Spring Boot 3的AOT(GraalVM Native Image)应用开发
Posted QiHY
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Spring Boot 3的AOT(GraalVM Native Image)应用开发相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
GraalVM Native Images是一个利用AOT(Ahead-of-Time)技术把java程序直接编译成可执行程序的编译工具,编译出来的程序在运行时不再依赖JRE,同时启动速度快,资源消耗低,这对传统java程序来说都是极大的优势。同时云原生应用来说,GraalVM Native Images编译生成的程序体积很小,非常适合云原生环境,目前由于传统java程序生成的镜像中需要包含一个体积很大的JRE或JDK而经常被人诟病。
Spring Boot从3.0版本开始支持AOT技术。
具体的代码参照 示例项目 https://github.com/qihaiyan/spring-native
一、概述
Spring Boot 3.0 仍然支持传统的开发方式,既编译生成jar包,通过JRE来执行,在此基础上,通过调整编译方式,可以编译生成直接运行的可执行程序,Spring AOT与传统应用的区别包括:
- 程序运行时动态调整的资源无法直接使用,例如反射、动态代理等,需要在代码中通过Hint为编译器指定
- 应用的classpath在编译后就固定了,不能动态调整
- 类不会延迟加载(lazy loading),应用启动时一次性加载完成
- 部分java切面(AOP)技术不支持
二、项目中加入依赖
在项目的gradle中增加依赖关系。
Gradle:
plugins
id 'org.springframework.boot' version '3.0.0'
id 'io.spring.dependency-management' version '1.1.0'
id 'org.graalvm.buildtools.native' version '0.9.18'
id 'java'
group = 'cn.springcamp'
version = '0.0.1-SNAPSHOT'
sourceCompatibility = '17'
configurations
compileOnly
extendsFrom annotationProcessor
testCompileOnly
extendsFrom testAnnotationProcessor
repositories
mavenCentral()
dependencies
implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-web'
implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-data-jpa'
implementation 'com.h2database:h2'
annotationProcessor 'org.projectlombok:lombok'
testAnnotationProcessor 'org.projectlombok:lombok'
testImplementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-test'
test
useJUnitPlatform()
与传统Spring Boot应用相比,gradle文件中增加了 org.graalvm.buildtools.native 这个plugin,其它的没有区别。
三、主要程序代码
示例程序提供了一个rest接口,该接口从数据库中读取数据。为了便于演示,使用H2数据库。
Application程序代码:
@RestController
@SpringBootApplication
public class Application
@Autowired
private DbService dbService;
@RequestMapping("/hello")
public DemoData hello()
return dbService.hello();
public static void main(String[] args)
SpringApplication.run(Application.class, args);
DbService代码:
@Component
public class DbService
@Autowired
private TestDataRepository testDataRepository;
public DemoData hello()
DemoData demoData = new DemoData();
demoData = testDataRepository.save(demoData);
return demoData;
由于程序中没有使用反射,所以代码跟传统程序没有什么区别。
三、编译 Native Image
Spring Boot 编译 Native Image 支持2种方式,一种通过Docker进行编译,需要本地安装Docker。另外一种是用本地的编译环境进行编译,需要安装Visual Studio。
由于第一种方式比较简单,除了要安装Docker外没有很复杂的操作,本文只介绍第二种方式。
3.1 安装编译环境
需要安装 GraalVM 和 Visual Studio 两个编译工具。
GraalVM可以直接下载安装,下载地址 https://www.graalvm.org/downloads/ ,也可以通过 Scoop 进行安装。
Visual Studio 需要下载安装,由于Visual Studio体积比较大,也可以只安装 Visual Studio Build Tools
3.2 执行编译命令
由于windows命令行工具有命令长度限制,因此编译命令不能在windows命令行工具中直接执行(包括powershell和cmd),需要在安装好的Visual Studio命令行工具(x64 Native Tools Command Prompt for VS 2022)中执行。
执行命令
gradle nativeCompile
编译生成的可执行程序在当前工程目录的 build\\native\\nativeTestCompile 目录中,可以看到一个与工程名相同的以exe后缀结尾的文件。
直接运行该文件,就能体验到java程序的启动速度竟然能如此之快。
启动速度虽然快了,但是编译耗时也多了不少,这是一个缺点。
四、单元测试
传统的Spring Boot单元测试技术仍然可以使用。 Spring Boot单元测试技术在这篇文章中有专门介绍。
需要注意的是 Spring Native不支持JUnit4,需要使用JUnit5。
单元测试代码:
@Slf4j
@ExtendWith(SpringExtension.class)
@SpringBootTest(webEnvironment = SpringBootTest.WebEnvironment.RANDOM_PORT)
public class ApplicationTest
@Autowired
private TestRestTemplate testRestTemplate;
@Test
public void testHello()
String resp = testRestTemplate.getForObject("/hello", String.class);
log.info("hello result : " + resp);
assertThat(resp, is("\\"id\\":1"));
通过传统单元测试技术可以验证代码业务逻辑是正常的,对于编译成 Native Image 后程序是否还能正常运行,传统单元测试技术保证不了,需要进一步使用 Native Image 单元测试。
Native Image 单元测试通过以下命令执行:
gradle nativeTest
该命令会首先把应用编译成 Native Image 可执行程序,再跑单元测试用例。由于 Native Image 编译相比传统应用耗时要长很多,所以先通过传统的Spring Boot单元测试技术保证代码业务逻辑正常后,再使用 Native Image 单元测试命令,减少整个开发流程的耗时。
以上是关于Spring Boot 3的AOT(GraalVM Native Image)应用开发的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
以GraalVM原生镜像的方式运行Spring Boot应用程序
在Docker容器中运行Spring Boot GraalVM原生镜像