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GraalVM和Spring Native尝鲜，一步步让Springboot启动飞起来，66ms完成启动

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简介

GraalVM是高性能的JDK，支持Java/Python/JavaScript等语言。它可以让Java变成二进制文件来执行，让程序在任何地方运行更快。这或许是Java与Go的一场战争？

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下载安装GraalVM

安装GraalVM

首先到官网下载，我是直接到GitHub Release Page下载的，请下载对应的系统包，我下载如下：

graalvm-ce-java11-darwin-amd64-22.3.0.tar.gz

下载后解压到某个目录，我的如下：

/Users/larry/Software/graalvm-ce-java11-22.3.0

接着测试对应的程序是否可以正常执行，如java --version。在Mac上会报错如下：

is damaged and can’t be opened.。

所以需要执行下面语句：

$ sudo xattr -r -d com.apple.quarantine /Users/larry/Software/graalvm-ce-java11-22.3.0

注意修改对应的目录。

然后就可以执行了：

$ ./java --version

openjdk 11.0.17 2022-10-18

OpenJDK Runtime Environment GraalVM CE 22.3.0 (build 11.0.17+8-jvmci-22.3-b08)

OpenJDK 64-Bit Server VM GraalVM CE 22.3.0 (build 11.0.17+8-jvmci-22.3-b08, mixed mode, sharing)

安装native-image

这个工具用来把Java程序转化为本地二进制包，安装如下：

$ ./gu install native-image

Downloading: Component catalog from www.graalvm.org

Processing Component: Native Image

Downloading: Component native-image: Native Image from github.com

Installing new component: Native Image (org.graalvm.native-image, version 22.3.0)

配置环境

配置环境变量

因为这个GraalVM还不够成熟，我不想一直使用，就通过一个命令来切换，配置如下：

export GraalVM_HOME=/Users/larry/Software/graalvm-ce-java11-22.3.0/Contents/Home

alias switchOnGraalVM='export PATH=$GraalVM_HOME:$PATH'

alias switchOnGraalVMJavaHome='export JAVA_HOME=/Users/larry/Software/graalvm-ce-java11-22.3.0/Contents/Home'

alias switchOffGraalVM='export PATH=`echo $PATH | tr ":" "\n" | grep -v "graalvm" | tr "\n" ":"`'

alias switchOffGraalVMJavaHome='export JAVA_HOME=/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_212.jdk/Contents/Home'

配置IDEA

可以在IDEA上配置对应的JDK，这样开发的时候可以使用：

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整合Spring Native与Spring Boot

普通Spring Boot程序

新来创建一个普通的Spring Boot Web程序，主要Java代码如下：

@SpringBootApplication

@RestController

@RequestMapping("/")

public class SpringbootNativeGraalVMMain {

    public static void main(String[] args) {

        SpringApplication.run(SpringbootNativeGraalVMMain.class, args);

    }

    @GetMapping("/hi-graalvm")

    public String hi() {

        return "This message is from Spring Boot built/run by GraalVM/Spring Native";

    }

}

启动时长为1.193秒，还不错。我电脑还不错。

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整合Spring Native

添加依赖：

<dependency>

  <groupId>org.springframework.experimental</groupId>

  <artifactId>spring-native</artifactId>

  <version>${spring-native.version}</version>

</dependency>

添加插件，这个插件非常重要，不然会有各种错误：

<build>

  <plugins>

    <plugin>

      <groupId>org.springframework.experimental</groupId>

      <artifactId>spring-aot-maven-plugin</artifactId>

      <version>0.11.5</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>

添加以下插件来打包生成可执行程序：

<profiles>

  <profile>

    <id>native</id>

    <properties>

      <repackage.classifier>exec</repackage.classifier>

      <native-buildtools.version>0.9.11</native-buildtools.version>

    </properties>

    <dependencies>

      <dependency>

        <groupId>org.junit.platform</groupId>

        <artifactId>junit-platform-launcher</artifactId>

        <scope>test</scope>

      </dependency>

    </dependencies>

    <build>

      <plugins>

        <plugin>

          <groupId>org.graalvm.buildtools</groupId>

          <artifactId>native-maven-plugin</artifactId>

          <version>${native-buildtools.version}</version>

          <extensions>true</extensions>

          <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>

然后通过以下命令来build包，时间会长很多，因为要转化为二进制可执行文件：

$ mvn clean package -Pnative

两分多钟后完成，生成了一个可执行文件，执行如下：

$ target/spring-boot-native-graalvm

结果只花了0.066秒，即66毫秒就可以了，这也太快了吧。

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访问接口也是正常的：

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用Docker启动

先启动本地的Docker，然后添加依赖如下：

<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>

通过以下命令打出Docker镜像：

mvn spring-boot:build-image

可能会花费很长时间，需要下载一些工具与镜像。

打包成功后，多了镜像：

$ docker images | grep graalvm

spring-boot-native-graalvm                               1.0-SNAPSHOT                                     d2c8d5c52a3c        42 years ago        85.8MB

启动如下：

$ docker run --rm spring-boot-native-graalvm:1.0-SNAPSHOT -p 8080:8080

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启动时间为59ms，更短了。

注意

  • 直接通过native-image命令来将jar包转化为可执行文件，如遇到各种问题，劝大家放弃尝试，这也是Spring Native存在的价值。别问我为什么知道，哈哈~~
  • 要注意切换对应的Java程序和Java Home，不然build包会报错。
  • 看Spring Native的包名是experimental的，离生产应该还有距离，不要轻易在生产上用。

代码

代码请看GitHub: https://github.com/LarryDpk/pkslow-samples

References:

Quick Start Guide

GraalVM Quick Reference

GraalVM Native Image Quick Reference v1

向云原生靠近 | 体验 GraalVM 静态编译字节码，尝试 “超声波 Java” - Quarkus

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