Por que modernizar aplicações Java?

O Java™ é uma das linguagens de programação mais populares para o desenvolvimento de softwares empresariais há mais de 27 anos. Inúmeros sistemas no mundo todo foram criados com essa linguagem tão conhecida.

Aplicações Java tradicionais são monolíticas; elas trazem no pacote tudo o que é necessário para serem executadas. E é exatamente essa natureza monolítica que limita a agilidade dos desenvolvedores para realizar mudanças por precisarem pegar o que está ali, recompilar, testar e reimplantar a cada alteração. 

Com a modernização, os desenvolvedores podem devolver a agilidade a aplicações legadas como as criadas em Java, migrando-as para uma plataforma moderna, dividindo monólitos em componentes menores e mais fáceis de manter, como microsserviços, aplicando praticas modernas de desenvolvimento e implantação e integrando o antigo com o novo.

Modernizar aplicações tradicionais em vez de reescrever códigos existentes pode auxiliar as empresas a economizar tempo e dinheiro. Ao adotar uma arquitetura nativa em nuvem com microsserviços, os desenvolvedores podem tornar aplicações Java mais eficientes e as empresas podem investir mais em iniciativas futuras.

Planeje sua estratégia de modernização

As aplicações Java, historicamente, dependem de uma arquitetura monolítica e, por isso, com o tempo, implicam em grande custo indireto de suporte e gerenciamento. Modernizar aplicações Java para a nuvem e containers é uma oportunidade de continuar gerando valor enquanto melhora o desempenho, a escalabilidade e o custo.

Por ser oferecer ecossistema abrangente e ser portátil, orientado ao objeto, independente de plataforma, estável e compatível com versões anteriores, o Java tem sido a escolha das empresas há décadas. Além de ser fácil de aprender, ele traz um conjunto bem-definido de interfaces de programação de aplicações (APIs) e várias ferramentas de desenvolvedor.

Nos últimos anos, o desenvolvimento de aplicações têm passado por mudanças críticas à medida que os desenvolvedores migram dos padrões de arquitetura tradicionais e monolíticos para serviços e funções mais leves e modulares. Normalmente, essas arquiteturas são criadas usando cloud computing e plataformas de orquestração de containers, como Kubernetes. Essa abordagem é comumente chamada de "Java nativo em nuvem".

Uma vez que o Java não foi projetado originalmente para inicializações rápidas, baixos volumes de memória e containers, era necessário evoluir. Sabe qual é o lado bom? Com a modernização, é possível continuar aproveitando os benefícios do Java em ambientes de nuvem.

Benefícios

• Experiência do desenvolvedor otimizada: os desenvolvedores podem provisionar recursos nos ambientes de nuvem em minutos, com o pressionar de um botão. Há também ferramentas bem integradas para redes, armazenamento ou outros serviços, todas pré-configuradas e prontas para uso.
• Alta disponibilidade e suporte dos provedores de nuvem: é garantida uma alta disponibilidade com contratos de nível de serviço (SLAs) difíceis de igualar em data centers privados sem incorrer em esforço e custos substanciais. Isso torna os serviços em nuvem uma opção atraente para quem quer executar qualquer tipo de aplicação sem precisar gerenciar sua própria infraestrutura.
• Escalabilidade e elasticidade: um dos principais motivos que leva os desenvolvedores a migrarem para a cloud computing é que ela permite aumentar ou reduzir recursos sob demanda, de acordo com necessidades que mudam a todo instante. Em outro tipo de ambiente, o mesmo nível de escalabilidade poderia sair extremamente caro.
• Alcance global e zonas de disponibilidade gerenciadas: ambientes de nuvem disponibilizam alcance global, oferecendo serviços de baixa latência em todo o mundo. Data centers posicionados estrategicamente permitem que usuários de nuvem ampliem o alcance de suas aplicações, implantando-as para clientes de diferentes partes do mundo, algo que antes talvez não fosse prático, econômico ou até mesmo possível.
• Baixo custo: a cloud computing não exige gastos preliminares massivos, o que reduz os custos incidentais para executar o hardware, como energia, espaço e manutenção. Implantações em nuvem são rápidas e simples. Os ambientes de nuvem são fáceis de acessar e manusear, o que acelera a produtividade do desenvolvedor, antecipa o time to market e reduz custos.

Uma aplicação Java nativa em nuvem é qualquer aplicação ou microsserviço criado, implantado e gerenciado na nuvem, e não em máquinas locais. Ao adotar essa abordagem mais moderna do desenvolvimento, as empresas podem criar programas de software mais flexíveis e escaláveis, acelerando as melhorias sem sacrificar o desempenho ou a segurança. 

A abordagem de desenvolvimento de aplicações Java nativas em nuvem depende de diversas metodologias de nuvem, incluindo:

• Uso de containers, em vez de máquinas virtuais, para empacotar e isolar aplicações juntas com os respectivos ambientes de runtime. O ideal é agrupar a aplicação Java com tudo o que ela precisa para funcionar no container. Isso oferece mais eficiência, agilidade e uma melhor experiência de usuário. E, com os containers, é possível executar as aplicações Java em inúmeros sistemas operacionais na nuvem. 
• Emprego de integração e entrega contínuas (CI/CD), que usa automação para minimizar a necessidade de intervenção humana e disponibilizar atualizações frequentes aos usuários. Com um pipeline de CI/CD confiável, desenvolvedores que trabalham em ramificações diferentes de uma aplicação podem consolidar todas as mudanças no mesmo "tronco" antes da implantação. É um modo de usar a automação para eliminar o trabalho demorado de conciliar todas as mudanças feitas em diferentes ambientes de desenvolvimento individuais (IDEs).
• Um framework de DevOps, que orienta a entrega de serviços pelas equipes de desenvolvimento e operações de TI, usando um conjunto altamente colaborativo de práticas para rapidamente transformar ideias em melhorias nas aplicações. Isso é ainda mais importante quando o desenvolvimento nativo em nuvem usa containers, pois define um ambiente unificado para desenvolvimento, entrega, integração e automação.

O Java nativo em nuvem também depende de inúmeras outras abordagens, como:

Máquinas virtuais Java em containers Linux

Com as máquinas virtuais Java (JVMs), os programas em Java podem ser executados em qualquer tipo de ambiente, inclusive containers Linux. Essa abordagem pode seguir várias configurações possíveis: um sistema operacional host hipervisor executado em um servidor na nuvem, um sistema operacional guest executado em uma VM de hipervisor, um container Docker executado em um sistema operacional guest, uma JVM que executa bytecode Java na CPU host dentro de um container Docker ou todos os containers no mesmo host e compartilhando o mesmo kernel. No entanto, essa abordagem pode apresentar alguns desafios, como o gerenciamento da memória em algumas configurações. 

MicroProfile

Essa abordagem, que é compatível com frameworks como o Quarkus, é mais lightweight do que as demais. No entanto, é necessário ter familiaridade com o Kubernetes para gerenciar tarefas na nuvem. O MicroProfile é uma especificação impulsionada pela comunidade e independente de fornecedores que foi otimizada para a arquitetura de microsserviços. Muitos a adotam devido às inúmeras integrações com outras tecnologias nativas em nuvem. 

Imagens nativas

A tecnologia de imagens nativas permite compilar o código Java com antecedência em um arquivo executável independente. Os benefícios são: inicialização quase instantânea, baixo uso de memória e portabilidade entre sistemas. Nessa abordagem, é comum usar o Liberica Native Image Kit (NIK), que traduz bytecode Java em código binário, como compilador. No entanto, nem todos os programas podem ser otimizados com o NIK. O Spring Boot 3, que suplantou o experimental Spring Native, faz parte do famoso framework Spring e compila aplicações Java em executáveis. 

Se você pretende seguir o caminho do desenvolvimento de aplicações Java nativas em nuvem, existem vários frameworks que valem a pena explorar. Alguns exemplos: 

O Quarkus é um framework Java nativo do Kubernetes e de stack completo que foi desenvolvido para máquinas virtuais Java (JVMs) e compilação nativa. Ele otimiza essa linguagem especificamente para containers, fazendo com que essa tecnologia seja uma plataforma eficaz para ambientes serverless, de nuvem e Kubernetes.

O Micronaut é um framework baseado em JVM que prioriza a velocidade e a modularidade. Ao executar as injeções de dependência no tempo de compilação, e não no runtime, o Micronaut oferece uma inicialização mais rápida e menos ocupação da memória do que outros frameworks.

O Spring Cloud Functions é uma nova versão do antigo framework de desenvolvimento Spring, mas desta vez desenvolvido especialmente para implantações em nuvem. As funções de nuvem desse framework aceitam uma combinação de estilos reativos ou imperativos. Elas podem ser implantadas de inúmeras maneiras, de serviços web a trabalhos em segundo plano.

O Eclipse Vert.x oferece uma variedade de ferramentas para compilar aplicações reativas em JVMs, permitindo que elas sejam escaladas verticalmente para cima ou para baixo, dependendo dos requisitos da carga de trabalho. Isso é feito priorizando a eficiência, com o uso de um modelo de programação assíncrona para gerenciar cargas de trabalho simultâneas usando loops de evento.

O Dropwizard é um framework amadurecido. Ele é famoso pela estabilidade e compatibilidade imediata com ferramentas de configuração, métrica de aplicação, geração de logs, operacionais e outras. O ponto forte do Dropwizard está no uso para revisões de aplicações existentes porque tem uma estrutura que conversa bem com abordagens mais antigas de desenvolvimento em Java. 

Por fim, o Google e a Microsoft têm frameworks Java de entrada para executar funções básicas. Portanto, você talvez só precise desses frameworks open source caso tenha necessidades relativamente simples.

Nem todas as aplicações precisam seguir o mesmo caminho de modernização. Os desenvolvedores podem escolher o caminho que melhor se adéqua às características da aplicação e às necessidades e expectativas da organização.

Pensando nisso, se você pretende abandonar as arquiteturas monolíticas, modernizar suas aplicações Java e aproveitar ao máximo o modelo de implantação em nuvem, existem três caminhos: rehosting, replataforma e refatoração.

Rehosting - Virtualização

O caminho do rehosting, também conhecido como lift and shift, implica em implantar sua aplicação atual como ela estiver em uma máquina virtual (VM). Esse caminho envolve mover aplicações Java sendo executadas em servidores tradicionais para VMs executadas em uma plataforma de nuvem híbrida. As aplicações monolíticas permanecem inalteradas no servidor da aplicação e retêm todas as integrações e dependências existentes.

Replataforma – Openshift

Tomar o caminho da replataforma significa implantar sua aplicação em um container em uma plataforma de nuvem baseada no Kubernetes, como o Red Hat® OpenShift®.

A replataforma de aplicações Java no OpenShift permite usufruir de funcionalidades inerentes a ele, por exemplo, o uso aprimorado de recursos por meio de empacotamento em containers, escala horizontal, ferramentas de integração CI/CD, monitoramento integrado e muito mais. O OpenShift oferece diversas ferramentas para otimizar a criação e implantação imagens de aplicações Java e a capacidade de introduzir técnicas de desenvolvimento nativo em nuvem modernas por meio do uso do MicroProfile e de content trimming.

Refatoração – Openshift Application Foundations

O caminho de refatoração significa transformar sua aplicação em microsserviços, integrar novas tecnologias e implantar em uma plataforma de nuvem. A refatoração envolve desenvolver os serviços da aplicação Java novamente como microsserviços implantados em uma service mesh numa plataforma de nuvem híbrida. Os serviços podem ser reconstruídos em fases para, gradualmente, migrar mais funcionalidades da arquitetura da aplicação antiga para a nova. Usando o padrão de Strangler, monólitos podem se transformar em microsserviços com o tempo, permitindo que novos serviços sejam adicionados enquanto serviços mais antigos são refatorados.

O Red Hat OpenShift com Application Foundations oferece uma plataforma que otimiza a execução em todo o ciclo de vida da aplicação. Essa combinação ajuda os desenvolvedores a criar, implantar e operar aplicações em escala com foco na segurança em toda a nuvem híbrida.

Como especialista em Java open source e Kubernetes, a Red Hat pode ajudar você a modernizar suas aplicações e criar um ambiente de TI ágil e nativo em nuvem que ofereça suporte a demandas de negócios em constante evolução. Temos uma infraestrutura de nuvem híbrida completa, unificada e open source para sua jornada de modernização de aplicações.

Como uma plataforma de desenvolvimento com mais de 20 anos de confiabilidade, muitas empresas contam com o Java para impulsionar uma variedade de experiências. A Red Hat já ajudou inúmeros desenvolvedores a preservar e melhorar aplicações Java existentes, reformulando-as para ambientes nativos em nuvem a fim de incorporar inovações a frameworks comprovados.

As plataformas da Red Hat oferecem a flexibilidade, interoperabilidade e consistência necessárias para a modernização de aplicações. O Red Hat OpenShift® é uma plataforma de nuvem híbrida com foco na segurança que permite desenvolver, implantar e gerenciar suas aplicações com confiança em vários ambientes. Além disso, para avaliar se suas aplicações Java estão prontas para a nuvem, a Red Hat disponibiliza o Migration Toolkit for Applications (MTA) com ferramentas, relatórios e informações que ajudam os desenvolvedores a acelerarem a modernização de aplicações e os projetos de migração.

Fale com a Red Hat para saber sobre a modernização de aplicações. E não deixe de conferir os próximos eventos na sua região para colocar a mão na massa com a tecnologia da Red Hat.