Java™ 运行时，请使用以下命令生成 Open Liberty 基础映像：

# Build and tag application image. This will cause the ACR instance to pull the necessary Open Liberty base images.
az acr build -t ${artifactId}:${version} -r $REGISTRY_NAME --resource-group $RESOURCE_GROUP_NAME .

如果想要使用 Open Liberty 的商业版本，请使用以下命令通过 WebSphere Liberty 基础映像进行生成：

# Build and tag application image. This will cause the ACR instance to pull the necessary WebSphere Liberty base images.
az acr build -t ${artifactId}:${version} -r $REGISTRY_NAME --resource-group $RESOURCE_GROUP_NAME --file=Dockerfile-wlp .

部署应用程序

按照本部分中的步骤在 AKS 群集上部署容器化示例应用程序。

验证当前工作目录是否为 本地克隆中的 java-app-jcache/target 。

使用以下命令创建包含 Re森迪森配置信息的机密。使用此机密，应用程序可以连接到创建的 Azure Redis 缓存实例。

export REDISSON_CONFIG_SECRET_NAME=redisson-config-secret
kubectl create secret generic ${REDISSON_CONFIG_SECRET_NAME} --from-file=$(pwd)/liberty/wlp/usr/servers/defaultServer/redisson-config.yaml

使用以下命令将 Liberty 应用程序与三个副本 (replica)部署到 AKS 群集。命令输出也以内联显示。

# Set number of application replicas
export REPLICAS=3

# Create OpenLibertyApplication "javaee-cafe-jcache-cluster"
envsubst < openlibertyapplication.yaml | kubectl create -f -

openlibertyapplication.openliberty.io/javaee-cafe-jcache-cluster created

# Check if OpenLibertyApplication instance is created
kubectl get openlibertyapplication ${artifactId}-cluster

NAME                               IMAGE                                                         EXPOSED      RECONCILED   AGE
javaee-cafe-jcache-cluster         youruniqueacrname.azurecr.io/javaee-cafe-jcache:1.0.0                      True         59s

# Check if deployment created by Operator is ready
kubectl get deployment ${artifactId}-cluster --watch

NAME                               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
javaee-cafe-jcache-cluster         0/3     3            0           20s

等到列下和3列下READYAVAILABLE看到3/3，然后使用 Ctrl+C 停止kubectl监视过程。

测试应用程序

在应用程序运行时，Kubernetes 负载均衡器服务会将向 Internet 公开应用程序前端。此进程可能需要一段时间才能完成。

若要监视进度，请将 kubectl get service 命令与 --watch 参数配合使用。

kubectl get service ${artifactId}-cluster --watch

NAME                               TYPE           CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP     PORT(S)          AGE
javaee-cafe-jcache-cluster         LoadBalancer   10.0.50.29     20.84.16.169    80:31732/TCP     68s

当 EXTERNAL-IP 地址从挂起更改为实际的公共 IP 地址后，使用 Ctrl+C 停止kubectl监视过程。

打开 Web 浏览器访问服务的外部 IP 地址（上面示例中的 20.84.16.169），以查看应用程序主页。如果页面未正确加载，这是因为应用正在启动。可以等待一段时间，稍后刷新页面。应会看到应用程序的 pod 名称副本 (replica)显示在页面左上角（javaee-cafe-jcache-cluster-77d54bccd4-5xnzx在本例中）。

Screenshot of Java liberty application successfully deployed on A K S.

在会话中的“新建咖啡”窗体中，为字段“名称”和“价格”设置值，然后选择“提交”。 几秒钟后，你将看到 “提交计数：1 ”显示在页面左下角。

Screenshot of sample application showing new coffee created and persisted in the session of the application.

若要演示会话缓存在应用程序的所有副本 (replica)中保持，请运行以下命令以删除具有 Pod 名称javaee-cafe-jcache-cluster-<pod id from your running app>的当前副本 (replica)：

kubectl delete pod javaee-cafe-jcache-cluster-77d54bccd4-5xnzx

pod "javaee-cafe-jcache-cluster-77d54bccd4-5xnzx" deleted

然后，刷新应用程序主页。你将在会话中的“新建咖啡”部分看到相同的数据，但页面左上角显示的其他 Pod 名称。

最后，使用以下步骤演示会话数据保存在 Azure Redis 缓存实例中。可以使用 Redis 控制台向 Azure Redis 缓存实例发出命令。

从Azure 门户查找 Azure Redis 缓存实例。
选择 控制台 以打开 Redis 控制台。

运行以下命令以查看会话数据：

scan 0 count 1000 match '*'

hgetall "com.ibm.ws.session.attr.default_host%2F"

从网页中搜索 café.model.entity.Coffee[id=1， name=Coffee 3， price=30.0] ，这是在 Azure Redis 缓存实例中创建和保存的咖啡。

清理资源

若要避免 Azure 费用，应清除不需要的资源。如果不再需要群集，请使用 az group delete 命令来删除资源组、容器服务、容器注册表和所有的相关资源。

az group delete --name $RESOURCE_GROUP_NAME --yes --no-wait

若要删除 Azure Redis 缓存实例，请查找其资源组名称并运行以下命令：

az group delete --name <AZURE_CACHE_FOR_REDIS_RESOURCE_GROUP_NAME> --yes --no-wait

后续步骤

可以从本指南中使用的参考资料中了解到更多信息：

在 Azure Kubernetes 服务（AKS）群集上将 Java 企业版 JCache 与 Open Liberty 或 WebSphere Liberty 配合使用

先决条件

创建基础结构

创建资源组

创建 ACR 实例

连接到该 ACR 实例

创建 AKS 群集

连接到 AKS 群集

安装 Open Liberty Operator

创建用于 Redis 的 Azure 缓存实例

构建应用程序

签出应用程序

容器化应用程序

部署应用程序

测试应用程序

清理资源

后续步骤

反馈

反馈

其他资源

在 Azure Kubernetes 服务 （AKS） 群集上将 Java 企业版 JCache 与 Open Liberty 或 WebSphere Liberty 配合使用

先决条件

创建基础结构

创建资源组

创建 ACR 实例

连接到该 ACR 实例

创建 AKS 群集

连接到 AKS 群集

安装 Open Liberty Operator

创建用于 Redis 的 Azure 缓存实例

构建应用程序

签出应用程序

容器化应用程序

部署应用程序

测试应用程序

清理资源

后续步骤

反馈

反馈

其他资源

在 Azure Kubernetes 服务（AKS）群集上将 Java 企业版 JCache 与 Open Liberty 或 WebSphere Liberty 配合使用