Desenvolvendo uma aplicação de microserviços com arquitetura Janus: uma análise prática utilizando Spring Boot e Kubernetes para gestão de APIs

Introdução

Neste tutorial, vamos explorar a construção de uma aplicação de microserviços utilizando a arquitetura Janus com o framework Spring Boot e orquestração via Kubernetes. A arquitetura Janus é projetada para gerenciar múltiplos serviços e suas interações de forma eficiente, proporcionando vantagens como escalabilidade, manutenção facilitada e melhor gerenciamento de APIs. Este guia é indicado para desenvolvedores que já possuem familiaridade com Java e Spring Boot, mas que buscam expandir suas habilidades em microserviços e na gestão de APIs em um ambiente Kubernetes. Vamos abordar desde a configuração do ambiente até a implementação real da aplicação, incluindo exemplos práticos e códigos que podem ser facilmente integrados em um projeto real.

Etapas

Configuração do Ambiente de Desenvolvimento
Certifique-se de que você possui o JDK (Java Development Kit) e o Maven instalados. Além disso, você precisará do Docker e do Kubernetes. Verifique as instalações executando os seguintes comandos:
commands
```
# Verifique as versões instaladas do JDK e Maven
java -version
mvn -version
# Verifique a instalação do Docker
docker --version
# Verifique a instalação do Kubernetes
kubectl version --client
```

Criação do Projeto Spring Boot

Utilize o Spring Initializr (https://start.spring.io/) para criar um novo projeto Spring Boot. Escolha as seguintes opções: **Project**: Maven, **Language**: Java, **Spring Boot**: última versão estável, **Packaging**: Jar, **Java**: 11 ou superior. Adicione as dependências: ‘Spring Web’, ‘Spring Boot DevTools’, ‘Spring Data JPA’, e ‘H2 Database’. Após gerar o projeto, faça o download e extraia em seu ambiente.

pom.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
  <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
  <groupId>com.example.microservicos</groupId>
  <artifactId>microservicos-api</artifactId>
  <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
  <name>microservicos-api</name>
  <description>Aplicação de Microserviços com Spring Boot</description>
  <properties>
    <java.version>11</java.version>
  </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-data-jpa</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>com.h2database</groupId>
      <artifactId>h2</artifactId>
      <scope>runtime</scope>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
      <scope>test</scope>
    </dependency>
  </dependencies>
  <build>
    <plugins>
      <plugin>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
      </plugin>
    </plugins>
  </build>
</project>

Configuração do Banco de Dados H2

Edite o arquivo `application.properties` para configurar o banco de dados H2 e habilitar o console web para visualização dos dados.

application.properties

spring.h2.console.enabled=true
spring.datasource.url=jdbc:h2:mem:testdb
spring.datasource.driverClassName=org.h2.Driver
spring.datasource.username=sa
spring.datasource.password=
spring.jpa.database-platform=org.hibernate.dialect.H2Dialect
spring.jpa.hibernate.ddl-auto=update

Criação da Entidade `Produto`

Implemente a classe modelo `Produto` que representará os produtos na aplicação. Utilize anotações JPA para mapear a classe à tabela do banco de dados.

Produto.java

package com.example.microservicos.model;

import javax.persistence.*;

@Entity
@Table(name = "produtos")
public class Produto {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    @Column(nullable = false)
    private String nome;

    @Column(nullable = false)
    private Double preco;

    // Getters e Setters
    public Long getId() {
        return id;
    }

    public void setId(Long id) {
        this.id = id;
    }

    public String getNome() {
        return nome;
    }

    public void setNome(String nome) {
        this.nome = nome;
    }

    public Double getPreco() {
        return preco;
    }

    public void setPreco(Double preco) {
        this.preco = preco;
    }
}

Criação do Repositório `ProdutoRepository`

Implemente a interface `ProdutoRepository`, que estende `JpaRepository` para gerenciamento dos dados de produtos.

ProdutoRepository.java

package com.example.microservicos.repository;

import com.example.microservicos.model.Produto;
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;
import org.springframework.stereotype.Repository;

@Repository
public interface ProdutoRepository extends JpaRepository<Produto, Long> {
    // Métodos personalizados podem ser definidos aqui
}

Implementação do Serviço `ProdutoService`

Crie a classe `ProdutoService`, que contém a lógica de negócios e utiliza o `ProdutoRepository` para interagir com o banco de dados.

ProdutoService.java

package com.example.microservicos.service;

import com.example.microservicos.model.Produto;
import com.example.microservicos.repository.ProdutoRepository;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.List;
import java.util.Optional;

@Service
public class ProdutoService {
    @Autowired
    private ProdutoRepository produtoRepository;

    public List<Produto> findAll() {
        return produtoRepository.findAll();
    }

    public Optional<Produto> findById(Long id) {
        return produtoRepository.findById(id);
    }

    public Produto save(Produto produto) {
        return produtoRepository.save(produto);
    }

    public Produto update(Long id, Produto produtoDetails) {
        Produto produto = produtoRepository.findById(id).orElseThrow(() -> new RuntimeException("Produto não encontrado"));
        produto.setNome(produtoDetails.getNome());
        produto.setPreco(produtoDetails.getPreco());
        return produtoRepository.save(produto);
    }

    public void deleteById(Long id) {
        produtoRepository.deleteById(id);
    }
}

Implementação do Controlador `ProdutoController`

Crie a classe `ProdutoController` para expor os endpoints da API, permitindo operações CRUD de produtos.

ProdutoController.java

package com.example.microservicos.controller;

import com.example.microservicos.model.Produto;
import com.example.microservicos.service.ProdutoService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

import java.util.List;

@RestController
@RequestMapping("/api/produtos")
public class ProdutoController {
    @Autowired
    private ProdutoService produtoService;

    @GetMapping
    public List<Produto> getAllProdutos() {
        return produtoService.findAll();
    }

    @GetMapping("/{id}")
    public ResponseEntity<Produto> getProdutoById(@PathVariable Long id) {
        return produtoService.findById(id)
                .map(ResponseEntity::ok)
                .orElse(ResponseEntity.notFound().build());
    }

    @PostMapping
    public Produto createProduto(@RequestBody Produto produto) {
        return produtoService.save(produto);
    }

    @PutMapping("/{id}")
    public ResponseEntity<Produto> updateProduto(@PathVariable Long id, @RequestBody Produto produtoDetails) {
        return ResponseEntity.ok(produtoService.update(id, produtoDetails));
    }

    @DeleteMapping("/{id}")
    public ResponseEntity<Void> deleteProduto(@PathVariable Long id) {
        produtoService.deleteById(id);
        return ResponseEntity.noContent().build();
    }
}

Implementação de Testes Unitários

Crie a classe de testes `ProdutoServiceTest` para validar a lógica de negócios da aplicação.

ProdutoServiceTest.java

package com.example.microservicos.service;

import com.example.microservicos.model.Produto;
import com.example.microservicos.repository.ProdutoRepository;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.mockito.InjectMocks;
import org.mockito.Mock;
import org.mockito.MockitoAnnotations;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Optional;

import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;
import static org.mockito.Mockito.*;

public class ProdutoServiceTest {
    @InjectMocks
    private ProdutoService produtoService;

    @Mock
    private ProdutoRepository produtoRepository;

    @BeforeEach
    public void init() {
        MockitoAnnotations.openMocks(this);
    }

    @Test
    public void testFindAll() {
        Produto produto1 = new Produto();
        produto1.setId(1L);
        produto1.setNome("Produto 1");
        produto1.setPreco(10.0);

        Produto produto2 = new Produto();
        produto2.setId(2L);
        produto2.setNome("Produto 2");
        produto2.setPreco(20.0);

        when(produtoRepository.findAll()).thenReturn(Arrays.asList(produto1, produto2));

        List<Produto> produtos = produtoService.findAll();
        assertEquals(2, produtos.size());
        verify(produtoRepository, times(1)).findAll();
    }

    // Adicione testes para os métodos findById, save, update e deleteById
}

Preparação do Ambiente Kubernetes

Crie um arquivo de configuração `deployment.yaml` para implementar seu microserviço no Kubernetes. O arquivo deve definir como a aplicação deve rodar no cluster Kubernetes.

deployment.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: microservicos-api
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: microservicos-api
  template:
    metadata:
      labels:
        app: microservicos-api
    spec:
      containers:
      - name: microservicos-api
        image: seu_usuario/microservicos-api:latest
        ports:
        - containerPort: 8080

Implementação e Testes no Kubernetes

Utilize o Kompose ou kubectl para converter e implementar seus serviços no Kubernetes. Teste a API utilizando ferramentas como Postman ou cURL após a execução no cluster.

commands

# Aplicar a configuração no Kubernetes
kubectl apply -f deployment.yaml
# Teste o endpoint da API criada
curl -X GET http://localhost:8080/api/produtos

curl_examples

# Listar todos os produtos
curl -X GET http://localhost:8080/api/produtos
# Criar um novo produto
curl -X POST -H "Content-Type: application/json" -d '{"nome":"Novo Produto", "preco":99.99}' http://localhost:8080/api/produtos

Conclusão

Neste tutorial, cobrimos a construção de uma aplicação de microserviços utilizando a arquitetura Janus com Spring Boot e gerenciamento de APIs via Kubernetes. Aprendemos a configurar o ambiente de desenvolvimento, a criar entidades, repositórios, serviços e controladores, assim como a implementar e testar a aplicação. Com esse conhecimento, você está preparado para desenvolver e gerenciar suas próprias aplicações de microserviços no Kubernetes, explorando os conceitos avançados da arquitetura Janus e otimizando a gestão de APIs em suas futuras aplicações.

Hashtags

#Microserviços #SpringBoot #Kubernetes #ArquiteturaJanus #APIs #DesenvolvimentoDeSoftware

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