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如何实现SpringBoot基于GraalVM构建

这篇文章主要介绍“如何实现Spring Boot基于GraalVM构建”，在日常操作中，相信很多人在如何实现Spring Boot基于GraalVM构建问题上存在疑惑，小编查阅了各式资料，整理出简单好用的操作方法，希望对大家解答”如何实现Spring Boot基于GraalVM构建”的疑惑有所帮助！接下来，请跟着小编一起来学习吧！

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背景

容器化、函数式、低代码、云原生各种概念和技术层出不穷，无奈，与时俱进，跟进研究，发现 Quarkus 最近比较火爆，抽空研究了一下，这就引出了本文的猪脚: GraalVM ，口号是:Run Programs Faster Anywhere

简介

GraalVM Native Image是由Oracle Labs开发的一种AOT编译器，支持基于JVM的高级语言，如Java, Scala, Clojure, Kotlin。Native Image以Java bytecode作为输入，将所有应用所需的class依赖项及runtime库打包编译生成一个单独可执行文件。具有高效的startup及较小的运行时内存开销的优势。

与传统的Java虚拟机不同，Native Image是封闭式的静态分析和编译，不支持class的动态加载，程序运行所需要的多有依赖项均在静态分析阶段完成。此外GraalVM Native Image运行在一个名为SubstrateVM的轻量级的虚拟机之上。虽说是轻量级虚拟机，SubstrateVM却拥有运行Java程序所必需的所有组件，包括deoptimizer、gc及thread scheduling等。 目前GraalVM Native Image并没有完全支持多有的Java动态特性，如不支持class动态加载。 感兴趣的童鞋可以点击去看看，这里就不过多介绍了。

本文不涉及 GraalVM 的安装和部署，只实践 SpringBoot 基于 GraalVM 的构建

SpringBoot 从 2.3 开始，已经支持 GraalVM 打包。

目标

  • 构建一个基本的 SpringBoot 项目

  • 分别使用普通 jar 和 Native-image 方式打包，对比资源占用情况。

搭建基础项目

用你熟悉的工具搭建一个基本的 SpringBoot 项目

猫咪DTO:

@Data
@Accessors(chain = true)
public class CatDTO implements Serializable {
    private String id;
    private String name;
    private Integer age;
}

实现基本增删改查 API(模拟)

@RestController
@Slf4j
@RequestMapping("/cats")
public class CatController {


    @PostMapping
    public CatDTO save(@RequestBody @Validated CatDTO param) {
        return param;
    }

    @DeleteMapping("/{id}")
    public ResponseEntity delete(@PathVariable String id) {
        return ResponseEntity.ok("Success" + id);
    }

    @PutMapping
    public CatDTO update(@RequestBody @Validated CatDTO param) {
        return param;
    }

    @GetMapping
    public ResponseEntity list(CatDTO param, Pageable page) {
        return ResponseEntity.ok("列表查看");
    }

    @GetMapping("/{id}")
    public CatDTO getById(@PathVariable String id) {
        return new CatDTO();
    }

}

其他代码省略，感兴趣的童鞋请参考 : 示例代码

打包运行

打包

$ ./mvnw package

运行

$ cd target
$ java -jar graalvm-demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar

留意一下启动时间，我本机的是:

。。。。。。。
Started GraalvmDemoApplication in 1.774 seconds (JVM running for 2.212)

可以看到，启动用了将近 2 秒钟。 如果引入数据库、MQ等，肯定还会更多。

再看看内存使用情况:

命令:

$ ps aux | grep graalvm-demo | awk '{print $1 "\t" $2 "\t" $3 "\t" $4 "\t" $5 "\t" $6/1024"MB" "\t" $11$12$13$14$15$16$17$18 }'

结果:
51460	0.0	2.9	10508892	473.863MB	/usr/bin/java-jargraalvm-demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar

473.863MB ,就这么简单个功能的应用，将近 500MB 内存没了。这个资源占用，不小！ 相比之下，PHP、C#、甚至 Nodejs 实现同样功能，哪个都没 Java 吃的多~~妥妥的干饭专家....

使用 GraalVM 打包

GraalVM的安装，请参考官方文档，本文不做介绍。

安装完毕后，记得安装 native-image 本地映像打包插件。安装命令:

gu install native-image

本例中具体环境如下:

// GraalVM 版本
$ java -version
openjdk version "1.8.0_282"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_282-b07)
OpenJDK 64-Bit Server VM GraalVM CE 20.3.1 (build 25.282-b07-jvmci-20.3-b09, mixed mode)

调整示例项目

为了使用 GraalVM 打包，SpringBoot 项目需要进行一些调整

修改启动类
//@SpringBootApplication
//这里proxyBeanMethods方法代理关闭
@SpringBootApplication(proxyBeanMethods = false)
public class GraalvmDemoApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(GraalvmDemoApplication.class, args);
    }

}
修改 pom.xml

SringBoot 提供了 GraalVM Native 打包的 Maven 插件，可通过如下方式引入:



    4.0.0
    
        org.springframework.boot
        spring-boot-starter-parent
        2.4.2
         
    
    com.luter
    graalvm-demo
    0.0.1-SNAPSHOT
    graalvm-demo
    Demo project for Spring Boot
    
        1.8
    
    
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-web
        
        
            org.projectlombok
            lombok
            true
        
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-test
            test
        
        
        
            org.springframework
            spring-context-indexer
            true
        
        
            org.springframework.experimental
            spring-graalvm-native
            0.8.3
        
    
    
    
        
            spring-milestones
            Spring Milestones
            https://repo.spring.io/milestone
        
    
    
        
            spring-milestones
            Spring Milestones
            https://repo.spring.io/milestone
        
    
    
        
            
                org.springframework.boot
                spring-boot-maven-plugin
                
                    
                        
                            org.projectlombok
                            lombok
                        
                    
                
            
        
    
    
        
        
            native
            
                
                    
                        org.graalvm.nativeimage
                        native-image-maven-plugin
                        20.3.1
                        
                            com.luter.graalvmdemo.GraalvmDemoApplication
                            -Dspring.native.remove-yaml-support=false
                                -Dspring.spel.ignore=true
                            
                        
                        
                            
                                
                                    native-image
                                
                                package
                            
                        
                    
                    
                        org.springframework.boot
                        spring-boot-maven-plugin
                    
                
            
        
    
Native 打包

打包命令:

$ ./mvnw -P native package

会显示如下信息:

[com.luter.graalvmdemo.graalvmdemoapplication:49751]    classlist:   6,378.68 ms,  2.20 GB
   _____                     _                             _   __           __     _              
  / ___/    ____    _____   (_)   ____    ____ _          / | / /  ____ _  / /_   (_) _   __  ___ 
  \__ \    / __ \  / ___/  / /   / __ \  / __ `/         /  |/ /  / __ `/ / __/  / / | | / / / _ \
 ___/ /   / /_/ / / /     / /   / / / / / /_/ /         / /|  /  / /_/ / / /_   / /  | |/ / /  __/
/____/   / .___/ /_/     /_/   /_/ /_/  \__, /         /_/ |_/   \__,_/  \__/  /_/   |___/  \___/ 
        /_/                            /____/                                                     
Removing unused configurations
Verification turned on
Removing XML support
Removing SpEL support
Removing JMX support
Use -Dspring.native.verbose=true on native-image call to see more detailed information from the feature
[com.luter.graalvmdemo.graalvmdemoapplication:49751]        (cap):   3,263.36 ms,  2.51 GB
feature operating mode: reflection (spring init active? false)
Found #15 types in static reflection list to register
Skipping #12 types not on the classpath
Attempting proxy registration of #12 proxies
Skipped registration of #4 proxies - relevant types not on classpath
[com.luter.graalvmdemo.graalvmdemoapplication:49751]        setup:  12,937.89 ms,  2.93 GB


。。。。。。。。


[com.luter.graalvmdemo.graalvmdemoapplication:49751]     (clinit):   3,141.89 ms,  5.59 GB
[com.luter.graalvmdemo.graalvmdemoapplication:49751]   (typeflow):  73,234.16 ms,  5.59 GB
[com.luter.graalvmdemo.graalvmdemoapplication:49751]    (objects):  92,334.47 ms,  5.59 GB
[com.luter.graalvmdemo.graalvmdemoapplication:49751]   (features):  18,891.77 ms,  5.59 GB
[com.luter.graalvmdemo.graalvmdemoapplication:49751]     analysis: 196,029.89 ms,  5.59 GB
[com.luter.graalvmdemo.graalvmdemoapplication:49751]     universe:   5,281.74 ms,  5.62 GB
[com.luter.graalvmdemo.graalvmdemoapplication:49751]      (parse):  17,570.40 ms,  5.28 GB
[com.luter.graalvmdemo.graalvmdemoapplication:49751]     (inline):  23,751.47 ms,  7.13 GB
[com.luter.graalvmdemo.graalvmdemoapplication:49751]    (compile):  73,916.12 ms,  7.74 GB
[com.luter.graalvmdemo.graalvmdemoapplication:49751]      compile: 123,244.44 ms,  7.74 GB
[com.luter.graalvmdemo.graalvmdemoapplication:49751]        image:  15,852.33 ms,  7.83 GB
[com.luter.graalvmdemo.graalvmdemoapplication:49751]        write:   3,908.93 ms,  7.83 GB
[com.luter.graalvmdemo.graalvmdemoapplication:49751]      [total]: 371,061.00 ms,  7.83 GB
[INFO]
[INFO] --- spring-boot-maven-plugin:2.4.2:repackage (repackage) @ graalvm-demo ---
[INFO] Replacing main artifact with repackaged archive
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] BUILD SUCCESS
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Total time:  06:21 min
[INFO] Finished at: 2021-01-27T12:52:16+08:00
[INFO] ------------------------------------------------------------------------

这一步还是比较慢的，我本机用了将近 4 分钟,请耐心等待.打包完毕后，target 目录下会出现运行文件: com.luter.graalvmdemo.graalvmdemoapplication，这个文件 57.6MB ，普通 Fat Jar 方式打包文件:graalvm-demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar 17.7MB，大了三倍多

运行 :

$ ./com.luter.graalvmdemo.graalvmdemoapplication

  .   ____          _            __ _ _
 /\\ / ___'_ __ _ _(_)_ __  __ _ \ \ \ \
( ( )\___ | '_ | '_| | '_ \/ _` | \ \ \ \
 \\/  ___)| |_)| | | | | || (_| |  ) ) ) )
  '  |____| .__|_| |_|_| |_\__, | / / / /
 =========|_|==============|___/=/_/_/_/
 :: Spring Boot ::                (v2.4.2)

2021-01-27 13:31:04.357  INFO 51785 --- [           main] c.l.graalvmdemo.GraalvmDemoApplication   : Starting GraalvmDemoApplication v0.0.1-SNAPSHOT using Java 1.8.0_282 on localhost with PID 51785 (/opt/luter/develop/temp/graalvm-demo/target/com.luter.graalvmdemo.graalvmdemoapplication started by clt in /opt/luter/develop/temp/graalvm-demo/target)
2021-01-27 13:31:04.357  INFO 51785 --- [           main] c.l.graalvmdemo.GraalvmDemoApplication   : No active profile set, falling back to default profiles: default
2021-01-27 13:31:04.387  INFO 51785 --- [           main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer  : Tomcat initialized with port(s): 10000 (http)
Jan 27, 2021 1:31:04 PM org.apache.coyote.AbstractProtocol init
INFO: Initializing ProtocolHandler ["http-nio-10000"]
Jan 27, 2021 1:31:04 PM org.apache.catalina.core.StandardService startInternal
INFO: Starting service [Tomcat]
Jan 27, 2021 1:31:04 PM org.apache.catalina.core.StandardEngine startInternal
INFO: Starting Servlet engine: [Apache Tomcat/9.0.41]
Jan 27, 2021 1:31:04 PM org.apache.catalina.core.ApplicationContext log
INFO: Initializing Spring embedded WebApplicationContext
2021-01-27 13:31:04.390  INFO 51785 --- [           main] w.s.c.ServletWebServerApplicationContext : Root WebApplicationContext: initialization completed in 33 ms
2021-01-27 13:31:04.401  INFO 51785 --- [           main] o.s.s.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor  : Initializing ExecutorService 'applicationTaskExecutor'
Jan 27, 2021 1:31:04 PM org.apache.coyote.AbstractProtocol start
INFO: Starting ProtocolHandler ["http-nio-10000"]
2021-01-27 13:31:04.408  INFO 51785 --- [           main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer  : Tomcat started on port(s): 10000 (http) with context path ''
2021-01-27 13:31:04.408  INFO 51785 --- [           main] c.l.graalvmdemo.GraalvmDemoApplication   : Started GraalvmDemoApplication in 0.066 seconds (JVM running for 0.068)

这个启动太顺滑了，回车后，几乎是秒开，用时0.066秒。传统 Fatjar 方式启动用时:1.774秒，20 多倍的提升。试想一下，一个动不动启动半分钟的大型项目上云，是不是很激动人心?

再看看内存占用情况:

//命令

$ ps aux | grep com.luter.graalvmdemo.graalvmdemoapplication | grep S+ | awk '{print $1 "\t" $2 "\t" $3 "\t" $4 "\t" $5 "\t" $6/1024"MB" "\t" $11 }'

//结果
51785	0.0	0.3	4526816	53.8711MB	./com.luter.graalvmdemo.graalvmdemoapplication

内存占用:53.8711MB ,相比较传统 FatJar 的 473.863MB ，差不多 10 倍。 从启动速度到资源占用，都大幅度降低了，这对降低部署成本，还是很有帮助的。

到此，关于“如何实现Spring Boot基于GraalVM构建”的学习就结束了，希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习，快去试试吧！若想继续学习更多相关知识，请继续关注创新互联网站，小编会继续努力为大家带来更多实用的文章！


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