Java Application Servers

Introduction to Java Component-based Enterprise Applications

Java
MicroProfile
Quarkus
This lecture notebook introduces Java application servers and their role in building component-based enterprise applications using Jakarta EE technologies. A focus on Quarkus as a modern Java application server is included.
Auteur
Affiliations

Emmanuel BRUNO

Université de Toulon

LIS UMR CNRS 7020

Date de publication

2025-11-07

Pourquoi MicroProfile ?

MicroProfile est un ensemble de spécifications (SmallRye / Eclipse) qui complète Jakarta EE pour les architectures microservices : configuration externalisée, tolérance de panne, métriques, santé, documentation OpenAPI et sécurité légère.

Quarkus fournit d’excellentes intégrations MicroProfile (SmallRye implementations), optimisées pour le démarrage rapide et la compilation native.

Objectifs du cours :

  • Comprendre les principaux APIs MicroProfile
  • Voir des exemples concrets sous Quarkus
  • Savoir configurer et tester en quarkus:dev

Démarrage rapide (Quarkus + MicroProfile)

  1. Créer un projet Quarkus (Maven) :
mvn io.quarkus:quarkus-maven-plugin:3.0.0.Final:create \
  -DprojectGroupId=com.example \
  -DprojectArtifactId=mp-quickstart \
  -DclassName="com.example.GreetingResource" \
  -Dextensions="resteasy-reactive, smallrye-openapi, smallrye-health, smallrye-metrics, smallrye-config, smallrye-fault-tolerance, smallrye-jwt, rest-client"
  1. Lancer en mode développement :
mvn quarkus:dev
# hot-reload, accessible à http://localhost:8080

Note : adaptez la version Quarkus selon votre projet. Les extensions SmallRye apportent les implémentations MicroProfile.

MicroProfile Config (configuration)

MicroProfile Config permet d’injecter des valeurs depuis application.properties, variables d’environnement, ou autres sources.

Exemple : injection de config

import org.eclipse.microprofile.config.inject.ConfigProperty;

@ApplicationScoped
public class GreetingService {
    @ConfigProperty(name = "greeting.message", defaultValue = "Hello")
    String message;

    public String greet(String name) {
        return message + ", " + name;
    }
}

application.properties :

greeting.message=Bonjour

Dans Quarkus, application.properties est la source préférée mais MP Config s’intègre aussi aux variables d’environnement.

MicroProfile Health (liveness / readiness)

MicroProfile Health expose des endpoints permettant d’évaluer la santé des services.

Health check simple (Quarkus / SmallRye)

import org.eclipse.microprofile.health.HealthCheck;
import org.eclipse.microprofile.health.HealthCheckResponse;
import org.eclipse.microprofile.health.Liveness;

@Liveness
@ApplicationScoped
public class LivenessCheck implements HealthCheck {
    @Override
    public HealthCheckResponse call() {
        return HealthCheckResponse.up("application");
    }
}

Endpoints fournis par Quarkus (SmallRye Health) :

  • GET /q/health/live (liveness)
  • GET /q/health/ready (readiness)

Exemples avancés : vérifier accès base de données, file d’attente, connexions externes.

MicroProfile Metrics

Expose des métriques applicatives (Prometheus, Micrometer adapter possible).

Exemple : @Counted et @Timed

import org.eclipse.microprofile.metrics.annotation.Counted;
import org.eclipse.microprofile.metrics.annotation.Timed;

@ApplicationScoped
public class OrderService {
    @Counted(name = "orders_created_count")
    @Timed(name = "orders_create_time")
    public void createOrder(String id) {
        // logique
    }
}

Quarkus expose les métriques à :

  • GET /q/metrics (raw)
  • GET /q/metrics/application (application metrics)

Ces métriques peuvent être récupérées par Prometheus.

MicroProfile Fault Tolerance

API pour gérer latences, échecs réseau, retries, timeouts, fallback et circuit breakers.

Exemple : @Retry, @Timeout, @Fallback

import org.eclipse.microprofile.faulttolerance.Retry;
import org.eclipse.microprofile.faulttolerance.Timeout;
import org.eclipse.microprofile.faulttolerance.Fallback;

@ApplicationScoped
public class RemoteService {

    @Retry(maxRetries = 3)
    @Timeout(2000)
    @Fallback(fallbackMethod = "fallbackResponse")
    public String callExternal() {
        // appel HTTP externe
    }

    public String fallbackResponse() {
        return "service-unavailable";
    }
}

@CircuitBreaker

import org.eclipse.microprofile.faulttolerance.CircuitBreaker;

@CircuitBreaker(requestVolumeThreshold = 5, failureRatio = 0.5)
public String callExternal() { ... }

Quarkus SmallRye Fault Tolerance implémente ces annotations et expose des métriques de tolérance.

MicroProfile Rest Client

Permet d’écrire des clients REST typés via une interface Java.

Exemple : interface client

import org.eclipse.microprofile.rest.client.inject.RegisterRestClient;
import javax.ws.rs.GET;
import javax.ws.rs.Path;

@RegisterRestClient(configKey = "inventory-api")
@Path("/inventory")
public interface InventoryClient {
    @GET
    List<Item> listItems();
}

Injection :

@Inject
@RestClient
InventoryClient inventoryClient;

public void check() {
    inventoryClient.listItems();
}

Configuration (application.properties) :

com.example.InventoryClient/mp-rest/url=http://inventory:8080

Quarkus supporte aussi la version reactive des Rest Clients.

MicroProfile OpenAPI

Génère automatiquement une documentation OpenAPI à partir des ressources JAX-RS et des annotations.

  • Extension Quarkus : smallrye-openapi
  • URI par défaut : /q/openapi (spec JSON) et /q/swagger-ui (interface)

Exemple minimal :

@Path("/greet")
public class GreetingResource {
    @GET
    @Produces(MediaType.TEXT_PLAIN)
    public String hello() { return "Hello"; }
}

OpenAPI sera exposé automatiquement ; on peut enrichir via @Operation, @APIResponse, etc.

Security / JWT (MicroProfile JWT / SmallRye)

MicroProfile JWT simplifie l’authentification basée sur tokens JWT.

Dépendances Quarkus

  • quarkus-smallrye-jwt

Exemple : sécuriser une ressource

import javax.annotation.security.RolesAllowed;
import org.eclipse.microprofile.jwt.JsonWebToken;

@Path("/secure")
public class SecureResource {

    @Inject
    JsonWebToken jwt;

    @GET
    @RolesAllowed("user")
    public String whoami() {
        return jwt.getName() + " - roles: " + jwt.getGroups();
    }
}

Configuration minimale (application.properties) :

mp.jwt.verify.publickey.location=META-INF/resources/publicKey.pem
quarkus.http.auth.permission.roles.paths=/secure/*
quarkus.http.auth.permission.roles.policy=roles

Quarkus fournit aussi des helpers pour (dev) générer des tokens via SmallRye JWT tooling.

Observability et Production

  • Exposez metrics à Prometheus (/q/metrics)
  • Exposez health checks (/q/health)
  • Documentez API avec OpenAPI (/q/openapi + /q/swagger-ui)
  • Utilisez Fault Tolerance pour circuit breaker & retries

Exemples pratiques (endpoints)

Un petit service demo :

  • GET /greet → greeting message (MP Config)
  • GET /q/health/ready → readiness
  • GET /q/metrics → metrics
  • GET /q/openapi → OpenAPI JSON
  • GET /secure → resource protégée par JWT

Débogage et développement

  • Mode dev : mvn quarkus:dev (hot reload)
  • Activer logs MP :
quarkus.log.category."org.eclipse.microprofile".level=DEBUG

Bonnes pratiques

  • Centralisez la configuration via MP Config
  • Protégez les endpoints critiques avec JWT ou OAuth2
  • Exposez métriques et health checks pour l’orchestrateur (Kubernetes)
  • Testez Fault Tolerance via tests d’intégration (chaos)
  • Documentez l’API avec OpenAPI et gardez-le synchronisé

Ressources et liens

  • MicroProfile official : https://microprofile.io
  • SmallRye (implémentations) : https://smallrye.io
  • Quarkus guides : https://quarkus.io/guides
  • Quarkus MicroProfile (OpenAPI, Health, Metrics, Fault Tolerance) guides

Réutilisation