Cos'è la modernizzazione delle applicazioni Java

Da oltre 27 anni, Java™ è uno dei linguaggi di programmazione più diffusi per lo sviluppo di software enterprise. Un numero infinito di sistemi in tutto il mondo si basano su questo linguaggio universalmente conosciuto.

Le applicazioni Java tradizionali sono monolitiche. Il loro pacchetto include tutto il necessario per eseguire l'applicazione, ma la natura monolitica intrinseca complica l'esperienza dello sviluppatore nell'apportare modifiche, limitandone l'agilità. Per apportare un singolo cambiamento, è infatti necessario prendere il contenuto del pacchetto, compilarlo, testarlo e ridistribuirlo. 

Grazie alla modernizzazione delle applicazioni, gli sviluppatori possono integrare il vecchio al nuovo. Ciò significa restituire agilità alle applicazioni realizzate con Java trasferendole su piattaforme moderne, ripartire le applicazioni monolitiche in unità più piccole e facili da gestire come i microservizi e applicare pratiche moderne di sviluppo e deployment del software.

La modernizzazione consente alle aziende di risparmiare tempo e denaro semplicemente aggiornando il codice applicativo esistente, anziché riscriverlo. Adottando un'architettura cloud native e basata sui microservizi, gli sviluppatori possono rendere più efficienti le applicazioni Java, consentendo alle aziende di dedicare più tempo e risorse alle iniziative di innovazione.

Definisci la tua strategia di modernizzazione

Da sempre, le applicazioni Java si basano su un'architettura monolitica che implica la necessità di incrementare nel tempo il lavoro di supporto e gestione.  Modernizzare le applicazioni Java per il cloud e i container permette di continuare a ottenere valore da tali app e di migliorare prestazioni, scalabilità e costi.

Per decenni, la portabilità e l'ampio ecosistema Java hanno reso questo linguaggio la scelta preferenziale negli ambienti di livello enterprise in quanto orientato agli oggetti, indipendente dalla piattaforma, stabile e compatibile con le versioni precedenti. Oltre a essere facile da apprendere, Java offre un set consolidato di interfacce di programmazione delle applicazioni (API) e strumenti estesi per sviluppatori.

Recentemente lo sviluppo applicativo è stato oggetto di un cambiamento radicale che ha spinto gli sviluppatori ad allontanarsi dagli schemi architetturali monolitici e tradizionali per scegliere servizi e funzioni più leggeri e modulari, spesso realizzati utilizzando piattaforme di cloud computing e orchestrazione dei container come Kubernetes. In genere questo approccio è definito come "Java cloud native".

Non essendo stato originariamente progettato per tempi di avvio rapidi, footprint di memoria ridotti o container, Java ha dovuto necessariamente evolversi. L'aspetto positivo è che grazie alla modernizzazione, tutti i vantaggi di Java possono essere sfruttati negli ambienti cloud.

Vantaggi

• Esperienza di sviluppo ottimizzata: negli ambienti cloud gli sviluppatori possono eseguire il provisioning delle risorse in pochi minuti, premendo un solo pulsante. Sono inoltre disponibili strumenti integrati per configurare reti, storage e altri servizi, tutti già preconfigurati e pronti all'uso.
• Elevata disponibilità e supporto per cloud provider: i provider di servizi cloud garantiscono l'alta disponibilità, supportando accordi sul livello di servizio (SLA) difficili da rispettare nei data center privati senza risorse e costi elevati. Questi sono i vantaggi che rendono i servizi cloud una soluzione valida per chi desidera eseguire qualsiasi tipo di applicazione senza doverne gestire l'infrastruttura.
• Scalabilità ed elasticità: tra i fattori principali che inducono gli sviluppatori a passare al cloud computing, la scalabilità è quello che permette di adattare le risorse in base alla domanda e alle mutate esigenze. Nella maggior parte dei casi, ottenere lo stesso livello di scalabilità in un ambiente non cloud sarebbe proibitivo dal punto di vista dei costi.
• Portata globale e zone di disponibilità gestite: gli ambienti cloud consentono una portata globale, fornendo servizi a bassa latenza in tutto il mondo. La posizione strategica dei data center consente agli utenti cloud di estendere la copertura delle proprie applicazioni distribuendole a clienti nei vari paesi del mondo secondo modalità finora non pratiche, né economiche e spesso neanche possibili.
• Riduzione dei costi: il cloud computing non richiede investimenti iniziali eccessivi, garantendo un risparmio sui costi di esecuzione dell'hardware quali alimentazione, noleggio degli spazi e manutenzione. Il deployment nel cloud è rapido e senza complicazioni; l'ambiente cloud è facilmente accessibile e non presenta complessità di apprendimento, velocizza pertanto i cicli di sviluppo e i tempi di rilascio, con un'ulteriore riduzione costi.

Indichiamo con "applicazione Java cloud native" qualsiasi applicazione o microservizio creato, distribuito e gestito nel cloud anziché su un sistema locale. Questo approccio innovativo allo sviluppo aiuta le aziende a creare software più flessibile e scalabile, accelerando le migliorie senza compromettere le prestazioni o la sicurezza. 

L'approccio Java cloud native si basa su alcune metodologie cloud che accelerano lo sviluppo, tra cui:

• L'uso di container, anziché di macchine virtuali, per raggruppare e isolare le applicazioni nel proprio ambiente di runtime. Grazie al container, un'applicazione Java include tutto ciò che serve per il suo funzionamento, offrendo più efficienza, velocità e un'esperienza dell'utente migliorata. I container permettono di eseguire le applicazioni Java su un numero illimitato di sistemi operativi nel cloud. 
• L'impiego di flussi di lavoro di integrazione continua e distribuzione continua (CI/CD), che usano l'automazione per ridurre la necessità di intervento umano e per fornire aggiornamenti frequenti agli utenti. Con una pipeline CI/CD affidabile, gli sviluppatori che lavorano sulle diverse diramazioni di un'applicazione possono convogliare le proprie modifiche verso un unico "ramo" prima del deployment. Il metodo si avvale dell'automazione per eliminare le attività lunghe e laboriose di riconciliazione delle modifiche provenienti dai diversi ambienti di sviluppo integrato (IDE).
• Un framework DevOps, nel quale i team impegnati nello sviluppo e nelle operazioni IT interpretano l'erogazione dei servizi come un insieme di procedure altamente collaborative mirate a trasformare le idee in perfezionamenti dell'app. Questo aspetto è importante soprattutto nello sviluppo cloud native con i container, che offre un ambiente unificato per lo sviluppo, l'erogazione, l'integrazione e l'automazione.

Gli approcci a Java cloud native sono molti e includono, tra gli altri:

Java Virtual Machines in container Linux

Java Virtual Machines (JVM) consente l'esecuzione dei programmi Java ovunque, inclusi i container Linux. L'approccio prevede numerose possibili configurazioni: un sistema operativo host hypervisor eseguito su un server cloud nel cloud; un sistema operativo guest eseguito su una VM hypervisor; un container Docker eseguito nel sistema operativo guest; una JVM che esegue il bytecode Java nella CPU host all'interno del container Docker; tutti i container nello stesso host con un kernel condiviso. In alcune configurazioni, questo approccio può presentare problemi di gestione della memoria. 

MicroProfile

Supportato da framework come Quarkus, questo approccio è più agile di altri, ma richiede una certa familiarità con Kubernetes, utilizzato per gestire le attività cloud. MicroProfile è una specifica indipendente dal fornitore e gestita dalla community, ottimizzata per le architetture di microservizi e resa più semplice dall'integrazione con altre tecnologie cloud native. 

Immagini native 

Le immagini native permettono di compilare in anticipo il codice Java in un file eseguibile autonomo, offrendo vantaggi come tempi di avvio immediati, ridotto consumo di memoria e portabilità tra sistemi. Spesso questo approccio utilizza come compiler il Native Image Kit (NIK) di Liberica, che traduce il bytecode Java in codice binario, benché non sia in grado di ottimizzare ogni programma. Spring Boot 3, che ha sostituito la versione sperimentale Spring Native, fa parte del framework Spring, capace di compilare le applicazioni Java in file eseguibili. 

Se ti interessa lo sviluppo di applicazioni Java cloud native, potrai trovare interessanti alcuni altri framework, ad esempio:

Quarkus, un framework Java Kubernetes native full stack, realizzato per JVM e per la compilazione nativa. Il framework ottimizza Java specificamente per i container, trasformandolo in una piattaforma efficiente per ambienti serverless, cloud e Kubernetes.

Micronaut è un framework JVM orientato alla velocità e alla modularità. Inserendo le dipendenze durante la fase di compilazione e non al runtime, Micronaut migliora i tempi di avvio e riduce il footprint di memoria più di altri framework.

Spring Cloud Functions è una nuova versione del framework di sviluppo Spring, progettato per i deployment nel cloud. Le funzioni cloud di questo framework supportano una serie di stili reattivi o imperativi, e possono essere distribuite in vari modi, dai servizi web alle attività in background.

Eclipse Vert.x offre una serie di strumenti per realizzare applicazioni reattive su JVM, scalabili in funzione dei requisiti dei carichi di lavoro. A tal fine, la soluzione amplifica l'efficienza grazie a un modello di programmazione asincrono che gestisce i carichi di lavoro simultanei tramite loop di eventi.

Dropwizard è un framework consolidato e noto per la stabilità e il supporto integrato di strumenti di configurazione, metriche applicative, accesso e operatività. Dropwizard eccelle nella revisione delle applicazioni esistenti, perché la sua struttura è adatta agli approcci allo sviluppo Java meno recenti. 

Infine, Google e Microsoft offrono framework Java con funzioni di base: se hai esigenze relativamente semplici, puoi provare questi framework open source.

Non tutte le applicazioni devono seguire lo stesso percorso di modernizzazione. Gli sviluppatori possono scegliere quello più idoneo alle caratteristiche di ogni applicazione e che meglio soddisfi le esigenze attuali e future dell'organizzazione.

Tenendo conto di questi fattori, l'azienda intenzionata a modernizzare le applicazioni Java che desidera cogliere tutte le opportunità del modello di deployment cloud allontanandosi da quello monolitico, può scegliere tra tre approcci: rehosting, cambio di piattaforma e refactoring.

Rehosting - Virtualizzazione

Il percorso di rehosting, anche noto come "lift and shift", prevede il deployment dell'applicazione esistente così come è, in una macchina virtuale (VM), spostando le applicazioni Java eseguite su server applicativi tradizionali sulle VM in esecuzione in una piattaforma di cloud ibrido. Le applicazioni monolitiche nel server applicativo non subiscono modifiche e mantengono tutte le integrazioni e le dipendenze esistenti.

Cambio di piattaforma – OpenShift

Il cambio di piattaforma prevede il deployment dell'applicazione in un container su una piattaforma cloud Kubernetes, come Red Hat® OpenShift®.

Trasferire le applicazioni Java su OpenShift permette di sfruttare le funzionalità specifiche della piattaforma, tra cui il miglior utilizzo delle risorse grazie al raggruppamento dei bin, la scalabilità orizzontale, gli strumenti di integrazione CI/CD e di monitoraggio integrati e altri vantaggi. Con questi strumenti, OpenShift consente di ottimizzare il processo di realizzazione e deployment delle immagini delle applicazioni Java e di utilizzare moderne tecniche di sviluppo cloud native tramite l'introduzione di MicroProfile e del troncamento dei contenuti.

Refactoring – OpenShift Application Foundations

Il refactoring permette di trasformare l'applicazione in microservizi, integrare nuove tecnologie e distribuirle in una piattaforma cloud. Tuttavia, prevede un nuovo sviluppo dei servizi applicativi Java come microservizi, distribuiti in una service mesh su una piattaforma di cloud ibrido. I servizi possono essere ricostruiti nel tempo, in modo da trasferire gradualmente le funzionalità dalla vecchia architettura applicativa a quella nuova. Utilizzando lo schema Strangler, i monoliti vengono trasformati in microservizi, mentre l'aggiunta dei nuovi servizi avviene in simultanea al refactoring di quelli meno recenti.

Red Hat OpenShift con Application Foundations dà vita a una piattaforma capace di semplificare l'esecuzione lungo tutto il ciclo di vita dell'applicazione. La combinazione è progettata per aiutare a sviluppare, distribuire ed eseguire le applicazioni in maniera sicura in ambienti cloud ibridi su larga scala.

Grazie alla conoscenza approfondita di Java e Kubernetes e alle competenze in ambito open source, Red Hat è in grado di aiutarti a modernizzare le applicazioni Java e a realizzare un ambiente IT agile e cloud native a supporto delle nuove esigenze aziendali. Red Hat mette a tua disposizione una base completa e unificata di cloud ibrido open source per la tua strategia di modernizzazione delle applicazioni.

Utilizzata come piattaforma di sviluppo affidabile da oltre 20 anni, molte aziende si affidano a Java per migliorare un'ampia gamma di esperienze. Nel tempo, Red Hat ha aiutato molti sviluppatori a conservare e a migliorare le applicazioni Java esistenti, adeguandole ai nuovi ambienti cloud native così da offrire innovazioni nei framework testati.

Scegliendo le piattaforme Red Hat otterrai la flessibilità, l'interoperabilità e la coerenza necessarie alla modernizzazione delle tue applicazioni. Red Hat OpenShift® è la piattaforma di cloud ibrido incentrata sulla sicurezza con la quale puoi sviluppare, distribuire e gestire le applicazioni in qualsiasi ambiente. Se devi inoltre valutare la predisposizione al cloud delle tue applicazioni Java, Red Hat mette a tua disposizione il Toolkit per la migrazione delle applicazioni (MTA), con strumenti, report e conoscenze utili agli sviluppatori per velocizzare la modernizzazione delle applicazioni e le iniziative di migrazione.

Contatta Red Hat se vuoi approfondire il tema della modernizzazione delle applicazioni e scoprire i prossimi eventi nella tua area per sperimentare in prima persona la tecnologia Red Hat.