Java über den Wolken: Serverlose Enterprise-Anwendungen mit JDK CRaC und AWS SnapStart

Repository zum Java Magazin-Artikel von Johannes Link, Yahya El Hadj Ahmed und Jan Hauer im August 2024.

Ziel dieses Repos

Dieses Repository zeigt, wie eine Enterprise Spring Boot 3-Anwendung mit JDK CRaC, AWS SnapStart bzw. GraalVM Native Image und dem serverless-java-container von AWS bereitgestellt werden können.

Voraussetzungen

1. Anlegen eines technischen Users in AWS. Dessen access-key-id und secret-access-key müssen als Secrets der GitHub-Action unter den Bezeichnungen AWS_ACCESS_KEY_ID und AWS_SECRET_ACCESS_KEY übergeben werden.
2. Anlegen einer Postgres-Datenbank in AWS. Über das Deployment der Infrastruktur mit AWS SAM wird automatisch ein SecretsManager angelegt. Darin müssen die Zugangsdaten über die Secrets SPRING_DATASOURCE_PASSWORD, SPRING_DATASOURCE_URL und SPRING_DATASOURCE_USERNAME angegeben werden. AWS SAM kopiert diese Werte automatisch zu den Lambda-Funktionen.

Erläuterung der relevanten Code-Stellen

An den Ordnern src/main/java und src/test/java ist zu erkennen, dass eine "gewöhnliche" Spring Boot-Anwendung mit Spring WebMvc und Spring Data zum Einsatz kommt. Diese wird unverändert auf AWS Lambda deployt.

Einbindung des serverless-java-containers

Der serverless-java-container wird als Dependency in Maven eingebunden. Dieser wird benötigt, um AWS Events in HTTP-Anfragen zu transformieren und gemäß der Servlet-Spezifikation an die Spring Boot Controller zu übergeben.

<dependency>
    <groupId>com.amazonaws.serverless</groupId>
    <artifactId>aws-serverless-java-container-springboot3</artifactId>
    <version>2.0.3</version>
</dependency>

Beim Einsatz auf AWS Lambda muss die Umgebungsvariable MAIN_CLASS auf die Spring Boot Hauptklasse gesetzt werden.

MAIN_CLASS=com.exxeta.serverless.ServerlessApplication

CRaC / AWS SnapStart

Die Kompilierung für AWS SnapStart erfolgt mit dem Befehl.

mvn -Pcrac package

Hierbei wird die crac-dependency via Maven eingebunden.

<dependency>
    <groupId>org.crac</groupId>
    <artifactId>crac</artifactId>
</dependency>

Außerdem wird die JAR-Datei über das Shade-Plugin kompiliert.

<build>
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
            <artifactId>maven-shade-plugin</artifactId>
            <version>3.6.0</version>
            <configuration>
                <createDependencyReducedPom>false</createDependencyReducedPom>
            </configuration>
            <executions>
                <execution>
                    <phase>package</phase>
                    <goals>
                        <goal>shade</goal>
                    </goals>
                    <configuration>
                        <finalName>${artifactId}</finalName>
                        <artifactSet>
                            <excludes>
                                <exclude>org.apache.tomcat.embed:*</exclude>
                            </excludes>
                        </artifactSet>
                    </configuration>
                </execution>
            </executions>
        </plugin>
    </plugins>
</build>

Beim Deployment ist zu beachten, SnapStart auf AWS Lambda in AWS SAM zu aktivieren.

AutoPublishAlias: SnapStart
SnapStart:
  ApplyOn: PublishedVersions

Außerdem müssen (neben der MAIN_CLASS) folgende Umgebungsvariablen gesetzt werden.

SPRING_DATASOURCE_HIKARI_ALLOW_POOL_SUSPENSION: true
contextInitTimeout: 240000

GraalVM Native Image

Die Kompilierung des Native Image erfolgt mit folgendem Befehl.

mvn -Pnative native:compile

Die entstehende ./serverless-Datei muss zusammen mit der Bootstrap-Datei im Ordner src/main/resources bereitgestellt werden. AWS Lambda benötigt diese Datei zum starten der nativen Applikation.

#!/bin/sh
set -euo pipefail
./serverless

Wichtiger Hinweis

Die Spring Boot-Anwendung muss in AWS Lambda mit einem apigateway-aws-proxy Event getestet werden. Andere Arten von Events führen zu einem Laufzeitfehler im serverless-java-container.