Spring Native实战(畅快体验79毫秒启动springboot应用)

2024-02-22 16:56:22

  1. 应用启动速度不超过100毫秒；

  2. 启动即达到性能峰值（C1、C2等手段已经用不上了）

  3. 运行时更低的内存消耗；

  4. docker镜像不含JDK（所需文件已经抽取出来放入镜像），官方展示的含有Spring Boot, Spring MVC, Jackson, Tomcat的镜像大小是50M；

  5. 为了达到前面的效果，代价是构建时间更长；

Spring Native到底是什么

个人的理解：Spring Native是Spring提供的、制作native image的技术方案，涉及到以下关键技术：

  1. Spring ahead-of-time (AOT) 插件，对spring应用做AOT处理，使得传统虚拟机的class lazy loading在不复存在；

  2. spring-boot-maven-plugin插件在构建docker镜像的时候，使用了名为dmikusa/graalvm-tiny的镜像作为构建工具，这个工具负责将当前工程的构建结果和GraalVM集成在一起，最终制作成native image；

本篇概览

作为实战风格的文章，本篇主要内容是开发springboot应用再构建为native image，然后验证其功能和效果，本文由以下内容构成：

  1. 环境信息

  2. 新建名为spring-native-tutorials的maven父工程，对实战用到的依赖库、插件等做统一配置；

  3. 新建名为webmvc的maven子工程，这是个springboot应用；

  4. 将webmvc构建为native image，这是个docker镜像；

  5. 在docker中启动镜像，验证是否可用，并检查相关相关指标；

环境信息

本次实战相关的环境信息如下：

  1. 电脑：MacBook pro 13寸 2018

  2. 操作系统：macOS Big Sur 11.2.3

  3. IDE：IntelliJ IDEA 2018.3.5 (Ultimate Edition)

  4. docker：20.10.5

  5. JDK：1.8.0_211

  6. maven：3.6.0

  7. springboot：2.5.0-SNAPSHOT

  8. spring-aot-maven-plugin：0.10.0-SNAPSHOT

源码下载

  • 本篇实战中的完整源码可在GitHub下载到，地址和链接信息如下表所示(https://github.com/zq2599/blog_demos)：

| 名称 | 链接 | 备注 |

| :-- | :-- | :-- |

| 项目主页 | https://github.com/zq2599/blog_demos | 该项目在GitHub上的主页 |

| git仓库地址(https) | https://github.com/zq2599/blog_demos.git | 该项目源码的仓库地址，https协议 |

| git仓库地址(ssh) | git@github.com:zq2599/blog_demos.git | 该项目源码的仓库地址，ssh协议 |

  • 这个git项目中有多个文件夹，本次实战的源码在spring-native-tutorials文件夹下，如下图红框所示：

Spring Native实战(畅快体验79毫秒启动springboot应用)

新建名为spring-native-tutorials的maven父工程

  • 对Spring Native的学习不是写出helloworld就完事，因此这里先创建一个父工程，为今后所有的应用提供统一的依赖库、插件管理；

  • 新建名为spring-native-tutorials的maven父工程，pom.xml内容如下，有几处要注意的地方稍后提到：

<?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 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd”>

4.0.0

webmvc

org.springframework.boot

spring-boot-starter-parent

2.5.0-SNAPSHOT

com.bolingcavalry

spring-native-tutorials

1.0-SNAPSHOT

pom

<java.version>1.8</java.version>

<native.build.args/>

dmikusa/graalvm-tiny

<spring-cloud.version>2020.0.2</spring-cloud.version>

spring-release

Spring release

https://repo.spring.io/release

false

spring-milestone

Spring milestone

https://repo.spring.io/milestone

false

《一线大厂Java面试题解析+后端开发学习笔记+最新架构讲解视频+实战项目源码讲义》

【docs.qq.com/doc/DSmxTbFJ1cmN1R2dB】 完整内容开源分享

spring-snapshot

Spring Snapshots

https://repo.spring.io/snapshot

false

spring-release

Spring release

https://repo.spring.io/release

false

spring-milestone

Spring milestone

https://repo.spring.io/milestone

false

spring-snapshot

Spring Snapshots

https://repo.spring.io/snapshot

false

org.springframework.experimental

spring-native

0.10.0-SNAPSHOT

org.springframework.cloud

spring-cloud-dependencies

${spring-cloud.version}

pom

import

org.springframework.boot

spring-boot-maven-plugin

${classifier}

${builder}

<BP_NATIVE_IMAGE>true</BP_NATIVE_IMAGE>

<BP_NATIVE_IMAGE_BUILD_ARGUMENTS>${native.build.args}</BP_NATIVE_IMAGE_BUILD_ARGUMENTS>

IF_NOT_PRESENT

org.springframework.experimental

spring-aot-maven-plugin

0.10.0-SNAPSHOT

test-generate

test-generate

generate

generate

  • 上述pom.xml有以下几处需要注意：

  1. 插件仓库、依赖库仓库、依赖库版本的配置都集中在这里；

  2. 配置好spring-aot-maven-plugin和spring-boot-maven-plugin这两个插件，子工程会用到；

  3. spring-boot-maven-plugin插件制作docker镜像的时候，又会用到dmikusa/graalvm-tiny镜像，这才是真正构建native image的工具；

新建springboot类型的maven子工程

  • 新建名为webmvc的子工程，pom.xml内容如下，可见内容很简单，就是常规依赖库和父工程配置的两个插件，一个负责执行AOT，一个负责构建镜像：
<?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 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd”>

spring-native-tutorials

com.bolingcavalry

1.0-SNAPSHOT

4.0.0

webmvc

org.springframework.experimental

spring-native

org.springframework.boot

spring-boot-starter-web

org.apache.tomcat.embed

tomcat-embed-core

org.apache.tomcat.embed

tomcat-embed-websocket

org.apache.tomcat.experimental

tomcat-embed-programmatic

${tomcat.version}

org.springframework.boot

spring-boot-starter-test

test

org.springframework.experimental

spring-aot-maven-plugin

true

org.springframework.boot

spring-boot-maven-plugin

  • 代码很简单，一个普通的springboot应用，带http接口：

package com.bolingcavalry.webmvc;

import org.springframework.boot.SpringApplication;

import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

import org.springframework.http.HttpStatus;

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;

import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseStatus;

import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.time.LocalDateTime;

@SpringBootApplication

@RestController

public class WebmvcApplication {

public static void main(String[] args) {

SpringApplication.run(WebmvcApplication.class, args);

}

@ResponseStatus(HttpStatus.ACCEPTED)

@GetMapping("/status")

public String status() {

return “status”;

}

@GetMapping("/")

public String hello() {

return "1. Hello from Spring MVC and Tomcat, " + LocalDateTime.now();

}

}

  • 现在编码已完成，来构建docker镜像吧，进入父工程的pom.xml所在目录，执行以下命令：

mvn clean -U -DskipTests spring-boot:build-image

  • 构建成功后输出信息如下（篇幅所限仅截取最后一小段）,耗时4分25秒，期间笔记本风扇狂转：

…

[INFO] Successfully built image ‘docker.io/library/webmvc:1.0-SNAPSHOT’

[INFO]

[INFO] ------------------------------------------------------------------------

[INFO] Reactor Summary for spring-native-tutorials 1.0-SNAPSHOT:

[INFO]

[INFO] spring-native-tutorials … SUCCESS [ 1.786 s]

[INFO] webmvc … SUCCESS [04:19 min]

[INFO] ------------------------------------------------------------------------

[INFO] BUILD SUCCESS

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