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<!doctype html>
<html lang="de">
<head>
<meta charset="utf-8">
<title>Asynchrone, ereignisorientierte Programmierung am Beispiel von Vert.X</title>
<meta name="description" content="Asynchrone, ereignisorientierte Programmierung am Beispiel von Vert.X">
<meta name="author" content="David Christ">
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<meta name="apple-mobile-web-app-status-bar-style" content="black-translucent" />
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, user-scalable=no, minimal-ui">
<link rel="stylesheet" href="css/reveal.css">
<link rel="stylesheet" href="css/theme/black.css" id="theme">
<!-- Code syntax highlighting -->
<link rel="stylesheet" href="lib/css/zenburn.css">
<!-- Printing and PDF exports -->
<script>
var link = document.createElement( 'link' );
link.rel = 'stylesheet';
link.type = 'text/css';
link.href = window.location.search.match( /print-pdf/gi ) ? 'css/print/pdf.css' : 'css/print/paper.css';
document.getElementsByTagName( 'head' )[0].appendChild( link );
</script>
<!--[if lt IE 9]>
<script src="lib/js/html5shiv.js"></script>
<![endif]-->
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img {
background-color: white !important;
}
</style>
</head>
<body>
<div class="reveal">
<!-- Any section element inside of this container is displayed as a slide -->
<div class="slides">
<section>
<img src="img/vertx-logo.png" alt="Vert.X Logo"/>
<aside class="notes">
Asynchrone, ereignisorientierte Programmierung am Beispiel von Vert.X;
Grobe Einführung in Ideen und Konzepte
</aside>
</section>
<!--section data-markdown>
<script type="text/template">
David Christ <[email protected]>, *Associate Consultant*
EXTERNAL Christ David (INST-ICM/BSV-BS) <[email protected]>, *G41/PJ-CP*
<aside class="notes">
Zu Beginn eine Werbepause
</aside>
</script>
</section-->
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## Motivation
- C10k-Problem
- Horizontale und vertikale Skalierbarkeit
- (Weiche) Echtzeit-Anforderungen
<aside class="notes">
Warum asynchrone Programmierung?
Wir leben in einer verteilten Welt! => C10k;
C10k + Skalierbarkeit => Synchronisationsaufwand;
Lösung für C10k + Skalierbarkeit => Asynchrone Programmierung;
Vert.X bietet zusätzlich weiche Echtzeit
</aside>
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
> Vert.x ist ein polyglottes, nicht-blockierendes, ereignisorientiertes Anwendungsframework, das in der Java Virtual Machine läuft.
<aside class="notes">
Was ist Vert.X?
</aside>
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## Grundidee
1. Polyglott
2. Nicht-blockierend
3. Ereignisorientiert
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## 1. Polyglott (JVM)
<aside class="notes">
Theoretisch alle JVM-fähigen Sprachen;
Über Vert.X-Module;
ABER: z.B. Jython aktuell Version 2.5;
Hier nur Java
</aside>
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## 2. Nicht-blockierend
**Verboten sind:**
- Blockierende Aufrufe (File IO, HTTP Requests, etc.)
- Langwierigen Ausführungen (Number crunching, etc.)
- Absichtliches warten (```Thread.sleep()```, etc.)
<aside class="notes">
Ziel: Prozessor schnell für nächste Aufgabe freigeben;
Kleine, schnell erledigbare Funktionsblöcke;
Tendenz: Micro Services
</aside>
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## Klassischer Ansatz
```java
HttpClient client = new HttpClient();
GetMethod request = ...;
int statusCode = client.executeMethod(request);
// ________
// ( )
// \../
// )( // Blockiert bis Anfrage fertig
// / \
// (::::)
// ~~~~~~~~
//
System.out.println(statusCode);
```
<aside class="notes">
Am Beispiel HTTP, weil wir modern und Web-Orientiert sind;
*Eine* Lösung: Auslagern blockierenden Codes in separaten Thread;
Synchronisation macht keinen Spaß
</aside>
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## Nicht-blockierender Ansatz
```java
HttpClient client = vertx.createHttpClient();
HttpClientRequest request = client.request(...);
request.end(); // Nicht-blockierendes Absetzen der Anfrage
System.out.println("Anfrage abgesetzt."); // Wird sofort ausgeführt
// Aber: **Kein** Zugriff auf status code, etc. möglich!
```
<aside class="notes">
Lösung: Blockierende Aufrufe werden in asynchrone überführt.
</aside>
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## ... und dann?
- Anfrage wird *asynchron* abgesetzt
- Programmfluss wird fortgesetzt
- Fertigstellung erzeugt ein Ereignis
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## 3. Ereignisorientiert
<aside class="notes">
Letzter Punkt auf der Liste.
</aside>
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## Exkurs: Aktorenmodell
- Aktoren sind nebenläufige Einheiten
- Kommunikation ausschließlich über Nachrichten
- Nachrichtenaustausch erfolgt asynchron
<aside class="notes">
Analog: E-Mail;
Idee: Nebenläufigkeit, ohne geteilte Ressourcen (Shared Memory, o.ä.);
Nachrichten werden immer kopiert!
Keine inhärente Lesebestätigung
</aside>
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## Empfänger bereitstellen
- Generischer Terminus: Callbacks
- In JavaScript: Callback-Funktionen
- In Vert.x: Handler-Objekte (```interface Handler<T>```)
<aside class="notes">
Empfänger als Parameter für asynchronen Aufruf
</aside>
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## 1. Rückgabewerte
Nachrichten bzw. Ereignisse seitens des Frameworks
<aside class="notes">
Erstes Nutzungsszenario: API-Funktionalität
</aside>
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## Zurück zum HTTP-Client (1)
```java
HttpClient client = vertx.createHttpClient();
Handler<HttpClientResponse> handler = new ...;
HttpClientRequest request =
client.request("GET", "/path/to/target", handler);
request.end(); // Nicht-blockierendes Absetzen der Anfrage
System.out.println("Anfrage abgesetzt."); // Wird sofort ausgeführt
// Aber: *Kein* Zugriff auf status code, etc. möglich!
```
<aside class="notes">
Parameter 1 und 2 klar;
Asynchroner API-Aufruf nimmt Handler entgegen;
Restlichen Prämissen bleiben (kein status code etc.)
</aside>
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## Zurück zum HTTP-Client (2)
```java
public class MyHandler implements Handler<HttpClientResponse> {
public void handle(HttpClientResponse response) {
System.out.println(response.statusCode());
}
}
```
<aside class="notes">
Handler bekommt Nachricht als Parameter für handle()
</aside>
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## Striktes Single-Threading!
<aside class="notes">
Striktes Single-Threading je Aktor;
Nebenläufigkeit mehrerer Aktoren regelt Framework;
Jeder Aktor handelt, wann immer er kann = Eingehende Nachricht;
Blockierender Aufruf würde andere Aktoren blockieren
</aside>
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## 2. Aktoren-Kommunikation
Nachrichten über den *EventBus*
- P2P-Nachrichtenvermittlungssystem für Aktoren
- Folgt Publish-Subscribe-Ansatz
- Multiple Vert.x-Knoten und Browser
- Best-effort delivery
<aside class="notes">
Zweites Nutzungsszenario: Aktoren untereinander;
Hazlecast-Protokoll (z.B. Apache Cassandra);
SockJS für Browser
</aside>
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## Nachrichten empfangen
```java
Handler<Message> myHandler = new Handler<Message<String>>() {
public void handle(Message<String> message) {
System.out.println("I received a message: " + message.body());
}
};
vertx.eventBus().registerHandler("test.address", myHandler);
```
<aside class="notes">
Verfahren analog zum Handler<HttpClientResponse>;
Lauscht auf *alle* Nachrichten an gegebene Adresse;
Adresse frei wählbarer String
</aside>
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## Nachrichten veröffentlichen
```java
vertx.eventBus().publish("test.address", "Hello, world!");
```
- Veröffentlichen an alle Abonnenten
- Primitive Datentypen: String, Boolean, ...
- **JSON**
<aside class="notes">
JSON für polyglottes Umfeld unschlagbar
</aside>
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## Nachrichten senden
```java
vertx.eventBus().send("test.address", "Hello, world!");
// Bei send auch Rückkanal möglich
vertx.eventBus().sendWithTimeout("test.address", "Hello, world!",
replyHandler);
```
- Einzelner Empfänger
- Bei mehreren Abonnenten "non strict round-robin"
<aside class="notes">
send() statt publish();
replyHandler wie andere Handler auch
</aside>
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## Verticle-Konzept
Micro Service bzw. Aktor heißt in Vert.x "Verticle"
```java
public class MyVerticle extends Verticle {
@Override public void start(Future<Void> startFuture) {
// Startup Logik,
// Handler registrieren,
// Nachrichten absetzen,
// ...
startFuture.setResult(null); // da evtl. asynchron
}
}
```
<aside class="notes">
startFuture teilt Framework erfolgreichen Start mit;
Future (in JS Promise) ist eine Art Handler;
Da start() async reicht return nicht;
optional
</aside>
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## Skalierbarkeit
- Vertikale Skalierung: Mehr (gleiche) Verticles
- Horizontale Skalierung: Mehr Computer
<aside class="notes">
max. 1 CPU-Kern je *aktives* Verticle;
1..n Vert.X-Instanzen je Computer;
Geteilter EventBus
</aside>
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## Zustandslosigkeit (optional)
- Verticle sollte ohne *"Session"* arbeiten können
- Beliebige Instanz kann Nachricht erhalten
<aside class="notes">
Deterministische Zustellung nicht garantiert z.B. eventBus.send() in Round-Robin-Manier
Erlaubt Load-Balancing;
optional, sonst eindeutige Adresse je Verticle;
</aside>
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## Bonuslevel
Web-Anwendung === Verticle
```javascript
var eb = new vertx.EventBus('http://localhost:8080/eventbus');
eb.onopen = function() {
eb.registerHandler('test.address', function(message) {
console.log('received: ' + JSON.stringify(message);
});
eb.send('other.address', {name: 'The Doctor', age: 2000});
}
```
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## Tests
Asynchrone Ausführung erfordert asynchrone Testwerkzeuge
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## Asynchrones Testen
- In SetUp müssen Verticles geladen werden
- ```startTests();``` in SetUp startet Test-Suite
- ```testComplete();``` nach Abschluss jedes Tests
<aside class="notes">
Da asynchron, kann Test-Runner nicht wissen, wann er loslegen kann;
Ebenso kann er nicht wissen, wann noch asynchrone Testoperationen ausgeführt werden
</aside>
</script>
</section>
<section>
<h3>SetUp</h3>
<pre><code data-trim>
public class MyVerticleTest extends TestVerticle {
@Override public void start() {
initialize();
container.deployVerticle(MyVerticle.class, dummyConfig,
new Handler<AsyncResult<String>>() {
public void handle(AsyncResult<String> asyncResult) {
VertxAssert.assertTrue(asyncResult.succeeded());
startTests();
}
});
}
...
</code></pre>
<aside class="notes">
Verticle.start() vor **jedem** Test;
asyncResult ist Ergebnis des Future startFuture von eben;
VertxAssert da asynchrones assert(false) und testComplete beachtet werden müssen
</aside>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## Test
```java
...
@Test public void somethingShouldBeRight() {
someActor.asyncCall(params, new Handler<T>() {
public void handle(T result) {
VertxAssert.assertEquals(expected, result.prop) {
VertxAssert.testComplete();
}
})
}
}
```
<aside class="notes">
@Test wie in JUnit
</aside>
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## Randnotizen
- Schlanke API
- Verticle Deployment
- Logging
- Event Bus
- File I/O, TCP, UDP, HTTP(S), DNS, WebSockets
- Fluent JSON-API
- Handler auch als Lambdas
- Erweiterbar durch Module
- Maven Archetype erzeugt polyglottes Projekt
<aside class="notes">
Modulsystem ähnlich maven oder npm;
Dort z.B. auch asynchrone wrapper (z.B. für DB)
</aside>
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## Ausblick
- Aktuell Vert.X 3.0 <del>Milestone 6</del>
- Mehr Module vom Core-Team
- Datenbanken
- Authorisierung
- Reactive (RxJava, Streams)
- ...
- Typsichere EventBus-Nachrichten
- Docker-Basis-Images
- Spezialisierte Javadoc
- Transpiler
- ...
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## Fragen?
</script>
</section>
</div>
</div>
<script src="lib/js/head.min.js"></script>
<script src="js/reveal.js"></script>
<script>
// Full list of configuration options available at:
// https://github.com/hakimel/reveal.js#configuration
Reveal.initialize({
controls: false,
progress: true,
history: true,
center: true,
transition: 'slide', // none/fade/slide/convex/concave/zoom
// Optional reveal.js plugins
dependencies: [
{ src: 'lib/js/classList.js', condition: function() { return !document.body.classList; } },
{ src: 'plugin/markdown/marked.js', condition: function() { return !!document.querySelector( '[data-markdown]' ); } },
{ src: 'plugin/markdown/markdown.js', condition: function() { return !!document.querySelector( '[data-markdown]' ); } },
{ src: 'plugin/highlight/highlight.js', async: true, condition: function() { return !!document.querySelector( 'pre code' ); }, callback: function() { hljs.initHighlightingOnLoad(); } },
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