Spring Native, 0.1秒启动你的java应用

java知路 2021-08-11

4036

最近，Spring 发布了 Spring Native 的 beta 版本，该功能已经在 start.spring.io 上可用了。

这些原生的 Spring 应用可以作为一个独立的可执行文件进行部署（不需要安装 JVM），并且还能提供有趣的特征，包括几乎瞬时的启动（一般会小于 100 毫秒）、瞬时的峰值性能以及更低的资源消耗，其代价是比 JVM 更长的构建时间和更少的运行时优化。

一个普通java的启动时间大概一秒多

用上spring native后

1.概述

Spring Native 为使用 GraalVM 原生镜像编译器编译 Spring 应用为本地可执行文件提供支持。

与 Java 虚拟机相比，原生镜像可以在许多场景下降低工作负载，包括微服务，函数式服务，非常适合容器和 Kubernetes。

使用原生镜像有明显优势，如快速启动，提高峰值性能以及降低内存消耗。

GraalVM 项目也有一些缺点和权衡，希望随着时间的推移有所改进。构建本地映像是一个繁重的过程，比常规应用程序要慢，预热后的运行时优化也更少。最后，比起 JVM 很多场景下还不成熟。

常规 JVM 和此本机映像平台之间的主要区别：

在构建时会从主入口点对应用程序进行静态分析。
在构建时将未使用的零件删除。
反射，资源和动态代理需要配置。
类路径在构建时是固定的。
没有类延迟加载：可执行文件中附带的所有内容都将在启动时加载到内存中。
一些代码将在构建时运行。
一些 Java 切面类的特性未得到完全支持。详情

此项目的目标是孵化对 Spring Native
（Spring JVM的替代方案）的支持，并提供旨在打包到轻量级容器中的本地部署选项, 目标是在此新平台上直接支持 Spring 应用而不需要修改代码。

示例项目

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.5.2</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>

现在springboot 2.4.5以上的版本支持比较好

添加 aot插件

<plugin>
                <groupId>org.springframework.experimental</groupId>
                <artifactId>spring-aot-maven-plugin</artifactId>
                <version>${spring-native.version}</version>
                <executions>
                    <execution>
                        <id>test-generate</id>
                        <goals>
                            <goal>test-generate</goal>
                        </goals>
                    </execution>
                    <execution>
                        <id>generate</id>
                        <goals>
                            <goal>generate</goal>
                        </goals>
                    </execution>
                </executions>
            </plugin>

对比JIT和AOT，各自有什么优点与缺点

JIT：吞吐量高，有运行时性能加成，可以跑得更快，并可以做到动态生成代码等，但是相对启动速度较慢，并需要一定时间和调用频率才能触发 JIT 的分层机制

AOT：内存占用低，启动速度快，可以无需 runtime 运行，直接将 runtime 静态链接至最终的程序中，但是无运行时性能加成，不能根据程序运行情况做进一步的优化

完整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>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.5.2</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>com.example</groupId>
    <artifactId>demo-native-maven</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>demo-native-maven</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>
    <properties>
        <java.version>11</java.version>
        <repackage.classifier/>
        <spring-native.version>0.10.1</spring-native.version>
    </properties>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.experimental</groupId>
            <artifactId>spring-native</artifactId>
            <version>${spring-native.version}</version>
        </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>
                <configuration>
                    <classifier>${repackage.classifier}</classifier>
                    <image>
                        <builder>paketobuildpacks/builder:tiny</builder>
                        <env>
                            <BP_NATIVE_IMAGE>true</BP_NATIVE_IMAGE>
                        </env>
                    </image>
                </configuration>
            </plugin>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.experimental</groupId>
                <artifactId>spring-aot-maven-plugin</artifactId>
                <version>${spring-native.version}</version>
                <executions>
                    <execution>
                        <id>test-generate</id>
                        <goals>
                            <goal>test-generate</goal>
                        </goals>
                    </execution>
                    <execution>
                        <id>generate</id>
                        <goals>
                            <goal>generate</goal>
                        </goals>
                    </execution>
                </executions>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
    <repositories>
        <repository>
            <id>spring-releases</id>
            <name>Spring Releases</name>
            <url>https://repo.spring.io/release</url>
            <snapshots>
                <enabled>false</enabled>
            </snapshots>
        </repository>
    </repositories>
    <pluginRepositories>
        <pluginRepository>
            <id>spring-releases</id>
            <name>Spring Releases</name>
            <url>https://repo.spring.io/release</url>
            <snapshots>
                <enabled>false</enabled>
            </snapshots>
        </pluginRepository>
    </pluginRepositories>


    <profiles>
        <profile>
            <id>native</id>
            <properties>
                <repackage.classifier>exec</repackage.classifier>
                <native-buildtools.version>0.9.1</native-buildtools.version>
            </properties>
            <dependencies>
                <dependency>
                    <groupId>org.graalvm.buildtools</groupId>
                    <artifactId>junit-platform-native</artifactId>
                    <version>${native-buildtools.version}</version>
                    <scope>test</scope>
                </dependency>
            </dependencies>
            <build>
                <plugins>
                    <plugin>
                        <groupId>org.graalvm.buildtools</groupId>
                        <artifactId>native-maven-plugin</artifactId>
                        <version>${native-buildtools.version}</version>
                        <executions>
                            <execution>
                                <id>test-native</id>
                                <phase>test</phase>
                                <goals>
                                    <goal>test</goal>
                                </goals>
                            </execution>
                            <execution>
                                <id>build-native</id>
                                <phase>package</phase>
                                <goals>
                                    <goal>build</goal>
                                </goals>
                            </execution>
                        </executions>
                    </plugin>
                </plugins>
            </build>
        </profile>
    </profiles>


</project>

mvn -Pnative-image package

会在target生成可执行文件

com/oracle/svm/reflect显示了由于反射而包括的条目。

遇到的坑

native-image打包为本地镜像时候出错

PS C:\Users\cc\Desktop\java> native-image Example
[example:7472]    classlist:   1,642.36 ms,  0.96 GB
[example:7472]        setup:     586.88 ms,  0.96 GB
Error: Default native-compiler executable 'cl.exe' not found via environment variable PATH
Error: To prevent native-toolchain checking provide command-line option -H:-CheckToolchain
Error: Use -H:+ReportExceptionStackTraces to print stacktrace of underlying exception
Error: Image build request failed with exit status 1
PS C:\Users\cc\Desktop\java> a

安装Visual Studio

选择单个组件

INCLUDE=C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Include\10.0.17134.0\ucrt;C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Include\10.0.17134.0\um;C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Include\10.0.17134.0\shared;D:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2019\Community\VC\Tools\MSVC\14.16.27023\include.;

LIB=C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Lib\10.0.17134.0\um\x64;C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Lib\10.0.17134.0\ucrt\x64;D:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2019\Community\VC\Tools\MSVC\14.16.27023\lib\x64;

在PATH中添加：

C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2019\Community\VC\Tools\MSVC\14.16.27023\bin\HostX64\x64

java

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Spring Native, 0.1秒启动你的java应用

用上spring native后

1.概述

示例项目

对比JIT和AOT，各自有什么优点与缺点

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