1. 概述
在本文中，我们将对两个著名的Java框架Spring Boot和Quarkus进行简单的比较。最后，我们将更好地了解它们的异同和一些特殊性。
此外，我们将执行一些测试来衡量他们的表现并观察他们的行为。
2. Spring Boot
Spring Boot是一个基于Java的框架，专注于企业应用程序。它连接了所有Spring项目，并通过提供许多生产就绪的集成来帮助提高开发人员的生产力。
通过这样做，它减少了配置和样板文件的数量。此外，由于其约定优于配置方法，它会根据运行时类路径中可用的依赖项自动注册默认配置，Spring Boot大大缩短了许多Java应用程序的上市时间。
3. Quarkus
Quarkus是另一个框架，其方法与上面提到的Spring Boot类似，但还承诺提供具有快速启动时间、更好的资源利用率和效率的更小的工件。
它针对云、Serverless和容器化环境进行了优化。但是，尽管侧重点略有不同，Quarkus也可以与最流行的Java框架很好地集成。
4. 比较
如上所述，这两个框架都可以很好地与其他项目和框架集成。但是，它们的内部实现和架构是不同的。例如，Spring Boot提供两种形式的Web功能：阻塞(Servlets)和非阻塞(WebFlux)。
另一方面，Quarkus也提供了这两种方法，但与Spring Boot不同的是，它允许我们同时使用阻塞和非阻塞策略。此外，Quarkus在其架构中嵌入了响应式方法。
出于这个原因，我们将使用两个完全响应式的应用程序，它们是通过Spring WebFlux和Quarkus响应式功能实现的，以便在我们的比较中有一个更准确的场景。
此外，Quarkus项目中最重要的功能之一是能够创建本机镜像(二进制和特定于平台的可执行文件)。因此，我们还将在比较中包括两个本机镜像，但就Spring而言，本机镜像支持仍处于实验阶段。为此，我们需要GraalVM。
4.1 测试应用程序
我们的应用程序将公开三个API：一个允许用户创建邮政编码，另一个用于查找特定邮政编码的信息，最后按城市查询邮政编码。如前所述，这些API是使用Spring Boot和Quarkus完全使用响应式方法并使用MySQL数据库实现的。
目标是拥有一个简单的示例应用程序，但比HelloWorld应用程序稍微复杂一些。当然，这会影响我们的比较，因为数据库驱动程序和序列化框架等事物的实现会影响结果。但是，大多数应用程序也可能会处理这些事情。
因此，我们的比较并不旨在成为关于哪个框架更好或性能更高的最终事实，而是一个将分析这些特定实现的案例研究。
4.2 测试计划
为了测试这两个实现，我们将使用Wrk执行测试，并使用其指标报告来分析我们的发现。此外，我们将使用VisualVM来监控测试执行期间应用程序的资源利用率。
测试将运行7分钟，期间将调用所有API，从预热期开始，然后增加连接数直到达到100个。通过此设置，Wrk可以生成大量负载：
所有测试均在具有以下规格的机器上执行：
虽然由于缺乏与其他后台进程的隔离而不理想，但该测试仅旨在说明所建议的比较。如前所述，我们无意对这两个框架的性能进行广泛而详细的分析。
还有一点值得一提的是，根据我们的机器规格，我们可能需要调整连接数、线程数等。
4.3 了解我们的测试
确保我们测试的是正确的东西是必不可少的，为此，我们将使用Docker容器来部署我们的基础设施。这将使我们能够控制应用程序和数据库的资源限制。目标是现在强调应用程序的底层系统，我们的数据库。对于此示例，仅限制可用CPU的数量就足够了，但这可能会根据我们机器中可用的资源而改变。
要限制可用的源，我们可以使用Docker设置、cpulimit命令或我们喜欢的任何其他工具。此外，我们可能会使用docker stats和top命令来监控系统的资源。最后，关于内存，我们将测量堆使用情况以及RSS，为此让我们使用ps(ps -o pid,rss,command -p <pid>)命令。
5. 调查结果
这两个项目的开发人员体验都很好，但值得一提的是，Spring Boot拥有比我们在网上找到的更好的文档和更多的材料。Quarkus在这方面正在改进，并拥有大量有助于提高生产力的功能。不过考虑到文档和堆栈溢出问题，它仍然落后。
在指标方面，我们有：
通过这个实验，我们可以观察到Quarkus在JVM和本机版本的启动时间方面都比Spring Boot快。此外，对于本机镜像，Quarkus构建时间也快得多。构建耗时91秒(Quarkus)对113秒(Spring Boot)，而JVM构建耗时5.24秒(Quarkus)对1.75秒(Spring Boot)，所以在这一个中指向Spring。
关于工件大小，Spring Boot和Quarkus生成的可运行工件在JVM版本方面相似，但在本机工件的情况下，Quarkus做得更好。
然而，关于其他指标，结论并不简单。因此，让我们更深入地了解其中的一些。
5.1 中央处理器
如果我们关注CPU使用率，我们会看到JVM版本在预热阶段开始时消耗更多的CPU。之后，CPU占用趋于稳定，各版本消耗相对均等。
以下是JVM和本机版本中Quarkus的CPU消耗，按顺序排列：
(Spring JVM)
(Quarkus JVM)
(Spring本机)
(Quarkus本机)
Quarkus在这两种情况下都做得更好。然而，差异是如此之小，以至于也可以考虑打平。另一点值得一提的是，在图中，我们看到了基于机器中可用CPU数量的消耗。尽管如此，为了确保我们强调的是选项而不是系统的其他部分，我们已将应用程序可用的内核数量限制为三个。
5.2 内存
关于内存，就更复杂了。首先，两个框架的JVM版本都为堆保留了更多的内存，几乎相同的内存量。关于堆使用，JVM版本比本机版本消耗更多内存，但从配对来看，Quarkus似乎比JVM版本的Spring消耗略少。但是，同样，差异非常小。
(Spring Boot JVM)
(Quarkus JVM)
然后，看看本机镜像，事情似乎发生了变化。Spring本机版本似乎更频繁地收集内存并保持较低的内存占用。
(Spring Boot本机)
(Quarkus本机)
另一个重要的亮点是，在RSS内存测量方面，Quarkus似乎在两个版本中都超过了Spring。我们只在启动时添加了RSS比较，但我们也可以在测试期间使用相同的命令。
尽管如此，在这个比较中，我们只使用了默认参数。因此，没有对GC、JVM选项或任何其他参数进行任何更改。不同的应用程序可能需要不同的设置，我们在实际环境中使用它们时应该记住这一点。
5.3 响应时间
最后，我们将使用不同的方法来处理响应时间，因为许多可用的基准测试工具都存在称为协调遗漏的问题。我们将使用hyperfoil，这是一种旨在避免此问题的工具。在测试过程中，会创建许多请求，但其目的是不要对应用程序施加过多压力，而只是足以测量其响应时间。
不过，测试结构与前一个非常相似。
(Spring Boot JVM)
(Quarkus JVM)
吞吐量和响应时间虽然相关，但不是一回事，它们衡量的是不同的事物。Quarkus JVM版本在压力下和中等负载下都有良好的性能。它似乎具有更高的吞吐量和稍低的响应时间。
(Spring Boot本机)
(Quarkus本机)
查看本机版本，数字再次发生变化。现在，Spring的响应时间似乎略短，但总体吞吐量更高。然而，查看所有数字，我们可以看到差异太小，无法定义任何明显的赢家。
5.4 连接点
综合考虑，这两个框架都被证明是实现Java应用程序的绝佳选择。
本机应用程序速度快且资源消耗低，是无服务器、短期应用程序和低资源消耗至关重要的环境的绝佳选择。
另一方面，JVM应用程序似乎有更多的开销，但随着时间的推移具有出色的稳定性和高吞吐量，非常适合健壮、长期存在的应用程序。
最后，关于性能，所有版本在比较时都具有强大的性能，至少对于我们的示例而言。差异是如此之小，以至于我们可以说它们具有相似的性能。当然，我们可以争辩说，JVM版本在吞吐量方面更好地处理了重负载，同时消耗了更多资源，另一方面，本机版本消耗更少。但是，根据用例，这种差异甚至可能无关紧要。
最后，我必须指出，在Spring应用程序中，我们不得不切换DB驱动程序，因为文档推荐的驱动程序有问题。相比之下，Quarkus开箱即用，没有任何问题。
6. 总结
本文比较了Spring Boot和Quarkus框架以及它们不同的部署模式，JVM和本机。我们还研究了这些应用程序的其他指标和方面。
与往常一样，本教程的完整源代码可在GitHub上获得。
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