Descubriendo a Quarkus: ¿Que es, Características y por qué utilizarlo?

En la actualidad, Quarkus representa la pila tecnológica de Java Nativa de Kubernetes (una colección de herramientas, marcos, lenguajes de programación y bibliotecas) diseñada para GraalVM y OpenJDK HotSpot (Máquinas Virtuales de Java). 

Los desarrolladores pueden crear aplicaciones con el mismo Stack (Estructura de Datos) y microservicios más ligeros, rápidos y escalables gracias a las mejores bibliotecas y estándares de Java utilizados en su creación. Esta herramienta permite a los desarrolladores escribir código en Java/Kotlin mientras proporciona funciones de gestión de memoria y escalabilidad. Por lo tanto, “Quarkus” ayuda a los desarrolladores a trabajar de manera proactiva y eficiente si buscan una forma eficiente de desarrollar una determinada aplicación o microservicio Java, ya que es una de las mejores opciones disponibles.

Quarkus es más que un proyecto de código abierto presentado por Red Hat (Que conquistó a la comunidad Java y el primer release fué presentado en el 2019), por el hecho de que combina la productividad y la alegría del desarrollador (similar a Node.js), con la velocidad y rendimiento de GO, puesto que aquello le permite a los desarrolladores Java crear soluciones tecnológicas y arquitecturas modernas futuristas. 

Turețchi (2022) muestra que Quarkus es una pila de Java nativa para la nube, basada en contenedores y diseñada para mejorar la productividad de los desarrolladores, reducir la huella de memoria de las aplicaciones y microservicios Java. Esta herramienta brinda a los desarrolladores una experiencia de tiempo de ejecución unificada y liviana mediante el uso de GraalVM, HotSpot y otros lenguajes como Kotlin, lo que permite el desarrollo eficiente de aplicaciones modernas nativas de la nube, con un enfoque en la escalabilidad y la gestión de la memoria. En consecuencia, Quarkus, como parte de un conjunto de herramientas tecnológicas, facilita la creación rápida de servicios modernos nativos en la nube.

Aplicaciones de Quarkus y por qué es actualmente el marco más popular

Quarkus es uno de los marcos de desarrollo nativos en la nube más populares en la industria tecnológica debido a sus características notables. Ofrece un tiempo de arranque rápido, una pequeña huella de memoria y una gestión escalable de la memoria. Por esta razón, el marco Quarkus con Kotlin es ampliamente utilizado en la industria. Su capacidad para reducir los tiempos de desarrollo también ayuda a mantener un alto rendimiento con servidores y redes de baja gama.

Cabe recalcar que, todos estos elementos claves, inciden en la creación  de aplicaciones con un alto grado de rapidez/eficiencia, ya que se pueden implementar y escalar fácilmente en varias arquitecturas de la nube. 

Con las capacidades de Quarkus, las organizaciones ahora pueden desarrollar servicios modernos con mayor velocidad y eficiencia que nunca, y usando Java o Kotlin proporciona una experiencia de desarrollo fluida con un modelo de programación reactivo moderno.

Arquitectura Empresarial Tradicional vs. Arquitectura Contenerizada.

En Quarkus, puedes desarrollar aplicaciones Java y ejecutarlas directamente en el sistema operativo subyacente sin necesidad de una máquina virtual de Java intermedia. Esto reduce significativamente el tiempo de ejecución, el consumo de memoria y otros recursos, lo que se traduce en una ejecución más eficiente y rápida de la aplicación. Quarkus lleva poco más de tres años en el mercado y ofrece una propuesta de valor para la creación de aplicaciones Java de última generación. Además, proporciona arquitecturas escalables para ejecutar aplicaciones Java y Serverless en la nube.

Arquitectura Tradicional

En la arquitectura tradicional, el primer nivel consta del hardware esencial para ejecutar el segundo nivel, que es el sistema operativo, como por ejemplo una Mac OS o Linux. En el tercer nivel, se requería la instalación de la popular Máquina Virtual de Java (JVM), mientras que en el último nivel, comúnmente utilizado en entornos empresariales, se instalaba un servidor de aplicaciones. Para ello, era necesario contar con una máquina virtual de Java capaz de comunicarse con el sistema operativo subyacente y traducir toda la aplicación al sistema operativo. Esta arquitectura era común en empresas, pero con el tiempo ha dejado de ser una buena práctica debido a sus implicaciones en el desarrollo, la agilidad y la complejidad en su mantenimiento. Actualmente, existen otras arquitecturas que ofrecen soluciones más ligeras y eficientes.

Figura 1: Arquitectura Java Tradicional

Arquitectura Contenerizadas.

En la actualidad, la arquitectura contenerizada se ha vuelto cada vez más popular gracias a la presencia de nuevas tecnologías en el mercado. Entre ellas, la tecnología Docker (Si te interesa, en un artículo anterior compartimos los Primeros pasos en Docker.) ha tomado un gran protagonismo en la mayoría de las empresas. Docker nos permite construir y empaquetar aplicaciones de forma portable, lo que significa que pueden ejecutarse en diferentes sistemas operativos y entornos sin necesidad de compilar la aplicación para un sistema operativo en particular. En esencia, Docker realiza una tarea similar a la que la máquina virtual de Java realizaba, pero aplicable a cualquier tipo de aplicación.

En la arquitectura contenerizada, el primer nivel es el hardware, seguido por el sistema operativo, que puede ser cualquiera que tenga la capacidad de ejecutar contenedores. En el siguiente nivel, se debe instalar Docker para poder colocar nuestras aplicaciones en contenedores y ejecutarlas. Gracias a esta arquitectura, podemos tener diferentes versiones de aplicaciones sin que esto suponga un problema, ya que cada una se ejecuta en un contenedor independiente. Esto nos brinda una ventaja significativa en términos de mantenimiento y evita conflictos entre versiones de aplicativos.

Figura 2: Arquitectura Contenerizadas

Quarkus representa una mejora significativa en la arquitectura contenerizada al eliminar la necesidad de tener una JVM en cada contenedor para la ejecución de nuestras aplicaciones. Esto permite un despliegue más rápido y una menor utilización de recursos, lo que se traduce en una mayor eficiencia y ahorro de costos. 

Superpoderes de Quarkus: Gestión de Memoria y Escalabilidad

Los desarrolladores pueden utilizar Quarkus, un marco Java que les brinda las herramientas necesarias para administrar la memoria de manera efectiva y escalar sus aplicaciones. Quarkus cuenta con una variedad de herramientas de optimización de memoria, como administración de memoria dinámica, recolección de elementos no utilizados y dimensionamiento de almacenamiento dinámico. Además, Quarkus proporciona soluciones de escalabilidad para aplicaciones que necesitan escalar rápidamente hacia arriba o hacia abajo, a través de herramientas de escalabilidad como orquestación de contenedores, escalado automático y equilibrio de carga. Estas características permiten a los desarrolladores asegurarse de que sus aplicaciones puedan manejar grandes cantidades de tráfico sin problemas de rendimiento. Con la administración de memoria dinámica de Quarkus, los desarrolladores pueden realizar cambios en sus aplicaciones sobre la marcha sin necesidad de reiniciar la aplicación, lo que les permite probar rápidamente los cambios y optimizar el uso de la memoria. Es importante destacar que la variedad de herramientas de escalabilidad permite la escalabilidad horizontal, lo que permite a las aplicaciones manejar fácilmente una mayor carga de usuarios.

Características y ventajas de Quarkus sobre los marcos tradicionales de Java

Quarkus es un marco independiente del tiempo de ejecución diseñado para proporcionar una forma eficiente y rentable de desarrollar aplicaciones nativas de la nube. Ofrece una gestión inteligente de la memoria y herramientas que facilitan a los desarrolladores la creación de aplicaciones con menos recursos y tiempo de arranque más rápidos que los marcos de Java tradicionales, lo que permite que las aplicaciones sean escalables de forma rápida y eficiente. Además, Quarkus tiene ventajas sobre los marcos de Java tradicionales en cuanto a la gestión inteligente de la memoria, la escalabilidad y el rendimiento mejorado, y brinda a los desarrolladores la capacidad de escribir código en cualquier idioma que elijan e implementarlo como una aplicación en contenedores, lo que lo convierte en una excelente opción para aquellos que buscan aprovechar los beneficios de la computación en la nube manteniendo el control sobre sus aplicaciones.

Desventajas de Quarkus sobre los marcos tradicionales de Java

Aunque Quarkus tiene muchas ventajas para el desarrollo de aplicaciones en la nube, también tiene algunas desventajas a tener en cuenta. Una de ellas es que, al ser un marco relativamente nuevo, puede haber una curva de aprendizaje para los desarrolladores que no estén familiarizados con él. Además, debido a que Quarkus utiliza tecnologías de vanguardia, puede haber algunos problemas de compatibilidad con bibliotecas y frameworks más antiguos. Por último, aunque Quarkus es altamente escalable, puede ser menos adecuado para aplicaciones que no necesiten escalabilidad horizontal, ya que esta característica puede agregar complejidad y costo al desarrollo y la implementación.

El tamaño de la imagen nativa de Quarkus puede ser una desventaja para algunos usuarios, por el hecho de que puede resultar más grande que el tamaño de la imagen de una aplicación Java tradicional. Esto se debe a que la imagen nativa incluye todo lo necesario para que la aplicación se ejecute sin depender de una máquina virtual, lo que aumenta su tamaño. Sin embargo, es importante tener en cuenta que esta desventaja puede ser mitigada mediante la optimización de la imagen y la eliminación de componentes innecesarios. Además, el tamaño de la imagen puede ser compensado por las ventajas en cuanto a rendimiento y eficiencia que ofrece Quarkus.

Conclusiones

En resumen, Quarkus es un nuevo marco de desarrollo de Java de alto rendimiento que permite a los desarrolladores crear aplicaciones empresariales de manera fácil y rápida. Con sus características únicas como la eficiencia del tiempo de ejecución, el soporte de Java y la integración con tecnologías empresariales, Quarkus es una opción atractiva para los desarrolladores que buscan crear aplicaciones rápidas y escalables. Por esa razón, vale la pena explorar Quarkus como una opción para su próximo plan de desarrollo de aplicaciones.

Referencias

• https://quarkus.io/

• Gascó Compte, A. (2022). Sistema de ayuda a las pruebas de fragilidad. Obtenido de: https://repositori.uji.es/xmlui/handle/10234/200566

• Turețchi, G., & Cerbu, O. (2022). Aplicarea frameworkului Quarkus în cadrul arhitecturii bazate pe microservicii. In Conferinţa tehnico-ştiinţifică a studenţilor, masteranzilor şi doctoranzilor (Vol. 1, pp. 56-59).