介绍GraalVM原生镜像
GraalVM 原生镜像提供了一种部署和运行 Java 应用程序的新方式。 与 Java 虚拟机相比,原生镜像可以以更小的内存占用和更快的启动速度运行。
它们非常适合使用容器镜像部署的应用,尤其当与“功能即服务”(FaaS)平台结合时更具吸引力。
与为JVM编写的传统应用程序不同,GraalVM原生映像应用需要提前处理才能创建可执行文件。 这种提前处理涉及从应用代码的主要入口点静态分析。
GraalVM 原生镜像是一个完整的、针对特定平台的可执行文件。 运行原生镜像不需要自带 Java 虚拟机。
| 如果你只是想开始并尝试使用 GraalVM,可以跳转到“开发你的第一个 GraalVM 原生应用”部分,稍后再回来查看。 |
与JVM部署的主要区别
GraalVM 原生镜像是提前生成的,这意味着原生和基于 JVM 的应用程序之间存在一些关键区别。 主要区别如下:
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对你的应用进行静态分析是在构建时从
主要入口。 -
创建原生镜像时无法访问的代码会被删除,且不会成为可执行文件的一部分。
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GraalVM 不会直接感知你代码中的动态元素,必须被告知关于反射、资源、序列化和动态代理的相关信息。
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应用类路径在构建时是固定的,不能更改。
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没有懒惰类加载,所有可执行文件里发布的内容都会在启动时加载到内存中。
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Java应用的某些方面存在一些未被完全支持的限制。
除了这些差异外,Spring还使用一种称为Spring提前处理的工艺,这对此施加了更多限制。 请务必至少阅读下一节的开头,了解这些信息。
| GraalVM 参考文档中的原生映像兼容性指南部分提供了关于 GraalVM 限制的更多细节。 |
理解春季提前处理
典型的 Spring Boot 应用程序非常动态,配置是在运行时进行的。 事实上,Spring Boot 自动配置的概念很大程度上依赖于对运行时状态的反应,以便正确配置。
虽然可以告诉GraalVM这些应用的动态方面,但这样做会抵消静态分析的大部分优势。 因此,使用 Spring Boot 创建原生镜像时,假设世界是封闭的,应用程序的动态部分受到限制。
封闭世界假设意味着,除了GraalVM本身造成的限制外,还存在以下限制:
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你应用中定义的豆子在运行时不能更改,意味着:
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不支持创建豆子后发生变化的属性(例如,
@ConditionalOnProperty和。启用性质)。
当这些限制生效时,Spring 可以在构建时进行提前处理,生成 GraalVM 可用的额外资产。 经过 Spring AOT 处理的应用程序通常会生成:
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Java 源代码
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字节码(用于动态代理等)
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GraalVM JSON hint 文件
META-INF/native-image/{groupId}/{artifactId}/:-
资源提示(
resource-config.json) -
反射提示(
reflect-config.json) -
序列化提示(
serialization-config.json) -
Java 代理提示(
proxy-config.json) -
JNI 提示(
jni-config.json)
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如果生成的提示不够,你也可以提供自己的提示。
源代码生成
春季施用的成分是春季豆。 在内部,Spring Framework 使用两种不同的概念来管理豆子。 有豆子实例,指的是被创建并可以注入其他豆子的实例。 还有Beans定义,用于定义豆子的属性及其实例应如何创建。
如果我们取一个典型值@Configuration类:
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
@Configuration(proxyBeanMethods = false)
public class MyConfiguration {
@Bean
public MyBean myBean() {
return new MyBean();
}
}
豆子定义是通过解析@Configuration类并寻找@Bean方法。
在上述例子中,我们定义了一个豆子定义对于一个名为我的豆子.
我们还在创造一个豆子定义对于MyConfiguration课程本身。
当我的豆子实例是必需的,Spring 知道它必须调用我的豆()方法并使用结果。
在JVM上运行时,@Configuration类解析发生在应用开始时,@Bean方法通过反射被调用。
在创建原生图像时,Spring 的运作方式不同。
而不是解析@Configuration在运行时生成类和生成 BEAN 定义,它在构建时完成。
一旦发现了豆子定义,它们会被处理并转换成源代码,供GraalVM编译器分析。
Spring AOT 进程会将上述配置类转换为如下代码:
import org.springframework.beans.factory.aot.BeanInstanceSupplier;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition;
import org.springframework.beans.factory.support.RootBeanDefinition;
/**
* Bean definitions for {@link MyConfiguration}.
*/
public class MyConfiguration__BeanDefinitions {
/**
* Get the bean definition for 'myConfiguration'.
*/
public static BeanDefinition getMyConfigurationBeanDefinition() {
Class<?> beanType = MyConfiguration.class;
RootBeanDefinition beanDefinition = new RootBeanDefinition(beanType);
beanDefinition.setInstanceSupplier(MyConfiguration::new);
return beanDefinition;
}
/**
* Get the bean instance supplier for 'myBean'.
*/
private static BeanInstanceSupplier<MyBean> getMyBeanInstanceSupplier() {
return BeanInstanceSupplier.<MyBean>forFactoryMethod(MyConfiguration.class, "myBean")
.withGenerator((registeredBean) -> registeredBean.getBeanFactory().getBean(MyConfiguration.class).myBean());
}
/**
* Get the bean definition for 'myBean'.
*/
public static BeanDefinition getMyBeanBeanDefinition() {
Class<?> beanType = MyBean.class;
RootBeanDefinition beanDefinition = new RootBeanDefinition(beanType);
beanDefinition.setInstanceSupplier(getMyBeanInstanceSupplier());
return beanDefinition;
}
}
| 具体生成的代码可能会根据你豆子定义的性质而有所不同。 |
你可以看到,生成的代码创建了与@Configuration但以 GraalVM 能够直接理解的方式。
豆子对myConfiguration豆子,还有一个我的豆子.
当我的豆子需要实例,a豆实例提供商被叫去。
该提供商将调用我的豆()方法myConfiguration豆。
| 在春季AOT处理期间,您的应用程序会启动到豆子定义可用为止。 豆子实例不会在AOT处理阶段创建。 |
Spring AOT 会为你所有的 bean 定义生成类似的代码。
当需要豆后处理时(例如,调用)@Autowired方法)。
一应用上下文初始化器还将生成 ,Spring Boot 将用它初始化应用上下文当AOT处理后的应用程序实际运行时。
虽然AOT生成的源代码可能冗长,但相当易读,在调试应用程序时非常有用。
生成的源文件可在以下文件中找到目标/春季进攻/主线/来源当使用 Maven 和构建/生成/进攻的来源与Gradle合作。 |
提示文件生成
除了生成源文件外,Spring AOT 引擎还会生成 GraalVM 使用的提示文件。 提示文件包含 JSON 数据,描述 GraalVM 如何处理它通过直接检查代码无法理解的内容。
例如,你可能在私有方法上使用 Spring 注释。 Spring 需要使用反射来调用私有方法,即使是在 GraalVM 上。 当出现这种情况时,Spring 可以写出一个反射提示,让 GraalVM 知道即使私有方法没有直接调用,它仍然需要在本地镜像中可用。
提示文件由以下生成元-INF/原生图像这些数据会被 GraalVM 自动接收。
生成的提示文件可在目标/春季的攻击/主/资源当使用 Maven 和构建/生成/进攻资源与Gradle合作。 |