Spring Boot与Micronaut性能比较

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今天我们将比较两个在 JVM上构建微服务的框架： SpringBoot和 Micronaut。 SpringBoot是 JVM世界中最受欢迎和最具代表性的框架。 Micronaut作为 SpringBoot的竞争对手，通过构建无服务器功能或低内存占用微服务，迅速流行起来。我们将比较 SpringBoot的 2.1.4版本和 Micronaut的 1.0.0.RC1。比较标准是：

内存使用情况（堆和非堆）
生成 fat JAR文件的MB数
应用程序启动时间
应用程序的性能，在样本负载测试期间REST端口的平均响应时间的含义

为了使测试尽可能准确，我们将收集两个几乎相同的应用程序的统计数据。当然，唯一的区别在于构建的框架。示例应用程序非常简单。它为一个实体公开了一些在内存中操作CRUD的端口。它还公开了 info和 health端点，以及通过 SwaggerAPI自动生成所有端点的文档。

我将在 JDK11上测试示例应用程序性能。在启动和负载测试期间使用 Yourkit分析和监视内存使用情况，并使用 Gatling来构建性能API测试。首先，简要概述一下示例应用程序。

1.源代码

我已经实现了非常简单的内存存储bean，它将新对象添加到列表中，并提供了通过在add方法中生成的id搜索对象的find方法。

publicclassPersonRepository{
List<Person> persons =newArrayList<>();
publicPerson add(Person person){
 person.setId(persons.size()+1);
 persons.add(person);
return person;
}
publicPerson findById(Long id){
Optional<Person> person = persons.stream().filter(a -> a.getId().equals(id)).findFirst();
if(person.isPresent())
return person.get();
else
returnnull;
}
publicList<Person> findAll(){
return persons;
}
}

RepositoryBean被注入到 controller(控制器)。 Controller公开了两种 HTTP方法。其中第一个( POST）用于添加新对象，而第二个（GET）用于通过id搜索它。这是Spring Boot应用程序中的控制器实现：

@RestController
@RequestMapping("/persons")
publicclassPersonsController{
privatestaticfinalLogger LOGGER =LoggerFactory.getLogger(PersonsController.class);
@Autowired
PersonRepository repository;
@PostMapping
publicPerson add(@RequestBodyPerson person){
 LOGGER.info("Person add: {}", person);
return repository.add(person);
}
@GetMapping("/{id}")
publicPerson findById(@PathVariable("id")Long id){
 LOGGER.info("Person find: id={}", id);
return repository.findById(id);
}
@GetMapping
publicList<Person> findAll(){
 LOGGER.info("Person find");
return repository.findAll();
}
}

接下来是 Micronaut的类似实现。为了实现REST端点： healthcheck和 SwaggerAPI，我们需要添加一些依赖项。以下是 SpringBoot的依赖项列表：

<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>2.1.4.RELEASE</version>
</parent>
<groupId>pl.piomin.services</groupId>
<artifactId>sample-app</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
<properties>
<java.version>11</java.version>
<maven.compiler.source>${java.version}</maven.compiler.source>
<maven.compiler.target>${java.version}</maven.compiler.target>
</properties>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>io.springfox</groupId>
<artifactId>springfox-swagger2</artifactId>
<version>2.9.2</version>
</dependency>
</dependencies>

以下是Micronaut所需的类似依赖列表：

<dependency>
<groupId>io.micronaut</groupId>
<artifactId>micronaut-http-server-netty</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>io.micronaut</groupId>
<artifactId>micronaut-inject</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>io.micronaut</groupId>
<artifactId>micronaut-runtime</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>io.micronaut</groupId>
<artifactId>micronaut-management</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>io.micronaut</groupId>
<artifactId>micronaut-inject-java</artifactId>
<scope>provided</scope>
</dependency>
<dependency>
<groupId>io.swagger.core.v3</groupId>
<artifactId>swagger-annotations</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>ch.qos.logback</groupId>
<artifactId>logback-classic</artifactId>
<version>1.2.3</version>
<scope>runtime</scope>
</dependency>

在 application.yml中必须使用一些额外的配置来启用 Swagger和 healthchecks：

micronaut:
 router:
static-resources:
 swagger:
 paths: classpath:META-INF/swagger
 mapping:/swagger/**
endpoints:
 info:
 enabled:true
 sensitive:false

2.启动应用

首先，使用Intellij开始应用程序。基于 SpringBoot构建的示例应用程序大约需要6-7秒。如下所示，正好需要6.344秒。

建立在 Micronaut之上的类似应用程序开启大约3-4秒。如下所示，正好占用3.463。

无论如何，当通过公共代理来启动应用程序时，都必须设置 VM选项 Dmicronaut.cloud.platform=BARE_METAL来规避环境的影响。这是 SpringBoot和 Micronaut启动时间差异的图表。

3.构建应用

我们还将检查应用程序 fat JAR的大小。为此，推荐使用 mvn clean install命令构建应用程序。对于 SpringBoot，我们使用了两个标准的 starter包: Web， Actuator和 SwaggerSpringFox库。因此，它包含了50多个库。当然，我们可以做一些去除或不使用 starter包，但我选择了最简便的方式来构建， fat JAR的大小为24.2 MB。同样的，基于 Micronaut的应用程序就要小很多， fat JAR的大小为12.1 MB。我在 pom.xml中包含了更多的库，最后包含了37个库。

SpringBoot在标准配置中包含更多库，但在另一方面它比 Micronaut有更多的功能和自动配置。这是 SpringBoot和 Micronaut目标 JAR大小差异的图表。

4.内存管理

在启动之后， SpringBoot应用程序为堆分配了305 MB，为 non-heap(非堆)分配了81 MB。我没有使用 Xmx或任何其他选项设置任何内存限制。在堆中， old gen(老年代)消耗了8 MB， eden区消耗了60 MB， survivor消耗了15 MB。大多数 non-heap(非堆)被 metaspace消耗，约52 MB。运行性能负载测试后，堆分配增加到369 MB， non-heap(非堆)到87 MB。这是性能测试之前和测试期间的CPU和RAM使用情况的截图。

在启动之后， Micronaut应用程序为堆分配了254 MB，为非堆分配了51 MB。与 SpringBoot应用程序相同，我没有使用 Xmx或任何其他选项设置任何内存限制。在堆中， old gen(老年代)消耗了2.5 MB， eden区消耗了20 MB， survivor消耗了7 MB。大多数 non-heap非堆内存由 metaspace消耗，约35 MB。运行性能负载测试后，堆分配没有改变，非堆增加到63 MB。这是性能测试之前和测试期间CPU和RAM使用情况的截图。

这是 SpringBoot和 Micronaut启动之后堆内存使用情况比较:

非堆内存(non-heap)使用比较：

5.性能测试

使用 Gatling来构建性能负载测试。此工具允许在 Scala中创建测试方案。我们使用20个线程同时发送40k样本请求。这是为 POST方法实现的测试类。

classSimpleTestextendsSimulation{
 val scn = scenario("AddPerson").repeat(2000,"n"){
exec(http("Persons-POST")
.post("http://localhost:8080/persons")
.header("Content-Type","application/json")
.body(StringBody("""{"name":"Test${n}","gender":"MALE","age":100}"""))
.check(status.is(200)))
}
 setUp(scn.inject(atOnceUsers(20))).maxDuration(FiniteDuration.apply(10,TimeUnit.MINUTES))
}

这是为 GET方法实现的测试类。

classSimpleTest2extendsSimulation{
 val scn = scenario("GetPerson").repeat(2000,"n"){
exec(http("Persons-GET")
.get("http://localhost:8080/persons/${n}")
.check(status.is(200)))
}
 setUp(scn.inject(atOnceUsers(20))).maxDuration(FiniteDuration.apply(10,TimeUnit.MINUTES))
}