※Helidonのサポートに関するアップデートを盛り込んだ新バージョンを参照ください https://www.slideshare.net/oracle4engineer/java-helidon-232475979 翔泳社主催のソフトウェア開発者向けカンファレンス「Developers Summit 2020」(2020/2/14) 講演資料【14-C-5】 MicroProfileの仕様についてはこちらの資料を参考にしてください (OCHaCafe Season 2 #4 - Cloud Native時代のモダンJavaの世界) http://tiny.cc/ochacafe-mp-slide

1. Senior Director
Oracle Corporation Japan
February 14th, 2020
Tadahisa Kotegawa
Developers Summit 2020 - 14-C-5 #devsumiC
クラウド・ネイティブ時代に最適なJavaベースの
マイクロサービス・フレームワーク
～ Helidonの実力を見極めろ！

2. 2
以下の事項は、弊社の一般的な製品の方向性に関する概要を説明するものです。また、情報提供を唯一の
目的とするものであり、いかなる契約にも組み込むことはできません。以下の事項は、マテリアルやコー
ド、機能を提供することをコミットメント（確約）するものではないため、購買決定を行う際の判断材料
になさらないで下さい。オラクル製品に関して記載されている機能の開発、リリースおよび時期について
は、弊社の裁量により決定されます。
OracleとJavaは、Oracle Corporation 及びその子会社、関連会社の米国及びその他の国における登録商標です。
文中の社名、商品名等は各社の商標または登録商標である場合があります。

3. 3
古手川 忠久
日本オラクル株式会社 クラウドソリューション推進本部長
自己紹介
@tkotegaw
tkote
oracle-japan (Oracle Japan for Developers)
Oracle Cloud Hangout Cafe
(通称 おちゃかふぇ, #ochacafe)
クラウドネイティブな勉強会やってます
ochacafe.connpass.com

4. Copyright © 2020, Oracle and/or its affiliates |4
2020年2月3日 Oracle Cloud 大阪リージョン開設(サービス開始)を発表
IaaS/PaaS/SaaS全てのサービスを国内2つのリージョンで提供
テクノロジと
価格
データ・
プラット
フォーム
クラウド・セ
キュティ
テクノロジと
価格
データ・
プラット
フォーム
クラウド・
セキュティ
Oracle Cloud Infrastructure
Gen 2 Cloud
Oracle Cloud Infrastructure
Gen 2 Cloud

5. 5
アプリケーションの開発・運用を支援するマネージド・サービス
Oracle Cloud Native Services
Monitoring EventsStreaming
Observability + Messaging
API Gateway
Container
Engine for
Kubernetes
Resource
Manager
Cloud
Infrastructure
Registry
Functions
Notifications
Application Development + Operations
Logging
(Coming Soon)
OCIが提供する性能、セキュリ
ティ、高可用性を兼ね備えたマ
ネージドKubernetesサービス
(CNCF認証)
コンテナイメージを格納する高
可用性なプライベート・コンテ
ナ・レジストリ
インフラリソース運用の自動
化を可能にするIaCプラット
フォーム(オープンソース
Terraformベース)
REST APIの作成、運用、保護、
監視が可能なフルマネージドな
APIゲートウェイサービス
実行時課金のフルマネージドな
サーバーレス実行環境 (オープン
ソースDocker/Fn Projectベース)
OCI上の様々なリソースのメト
リクスを監視、ダッシュボード
で閲覧、通知
ホスト、アプリケーションのロ
グ管理・検索・分析を行うプ
ラットフォーム (オープンソー
スFluentdベース)
大量の宛先に通知可能なメッ
セージ通知プラットフォーム
大量のデータストリームを処理
するフルマネージドな分散メッ
セージングサービス (Kafka互
換プラグインの提供)
OCI上のリソースの状態変化を
捉えOracle Functionsを始めと
するサービス間の連携を実現

6. 6
5
4
3
2
1
Helidonのこれから
Helidonの拡張機能
Helidon MP - Eclipse MicroProfile準拠のサーバー・フレームワーク
Helidon SE - リアクティブ・スタイルの軽量マイクロフレームワーク
マイクロサービス・フレームワーク? Helidonとは?
Program agenda
6 まとめ

7. 7
マイクロサービス・フレームワーク?
Helidon とは?

8. 8
古典 “Microservices” から読み解いてみる
マイクロサービス・フレームワークの要件を考える
小さなサービス群の組み合わせ
個々のサービスは単独プロセスで稼働
RESTfulのような軽量な通信プロトコル
（個々の）業務機能に沿った形で構築される
他サービスとの依存性なくデプロイが可能
デプロイは自動化が可能
最低限の中央集権的管理機構
複数の言語で記述されることがある
複数のデータストレージ技術が使われることがある
• 小さなサービスをデプロイするための
軽量フットプリント
• 単独プロセスとしてサービスを稼働させる
ための基盤技術（Docker, Kubernetes等）
との親和性
• RESTやgRPC等のサービス間通信を効率的
に実装できるフレームワークの提供
• CI/CDプロセス・ツールでの扱いやすさ
• 分散サービス管理をサポートする仕組み
（health, metrics, tracing, etc.）
• Polyglot環境での言語間のInteroperability
• データ永続化レイヤー対応における柔軟性
“Microservices” by James Lewis/Martin Fowler
https://martinfowler.com/articles/microservices.html
The microservice architectural style

9. 9
オープン・ソース (github.com/oracle/helidon)
• 2019/02/15 に1.0.0をリリース
マイクロサービスを開発するためのJavaライブラリの集合体
JVM上の単体アプリケーションとして動作
従来からの一般的なツール・基盤で開発＆デプロイ可能
• Java SE, Maven/Gradle, Docker, Kubernetes, etc.
Helidon とは?
※ Helidonは ギリシア語でつばめ（swallow）を意味します
Docker Image
Kubernetes
Helidon jars
OS base image
Library jars
App classes
Pod Pod Pod
Replica Set
Java SE runtime

10. Helidon SE と MP
• マイクロ・フレームワーク
• 超軽量フットプリント
• 関数型
• Reactive Web Server
• GraalVM native image
• MicroProfile 3.2
• 軽量フットプリント
• 宣言型
• Java EEサブセット +
マイクロサービス関連機能
• GraalVM JIT compiler
Helidon MP
Helidon SE
CDI Extensions
フットプリント重視
機能性重視
互換性（MicroProfile準拠）重視
10

11. 11
HelidonはOpen Sourceのプロジェクト
• Apache 2.0 License
Open Sourceとしてのサポートを提供中
• Web Site with guides and tutorials: https://helidon.io
• StackOverflow: https://stackoverflow.com/tags/helidon
• Public Slack channel: https://helidon.slack.com
• GitHub issues tracker: https://github.com/oracle/helidon/issues
Oracleによる商用サポートについて
• WebLogic Serverライセンス保有のお客様にHelidonのサポートを提供中
• Helidon単独のサポートを提供予定
Helidonのサポートについて

12. 12
Helidon SE –
リアクティブ・スタイルの軽量マイクロフレームワーク

13. 13
リアクティブ・スタイルで開発された軽量なマイクロフレームワーク
• 少ないスレッドで多くのコネクションをハンドル
• メモリー管理やコンテキスト・スイッチ等のオーバーヘッドを削減
Helidon SE
Security
● 認証
● 認可
● アウトバウンド対応
● 監査
● 拡張可能
Config
● 柔軟性の高い型付き設
定モデル
● 複数のソースを利用可
● 階層型モデル
● 動的な更新
● 拡張可能
Reactive Web Server
● Reactive APIを使った
シンプルな関数ルー
ティング・モデル
● Netty上に構築
● OpenTracing, Metrics
and Health Checks
● 静的コンテンツ

14. 14
1ステートメントで起動できるREST APIサーバー
Helidon SE – 関数スタイルのシンプルなRESTサーバー開発
public static void main(String[] args) throws Exception {
WebServer webServer = WebServer
.create(Routing.builder().any((req, res) -> res.send("It works!")).build())
.start()
.toCompletableFuture()
.get(10, TimeUnit.SECONDS);
}
どのPath/Methodでも
”It works!”を返す
サーバーの起動待ち
（エラー時Exception）

15. 15
GraalVM native image
高速起動・高速スケールが求められるユースケース（マイクロサービス、FaaS）に適する
• ランタイムの起動時間、及びプログラム実行初期のパフォーマンスの劇的な向上
• メモリフットプリントの削減
Helidon SE は GraalVM native image の作成をサポート
• Maven profileによるビルド - Helidon SE Quickstart を参照
- Local build (for the OS installed locally)
- Docker build (for Linux)
Helidon SE – GraalVM native image
export GRAALVM_HOME=<GraalVMのパス>
mvn package -Pnative-image
docker build -t helidon-quickstart-se-native -f Dockerfile.native .
＋

16. Oracle主導で開発されるOSS
GraalVM：多言語の単一かつ高速なランタイムエンジン
GraalVMによる３つのイノベーション
• Javaアプリを安定・高速実行
- Javaで書かれた新たなJITコンパイラ
• JavaアプリのNative Image化
- 事前にマシン語にコンパイル(Ahead-of-Time Compilation)
- 起動時間の極小化とメモリフットプリントの削減
• 複数プログラミング言語を実行可能なランタイム
- Java, JavaScript, Ruby, Rust, C, C++…
- 単一プログラム内で、複数言語を絡めた記述が可能
Community Edition(GPLv2)とEnterprise Edition
• EEは最適化されたパフォーマンスとサポートを提供
• EEはOracleCloud Infrastructureで無償利用可能
HotSpot
JVMCI （JITコンパイラをJavaで実装するためのインターフェース）
Graal
GraalVM
Javaアプリ Truffle
SulongJS Ruby R
C C++
HotSpot
Compiler I/F
C2 (for Server)
Javaアプリ
Native
image
SubstrateVM
Javaアプリ
（マシン語）
シングルバイナリ
16

17. 17
Helidon MP –
Eclipse MicroProfile準拠のサーバー・フレームワーク

18. 18
PolyglotなMicroservices環境のなかで協調して動く(= Microservices各種仕様に
準拠する、 Microservicesのデザインパターンを実装する)Javaアプリケーショ
ンの開発に必要な機能を、フレームワークとして規定したもの。
開発者はビジネスロジックの実装に集中でき、効率的な開発ができる。
基盤となる実装は、MicroProfileプロバイダの品質維持・向上を期待できる。
Eclipse MicroProfile
OpenMetrics
OpenTracing
OpenAPI Circuit
Breaker
Bulk Head
Health
Check

19. 19
Helidonは1.4で対応済
Eclipse MicroProfile 3.2 (Nov. 1st, 2019)
MicroProfile Config 1.3
MicroProfile Fault Tolerance 2.0
MicroProfile Health 2.1
MicroProfile JWT Authentication 1.1
MicroProfile Metrics 2.2
MicroProfile OpenAPI 1.1
MicroProfile OpenTracing 1.3
MicroProfile Rest Client 1.3
CDI 2.0
Common Annotations 1.3
JAX-RS 2.1
JSON-B 1.0
JSON-P 1.1
Java EE 8 由来MicroProfile 固有

20. Helidon MP Components
MP Config Metrics
Health
Check
Fault
Tolerance
JWT Auth
JAX-RS CDI JSON-P / B
Open API
Open
Tracing
REST Client
SE SE
SE
JPA
gRPC
JTA
SE
+
20
MicroProfile =

21. 21
アノテーション を使ってPOJO(=普通のJavaクラス)をRESTサービスに
MicroProfileで実装するREST API
@ApplicationScoped @Path("/echo")
public class EchoResource{
@Inject @ConfigProperty(name = “echo.reply", defaultValue = "Hi!")
private String reply;
@POST @Produces(MediaType.APPLICATION_JSON)
public Response handleRequest(Message message, @Context UriInfo uriInfo) {
JsonObject json = Json.createObjectBuilder()
.add("url", uriInfo.getRequestUri().toASCIIString())
.add("text", message.text)
.add(“reply", reply)
.build();
return Response.ok(json.toString()).build();
}
}
CDI
JSON-BJSON-P
JAX-RS
JAX-RS
CDI
JAX-RS
JAX-RS
MicroProfile Config

22. 22
MicroProfile Config 1.3
MicroProfile Fault Tolerance 2.0
MicroProfile Health 2.1
MicroProfile JWT Authentication 1.1
MicroProfile Metrics 2.2
MicroProfile OpenAPI 1.1
MicroProfile OpenTracing 1.3
MicroProfile Rest Client 1.3
MicroProfile 注目仕様のポイント解説
CDI 2.0
Common Annotations 1.3
JAX-RS 2.1
JSON-B 1.0
JSON-P 1.1
HelidonKubernetes
Grafana
Prometheus
Jaeger
Health
Metrics
OpenTracing

23. 23
Kubernetesなどノードの状態を検査するプロセスに対してヘルスチェック情報を提供する
MicroProfile Health
@Liveness
@Readiness
public class MyCheck implements HealthCheck {
@Override
public HealthCheckResponse call() {
return HealthCheckResponse
.named(“myhealth")
.withData("process", process)
.state(true)
.build();
}
}
Annotation Path Function
@Liveness /health/live Liveness
@Readiness /health/ready Readiness
{
"outcome": "UP",
"status": "UP",
"checks": [
{
"name": "myhealth",
"state": "UP",
"status": "UP",
"data": {
"process": "1@4f45aa39618d"
}
}
]
}
HealthCheckインターフェースを実装したクラスに
@Liveness and/or @Readiness
アノテーションをつける
Output: 200 OK

24. 24
Kubernetesのヘルスチェック機能と連携
• LivenessProbe
- ヘルスチェック失敗時、Podが再作成される
• ReadinessProbe
- ヘルスチェック失敗時、Serviceからのルーティングの
対象から外される（Podの再作成はされない）
MicroProfile Health (cont.)
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: helidon-demo-mp
spec:
containers:
- name: api-helidon-container
image: helidon-demo-mp:latest
imagePullPolicy: Always
ports:
- containerPort: 8080
livenessProbe:
httpGet:
port: 8080
path: /health/live
failureThreshold: 3
periodSeconds: 10
Service
Pod
(OK)
Pod
(NG) /health/liveが失敗すると
Podは再作成される
/health/readyが失敗すると
ルーティングから外される

25. 25
Metrics = システムの健全性を測定するために使用される指標
Polyglot環境に適したモニタリングを可能にする
• JMX(Java Management Extensions)標準はJVMを前提にしているので不向き
ヘルスチェックとは異なる目的
• 長期的なトレンドの把握
• キャパシティ・プラニング、潜在的問題の早期把握
• スケジューリング・システムと連動したスケーリング
OpenMetrics
• CNCF(Cloud Native Computing Foundation)のサンドボックス・プロジェクト
• メトリック・データを公開するための仕様を策定
MicroProfile Metrics
# TYPE base_cpu_availableProcessors gauge
# HELP base_cpu_availableProcessors Displays the number of processors available
base_cpu_availableProcessors 2

26. 26
Metricsの利用例 – Prometheus & Grafana を使った監視
PrometheusGrafana Helidon
/metrics
https://grafana.com/ https://prometheus.io/
メトリクスの監視・集計メトリクスの可視化

27. 27
MicroProfile Metrics – アプリケーション独自メトリクスの取得
@ApplicationScoped @Path("/mymetrics")
public class MetricsResource{
@Inject @Metric(name="total")
Counter total;
private synchronized void countup(){
total.inc();
}
@Metered
@GET @Path("/blue")
public void blue(){ countup(); }
@Metered
@GET @Path("/green")
public void green(){ countup(); }
}

28. 28
OpenTracing準拠の分散トレーシングのためのAPIを提供
JAX-RSアプリケーションは追加的なコードを必要としない
• 受信したリクエストのSpanを認識
• Spanを自動的にスタートし、リクエスト処理時に終了する
• (Clientとして)リクエスト送信時、自動的にSpanを挿入する/ Spanを開始し、完了後終了する
分散トレーシングとは？
• マイクロサービス環境で複数のサービスを経由して処理されるリクエストのサービス間の依存
関係やレイテンシーを可視化し、障害発生時の解析を容易にする
OpenTracing (opentracing.io) とは？
• CNCF(Cloud Native Computing Foundation)のインキュベーション・プロジェクト
• API仕様と複数言語のライブラリを提供
MicroProfile OpenTracing

29. 29
（参考）The OpenTracing Data Model
https://opentracing.io/specification/

30. Demo : OpenTracing - JaegerによるSpanのトラッキング (1)
Oracle Container Engine for Kubernetes (OKE)
(pod) Helidon-demo-mp-0NordPort
(pod) Helidon-demo-mp-1
(pod) Helidon-demo-mp-2
(pod) Helidon-demo-mp-3
(pod) jaeger
Service
Service
Service
Service
ServiceNordPort
Browser
Port: 30080
(RESTAPI)
Port: 30086
(Jaeger UI)
トレース情報
30
mp-1
mp-2
mp-3
mp-1
mp-0
mp-0request
Jaeger UI
https://www.jaegertracing.io/
OSSの分散トレーシングシステム

31. Demo : OpenTracing - JaegerによるSpanのトラッキング (2)
31
JAX-RS Method
request
JPA Database
response
自動的に定義
されるSpan
明示的に定義
したSpan
JAX-RSリクエスト処理メソッドのSpan
JPAデータベース処理のSpan

32. 32
Helidonの拡張機能

33. 33
• JWT Provider
• HTTP Basic Authentication
• HTTP Digest Authentication
• Header Assertion
• HTTP Signatures
• ABAC Authorization
• Google Login Authentication Provider
• OIDC (Open ID Connect) Authentication Provider
• IDCS Role Mapping Provider
様々な認証・認可スキームに対応
Helidonが提供するSecurity Providers
Identity
Provider
Helidon
Open ID
Connect
認証シーケンス
Browser
OIDC (Open ID Connect) Authentication Provider
を使ったユーザー認証
user
scope
* IDCS = Oracle Identity Cloud Service

34. 34
CDI extensions
• HikariCP data sources
• Oracle UCP data sources
• Jedis clients
• OCI Object Storage clients
• Java Transaction API (JTA) objects
Java Persistence API (JPA)のサポート
• JDBC Driver (DataSource) +
JTA Extension +
Hikari Connection Pool Extension +
EclipseLink JPA Extension
データの永続化/キャッシュが必要な場合に便利な機能
CDI extension = CDIのライフサイクルイベントを受け取って独自の実装を追加するための仕様
JPA = Javaオブジェクトをデータベースに永続化するための仕様
JTA (Java Transaction API) = トランザクションを管理するための仕様
Helidon MP
JDBC Driver
Java Transaction API
EclipseLink (JPA)
EntityApp
Hikari Connection Pool
application.yaml
persistence.xml
Helidon MPによるJPA/JTAサポート

35. 35
gRPCのサーバー&クライアント実装を簡単に開発できる
SE、MP両エディションでサポート
• SE – リアクティブ・スタイル
• MP – POJO + アノテーション
• 従来からのProtobufサービス/スタブも利用可能
ペイロード・タイプは Protocol Buffers と Java Serialization をサポート
Security, Metrics, Health Check機能を提供
もちろんRESTサービスと共存（サーバー・ポートは別）
※現在はExperimentalのステータス
gRPC のサポート
gRPCとは？
• CNCF(Cloud Native Computing Foundation)のインキュベーション・プロジェクト
• マイクロサービス間で効率的な通信を実現するためのしくみ
@RpcService(name = "helloworld.Greeter")
@ApplicationScoped
public class GreeterService{
@Unary(name = "SayHello")
public HelloReply sayHello(HelloRequest req) {
return HelloReply
.newBuilder()
.setMessage("Hello " + req.getName())
.build();
}
} Helidon MPのコーディング例
protocでコンパイルした
メッセージオブジェクト

36. 36
HTTP/2を利用したRPC(Remote Procedure Call)フレームワーク
• バイナリ・フレーム、双方向ストリーミング
データ・シリアライゼーションにProtocol Buffersを使用*
• (Jsonに比較して)転送データ量の削減
IDL(Interface Definition Language)によるスキーマ定義
• Polyglot環境におけるインターオペラビリティ向上
gRPC の仕組み
出典: What is gRPC?
https://www.grpc.io/docs/guides/
*gRPCでは他のシリアライゼーション方式も利用可能
→ HelidonはProtocol BuffersとJava Serializationをサポート
IDL
言語依存
コード
.proto
protoc
コンパイラ
C/C++, C#, Dart, Go, Java, Node.js,
Objective-C, PHP(Beta), Python, Ruby

37. 37
Demo : Helidonで作るフロントエンド・アプリケーション
* Oracle JET = Oracle JavaScript Extension Toolkit
Open ID
Connect
REST / gRPC
Static Contents
ブラウザ
Oracle Identity Cloud Service (IDCS)
IDCSの提供するログイン画面
user
scope
Envoy
gRPC
Proxy
REST
(port: 8081)
Helidon
OIDC
Provider
JPA/JTA
Extension
Autonomous
Transaction
Processing
JDBC
gRPC Server
Demo Server App
gRPC
(port: 50051)
gRPC-Web
Oracle JET
Single Page App

38. 38
Helidonのこれから

39. 39
2020年2月5日に最初のマイルストーン・ビルド 2.0.0-M1 をリリース！
Roadmap - Helidon 2.0
Open Operating Systems
Cloud Native Environment
Java Microservices
Public Cloud Private Cloud
Hybrid Application and Environment
Management
Java 11 (Java 8サポートの終了)
Helidon MP GraalVM native image のサポート
HTTP Multipart / Reactive HTTP Client / Websocket
Helidon DB Client
MicroProfile Reactive Streams Operators
MicroProfile Reactive Messaging
• Kafkaコネクタの提供
コマンド・ライン・インターフェース
ライブ・リローディング
Verrazzanoのサポート

40. 40
Rancherによるマルチ・クラスタ管理
アプリケーション・ライフサイクル管理
• Model - アプリケーションを記述
• Binding – Modelを環境にバインド
統合化された監視と管理
• モニタリング、ロギング
• ダッシュボード、アラート
分散トレーシング
• Kiali, Jaeger, Istio
CI/CD - GitLab, Jenkins等の利用
組み込みのセキュリティ機能
Roadmap - Verrazzano
Production ClusterDevelopment & Test Cluster
Open Operating Systems
Public Cloud Private Cloud Hybrid Cloud

41. 41
まとめ

42. 42
クラウド・ネイティブ時代に最適なJavaベースのマイクロサービス・フレームワーク
Helidonを使う理由
マイクロサービス環境に適したアプリケーションを効率的に作成できる
• SEとMPの二つのエディションを用意 – 要件に応じた使い分け
MicroProfileによる仕様標準化の恩恵、ロックインの回避
• Metrics, Health, OpenAPI, OpenTracingなどはノー・コーディングで利用可能
• 開発者はビジネスロジックの開発に専念できる
• ベンダーの健全な競争の下で、フレームワーク実装の品質向上が見込める
実際のプロジェクトで必要となる拡張機能の提供 – セキュリティ、データベース接続、etc.
多くの実績の中で育まれたJavaのエコシステムを活用できる
• IDE、ライブラリ、モニタリング・プロファイリング・デバッギング、etc.
• GraalVMの活用

43. 43
Getting Started (公式ドキュメント とりあえず動かしてみる)
• https://helidon.io/docs/latest/#/guides/01_overview
Helidon MPのMicroProfile対応+拡張機能を一通り網羅したデモ
• https://github.com/oracle-japan/ochacafe-microprofile-demo
MicroProfile の詳細解説 (OCHaCafeのMicroProfileセッション資料)
• http://tiny.cc/ochacafe-mp-slide
Oracle Cloud Hangout Cafe (通称OCHaCafe – Cloud Native な勉強会、是非お越しを！)
• https://ochacafe.connpass.com
Helidonについてさらに詳しく知りたい・触りたい方は…

44. 44
ご清聴ありがとうございました！