Java在云原生的破局利器——AOT(JIT与AOT)

导读

JIT（Just-in-Time，实时编译）一直是Java语言的灵魂特性之一，与之相对的AOT（Ahead-of-Time，预编译）方式，似乎长久以来和Java语言都没有什么太大的关系。但是近年来随着Serverless、云原生等概念和技术的火爆，Java JVM和JIT的性能问题越来越多地被诟病，在Golang、Rust、NodeJS等新一代语言的包夹下，业界也不断出现“云原生时代，Java已死”的言论。那么，Java是否可以使用AOT方式进行编译，摆脱性能的桎梏，又是否能够在云原生时代焕发新的荣光？本文会带着这样的疑问，去探索Java AOT技术的历史和现状。

上上篇有讲过，HotSpot JVM中集成了两种JIT编译器，Client Compiler和Server Compiler，它们的作用也不同。Client Compiler注重启动速度和局部的优化，Server Compiler则更加关注全局的优化，性能会更好，但由于会进行更多的全局分析，所以启动速度会变慢。两种编译器有着不同的应用场景，在虚拟机中同时发挥作用。而随着时间的发展，不论是Client Compiler还是Server Compiler都发展出了各具特色的实现，如 C1、C2、Graal Compiler等，你可以在JVM启动参数中选择自己所需的JIT编译器实现。

从JDK 10起，HotSpot虚拟机同时拥有三种不同的即时编译器。此前我们已经介绍了经典的客户端编译器和服务编译，还有全新的即时编译器：Graal编译器。

JIT与AOT的区别

提前编译是相对于即时编译的概念，提前编译能带来的最大好处是Java虚拟机加载这些已经预编译成二进制库之后就能够直接调用，而无须再等待即时编译器在运行时将其编译成二进制机器码。理论上，提前编译可以减少即时编译带来的预热时间，减少Java应用长期给人带来的“第一次运行慢"的不良体验，可以放心地进行很多全程序的分析行为，可以使用时间压力更大的优化措施。但是提前编译的坏处也很明显，它破坏了Java"—次编写，到处运行"的承诺，必须为每个不同的硬件、操作系统去编译对应的发行包；也显著降低了Java链接过程的动态性，必须要求加载的代码在编译期就是全部已知的，而不能在运行期才确定，否则就只能舍弃掉己经提前编译好的版本，退回到原来的即时编译执行状态。

AOT的优点

在程序运行前编译，可以避免在运行时的编译性能消耗和内存消耗
可以在程序运行初期就达到最高性能，程序启动速度快
运行产物只有机器码，打包体积小

AOT的缺点

由于是静态提前编译，不能根据硬件情况或程序运行情况择优选择机器指令序列，理论峰值性能不如JIT
没有动态能力
同一份产物不能跨平台运行

Java AOT的历史演进

JIT是Java的一大灵魂特性，得益于即时编译，Java语言同时拥有了不输编译型语言的运行速度和“一次编译、到处运行”的跨平台能力、甚至还拥有和解释型语言类似的动态性能力，可以说JIT是Java语言能够快速风靡全球并得到广泛应用的重要原因之一。因此在Java诞生至今的几十年里，AOT编译方式和Java可以说是“一毛钱关系都没有”，那么为什么今天我们又要提起以AOT的方式运行Java程序呢，是JIT它不香么？

其实Java本身一直存在着一些“问题”：JVM本身是很重的，因此对服务器的性能消耗（某种意义上可以说是性能浪费）是很高的，同时Java应用的启动速度也往往被人所诟病。但是这些问题在Java所带来的跨平台运行能力和动态特性面前，都是“值得的牺牲” —— 使用Java你可以更方便的进行代码的打包和交付，可以轻松写出性能不差的程序并部署在任何主流的OS上。这些对于企业用户而言，一直是技术选型非常重要的考量因素，直到Docker和Serverless的诞生，逐渐改写了这一切：

Docker的诞生，让底层运行环境变得可以随意定制，你可以在生产环境的任何一台服务器上轻松混部Windows和Linux的各种发行版，这让JVM的跨平台能力显得不那么重要了。

Serverless概念的火爆，让弹性伸缩能力成为服务端程序的一大重要目标，这时候JVM的“臃肿”和JIT导致的启动延迟就让Java程序显得很不“Serverless”（拉包时间长、启动速度慢），如今我们提到云原生总是先想到Go、NodeJS而不是Java，似乎Java和云原生已经不是一个时代的产物了。

所以如果想让Java在云原生时代焕发“第二春”，支持AOT是非常重要的一步，而在这一步上，Java语言却经历了一波三折：

2016年，OpenJDK的 JEP 295提案首次在Java中引入了AOT支持，在这一草案中，JDK团队提供了 jaotc 工具，使用此工具可以将指定class文件中的方法逐个编译到native代码片段，通过Java虚拟机在加载某个类后替换方法的的入口到AOT代码来实现启动加速的效果。

jaotc的类似于给JVM打了一个“补丁”，让用户有权利将部分代码编译成机器码的时期提前，并预装载到JVM中，供运行时代码调用。不过这个补丁存在很多问题：

首先是在设计上没有考虑到Java的多Classloader场景，当多个Classloader加载的同名类都使用了AOT后，他们的static field是共享的，而根据java语言的设计，这部分数据应该是隔开的。由于这个问题无法快速修复，jaotc最终给出的方案只是暴力地禁止用户自定义classloader使用AOT。

此外，由于社区人手不足，缺乏调优和维护，jaotc的实际运行效果不尽人意，有时甚至会对应用的启动和运行速度带来反向优化，实装没多久之后就退化为实验特性，最终在JDK 16中被删除，结束了短暂的一生。

后来阿里AJDK团队自研的AppCDS（Class-Data-Share）技术继承了jatoc的思路，进行了大幅的优化和完善，目前也不失为一种Java AoT的选择，其本质思路和jaotc基本一致，这里就不再赘述了。

而目前业界除了这种在JVM中进行AOT的方案，还有另外一种实现Java AOT的思路，那就是直接摒弃JVM，和C/C++一样通过编译器直接将代码编译成机器代码，然后运行。这无疑是一种直接颠覆Java语言设计的思路，不过还是被各路大佬们实现了，那就是GraalVM Native Image。它通过C语言实现了一个超微缩的运行时组件 —— Substrate VM，基本实现了JVM的各种特性，但足够轻量、可以被轻松内嵌，这就让Java语言和工程摆脱JVM的限制，能够真正意义上实现和C/C++一样的AOT编译。这一方案在经过长时间的优化和积累后，已经拥有非常不错的效果，基本上成为Oracle官方首推的Java AOT解决方案，接下来我们会重点分析一下这项技术的原理和实际应用。

新的破局点GraalVM

先说一下GraalVM，这是Oracle在2019年推出的新一代UVM（通用虚拟机），它在HotSpotVM的基础上进行了大量的优化和改进，主要提供了两大特性：

Polyglot：多语言支持，你可以在GraalVM中无缝运行多种语言，包括Java、JS、Ruby、Python甚至是Rust。更重要的是可以通过GraalVM的API来实现语言混编 —— 比如在一段Java代码中无缝引用并调用一个Python实现的模块。
HighPerformance：高性能，首先它提供了一个高性能的JIT引擎，让Java语言在GraalVM上执行的时候效率更高速度更快；其次就是提供了SubstrateVM，通过Graal Compiler你可以将各种支持的语言（包括Java）编译成本地机器代码，获得更好的性能表现。

值得一提的是，Substrate VM虽然名为VM，但并不是一个虚拟机，而是一个包含了垃圾回收、线程管理等功能的运行时组件（Runtime Library），就好比C++当中的stdlib一样。当Java程序被编译为Native Image运行的时候，并不是运行在Substrate VM里，而是将SubstrateVM当作库来使用其提供的各种基础能力，以保障程序的正常运行。

不难看出，GraalVM这个项目的野心是非常大的，可以说这个项目是Oracle抢占云原生市场的一个重要布局，随着官方的不断投入和社区的壮大，目前GraalVM已经日渐成熟，在高性能和跨语言支持方面都交出了令人满意的答卷。GraalVM本身是一个非常庞大的项目，有很多的细节点可以深挖，不过接下来我们还是重点研究一下它的AOT能力 —— Native Image。

Native Image：原理与限制

一个Java程序究竟是如何被编译成静态可执行文件的？我们先来看一下NativeImage的原理。

Native Image的输入是整个应用的所有组件，包括应用本身的代码、各种依赖的库、JDK库、以及SVM；首先会进行整个应用的初始化，也就是代码的静态分析，这个分析过程有点类似GC中的“可达性分析”，会讲程序运行过程中将所有可达的代码、变量、对象生成一个快照，最终打包成一个可执行的Native Image。

一个完整的Native Image包含两个部分，一部分称为 Text Section，即用户代码编译成的机器代码；另一部分称为 Data Section，存储了应用启动后堆区内存中各种对象的快照。

可以预见的是，这个静态分析的过程（官方称之为 Pionts-to Analysis）是非常复杂且耗时的，整个分析过程会以递归的方式进行，最终得到两个树形结构Call Tree（包含所有可达的方法）以及Object Tree（包含所有可达的对象），Call Tree中所包含的方法会被AOT编译为机器码，成为Native Image的Text Section，而Object Tree中所包含的对象及变量则会被保存下来，写入Native Image的Data Setion。

整个静态分析的算法非常复杂，目前网上相关的资料也较少，如果有对具体算法感兴趣的同学，官方团队在Youtube上有一个相对比较详细的算法说明视频，可以自行查看：https://www.youtube.com/watch?v=rLP-8q3Cb8M

作为一个Java程序员，你一定会好奇JVM的动态特性，例如反射、代理，要如何进行静态分析呢？很显然，这两者之间是存在冲突的，因此Native Image设置了一个名为“Closed World”的假设作为静态分析的基本前提。

这个基本前提包含三个要求，对应的也就是目前Native Image存在的三个限制：

Points-to分析的时候，需要接受完整的字节码作为输入（即项目中所有用到的class的字节码都需要获取的到）。

=> 在运行期动态生成或者是动态获取字节码的程序，无法构建成 Native Image。

Java的动态特性，包括反射、JNI、代理，都需要通过配置文件在构建前实现声明好。

=> 无法提前声明动态特性使用范围的程序，无法构建成Native Image （例如，根据用户输入的一个参数反射去调用某个方法）。

在整个运行过程中，程序不会再加载任何新的class。

=> 在运行期间执行动态编译，或者是自定义Classloader动态装载类的程序，无法构建成Native Image。

Native Image：环境安装

Graal的安装

Native Image：实践

介绍了Native Image的基本原理和限制后，让我们来实际实践看看这项技术到底能够带给我们什么。

这里我们先给出一个非常基础的DEMO代码：

代码语言：javascript

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public class HelloWorld {
private static final String CONST = &#34;this-is-a constant var&#34;;

private String name;

public HelloWorld(String name) {
    this.name = name;
}

public void sayHello() {
    System.out.println(&#34;hello, &#34; + name);
}

public static void main(String[] args) {
    System.out.println(CONST);
    HelloWorld h1 = new HelloWorld(&#34;lumin&#34;);
    HelloWorld h2 = new HelloWorld(args[0]);
    h1.sayHello();
    h2.sayHello();
}

}

如何将这段代码构建成Native Image呢？首先安装好GraalVM，然后先使用javac将代码编译成字节码：

代码语言：javascript

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$ javac HelloWorld.java

接下来执行Native Image Build，指定类名

代码语言：javascript

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$ native-image HelloWorld

整个构建过程会执行比较长的一段时间，主要是执行Points-Analysis过程较长（大约三分多钟），最终的产物就是一个二进制文件：

可以看到这个HelloWorld最终打包产出的二进制文件大小为8.2M，这是包含了SVM和JDK各种库后的大小，虽然相比C/C++的二进制文件来说体积偏大，但是对比完整JVM来说，可以说是已经是非常小了。

再对比下运行速度：

可以看到，相比于使用JVM运行，Native Image的速度要快上不少，cpu占用也更低一些，从官方提供的各类实验数据也可以看出Native Image对于启动速度和内存占用带来的提升是非常显著的：

接下来我们加上 -H:+PrintImageObjectTree -H:+ExhaustiveHeapScan -H:+PrintAnalysisCallTree的参数再进行一次build，这样可以将整个Points-to Analysis的详细过程（Object Tree和Call Tree）打印出来以供分析：

call_tree_xxx文件中会包含完整的方法调用树，可以看到是一个递归的树形结构

通过Call Tree就可以得到整个程序运行过程中所有可能用到的方法，这些方法的代码都会被编译为机器码。

object_tree_xxx文件中，则包含了代码中所有使用到的对象和变量：

这里存储的主要是各种静态对象和变量，它们最终都被被打包至Image Heap中。

最后我们再来看一个使用反射的例子：

代码语言：javascript

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public class HelloReflection {
public static void foo() {
    System.out.println(&#34;Running foo&#34;);
}

public static void bar() {
    System.out.println(&#34;Running bar&#34;);
}

public static void main(String[] args) {
    for (String arg : args) {
        try {
            HelloReflection.class.getMethod(arg).invoke(null);
        }
        catch (ReflectiveOperationException ex) {
            System.out.println(&#34;Exception running&#34; + arg + &#34;: &#34;+ ex.getClass ().getSimpleName());
        }
    }
}

}

这段代码接收用户的输入作为入参，然后通过反射调用用户指定的方法，我们通过普通方式来编译执行这段代码，是可以正常Work的：

代码语言：javascript

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$ java HelloReflection foo bar

Running foo

Running bar

代码语言：javascript

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d:\test>native-image HelloReflection
GraalVM Native Image: Generating 'helloreflection' (executable)...
[1/7] Initializing...                                                                                    (5.9s @ 0.08GB)

Version info: 'GraalVM 22.2.0 Java 11 CE'

Java version info: '11.0.16+8-jvmci-22.2-b06'

C compiler: cl.exe (microsoft, x64, 19.32.31332)

Garbage collector: Serial GC

[2/7] Performing analysis...  [*****]                                                                    (6.9s @ 1.05GB)

2,695 (73.98%) of  3,643 classes reachable

3,437 (53.28%) of  6,451 fields reachable

12,173 (45.34%) of 26,851 methods reachable

26 classes,     0 fields, and   267 methods registered for reflection

62 classes,    53 fields, and    52 methods registered for JNI access

1 native library: version

[3/7] Building universe...                                                                               (1.0s @ 0.58GB)
Warning: Reflection method java.lang.Class.getMethod invoked at HelloReflection.main(HelloReflection.java:14)

Warning: Aborting stand-alone image build due to reflection use without configuration.

Warning: Use -H:+ReportExceptionStackTraces to print stacktrace of underlying exception
                    0.7s (5.0% of total time) in 14 GCs | Peak RSS: 1.94GB | CPU load: 6.07

========================================================================================================================

Failed generating 'helloreflection' after 14.1s.
GraalVM Native Image: Generating 'helloreflection' (executable)...
[1/7] Initializing...                                                                                    (5.7s @ 0.08GB)

Version info: 'GraalVM 22.2.0 Java 11 CE'

Java version info: '11.0.16+8-jvmci-22.2-b06'

C compiler: cl.exe (microsoft, x64, 19.32.31332)

Garbage collector: Serial GC

[2/7] Performing analysis...  []                                                                    (7.5s @ 0.32GB)

2,807 (74.79%) of  3,753 classes reachable

3,564 (53.47%) of  6,666 fields reachable

12,667 (45.85%) of 27,625 methods reachable

26 classes,     0 fields, and   272 methods registered for reflection

62 classes,    53 fields, and    52 methods registered for JNI access

1 native library: version

[3/7] Building universe...                                                                               (1.4s @ 0.80GB)

[4/7] Parsing methods...      []                                                                        (1.0s @ 1.53GB)

[5/7] Inlining methods...     []                                                                      (0.8s @ 0.46GB)

[6/7] Compiling methods...    []                                                                      (5.5s @ 1.06GB)

[7/7] Creating image...                                                                                  (1.7s @ 1.43GB)

4.45MB (38.22%) for code area:     7,449 compilation units

6.95MB (59.66%) for image heap:   90,863 objects and 5 resources

252.45KB ( 2.12%) for other data

11.64MB in total
Top 10 packages in code area:                               Top 10 object types in image heap:

664.30KB java.util                                          928.95KB byte[] for code metadata

360.01KB java.lang                                          853.94KB java.lang.String

353.50KB com.oracle.svm.jni                                 840.00KB byte[] for general heap data

225.12KB java.util.regex                                    637.97KB java.lang.Class

222.22KB java.text                                          526.25KB byte[] for java.lang.String

207.03KB java.util.concurrent                               389.16KB java.util.HashMap$Node

131.93KB com.oracle.svm.core.code                           352.09KB char[]

117.02KB java.math                                          241.23KB com.oracle.svm.core.hub.DynamicHubCompanion

110.77KB com.oracle.svm.core.genscavenge                    191.59KB java.util.HashMap$Node[]

99.46KB sun.text.normalizer                                163.05KB java.lang.String[]

1.96MB for 109 more packages                                1.41MB for 777 more object types
                    0.9s (3.4% of total time) in 17 GCs | Peak RSS: 3.19GB | CPU load: 7.38


Produced artifacts:

D:\test\helloreflection.build_artifacts.txt (txt)

D:\test\helloreflection.exe (executable)
Finished generating 'helloreflection' in 25.0s.

Warning: Image 'helloreflection' is a fallback image that requires a JDK for execution (use --no-fallback to suppress fallback image generation and to print more detailed information why a fallback image was necessary).
d:\test>

但是如果我们通过native-image运行，则会出现问题，这里我们需要加上--no-fallback参数来构建，否则graalvm检测到这个程序使用了未配置的反射时，会把产物自动降级成jvm运行：

代码语言：javascript

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$ ./helloreflection foo

Exception runningfoo: NoSuchMethodException

可以看到，运行foo方法提示 NoSuchMethodException，这就是因为在编译时我们无法知道用户真正调用的会是哪个方法，因此静态编译的时候就不会把foo、bar这两个方法认为是“可达的”，最终的native image中也就不会包括这两个方法的机器码。要解决这个问题，我们就需要进行配置化的 提前声明。

在编译的目录下新建一个reflect-config.json，格式内容如下：

代码语言：javascript

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[

]

}

]

这样就相当于显示地声明了HelloReflection的foo方法会被反射调用，native build的时候就会将这个方法编译为机器码并写入image当中。可以再看下运行效果：

编译日志

代码语言：javascript

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[7/7] Creating image... (1.6s @ 0.96GB) 4.28MB (37.44%) for code area: 7,124 compilation units 6.91MB (60.45%) for image heap: 89,515 objects and 5 resources 246.55KB ( 2.11%) for other data 11.44MB in total Top 10 packages in code area: Top 10 object types in image heap: 635.07KB java.util 892.45KB byte[] for code metadata 353.50KB com.oracle.svm.jni 840.44KB java.lang.String 324.45KB java.lang 831.75KB byte[] for general heap data 225.12KB java.util.regex 588.85KB java.lang.Class 222.22KB java.text 516.40KB byte[] for java.lang.String 166.94KB java.util.concurrent 389.16KB java.util.HashMap$Node 131.93KB com.oracle.svm.core.code 352.09KB char[] 117.02KB java.math 231.60KB com.oracle.svm.core.hub.DynamicHubCompanion 110.77KB com.oracle.svm.core.genscavenge 191.59KB java.util.HashMap$Node[] 99.46KB sun.text.normalizer 160.39KB java.lang.String[] 1.90MB for 110 more packages 1.39MB for 750 more object types 0.8s (3.4% of total time) in 17 GCs | Peak RSS: 3.24GB | CPU load: 7.12 Produced artifacts: d:\test\helloreflection.build_artifacts.txt (txt) d:\test\helloreflection.exe (executable)

Finished generating 'helloreflection' in 23.2s.

运行效果

代码语言：javascript

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# linux $native-image -H:ReflectionConfigurationFiles=./reflect-config.json HelloReflection $./helloreflection foo Running foo $./helloreflection bar Exception runningbar: NoSuchMethodException win10 d:\test>helloreflection.exe d:\test>helloreflection.exe foo Running foo d:\test>helloreflection.exe foo bar Running foo Exception runningbar: NoSuchMethodException

d:\test>

可以看到，显示声明了的foo方法可以正常被调用，但是没有声明过的bar方法，依然会抛出NoSuchMethodException。

Spring Native

上面我们的实践都是比较简单的针对某一个Java Class而言，而我们实际线上使用的工程往往都要复杂许多，尽管Native Image也提供了编译一个完整jar包的能力，但是对于我们通常使用的spring、maven工程来说，由于反射和代理的存在，根本不可能直接通过Native Image编译成功，因此我们还需要工程框架层面的支持，否则Native Image永远无法成为一种生产工具，而更像一个玩具。

作为Java工程界的龙头大佬，Spring自然观察到了这一点，于是就有了Spring Native。

首先需要说明一下，Spring Native目前还属于实验特性，最新Beta版本为0.12.1，还没有推出稳定的1.0版本（按照官方预期是2022年内会推出），需要Spring Boot最低版本是2.6.6，后续Spring Boot 3.0中也会默认支持Native Image。

https://github.com/spring-projects-experimental/spring-native

可以看到活跃度还是不错的，现在处于适配和扩展的阶段。

那么，Spring Native给我们带来了什么呢？

首先是Spring框架的Native化支持，包括IOC、AOP等各种Spring组件及能力的Native支持；其次是Configuration支持，允许通过@NativeHint注解来动态生成Native Image Configuration（reflect-config.json, proxy-config.json等）；最后就是Maven Plugin，可以通过Maven构建获得Native Image，而不需要再手动去执行native-image命令。

可以参考这篇《Spring Native在Windows环境使用说明》

https://blog.csdn.net/penker_zhao/article/details/124366910

手动支持

思路就是先打成jar包，然后native-image -cp spring-native-example-0.0.1-SNAPSHOT.jar 生成二进制文件

工程支持

接下来我们通过一个DEMO来简单入门Spring Native

首先确保Spring Boot的版本在2.6.6以上，然后在一个基础Spring Boot项目的基础上，引入以下依赖：

代码语言：javascript

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<dependency>

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

<artifactId>spring-native</artifactId>

<version>0.11.4</version>

</dependency>

接着引入plugin

代码语言：javascript

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<plugin>

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

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

<version>0.11.4</version>

<executions>

<execution>

<id>generate</id>

<goals>

<goal>generate</goal>

</goals>

</execution>

<execution>

<id>test-generate</id>

<goals>

<goal>test-generate</goal>

</goals>

</execution>

</executions>

</plugin>

最后指定native build的profile

代码语言：javascript

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<profiles>

<profile>

<id>native</id>

<dependencies>

<!-- Required with Maven Surefire 2.x -->

<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>0.9.11</version>

<extensions>true</extensions>

<executions>

<execution>

<id>build-native</id>

<goals>

<goal>build</goal>

</goals>

<phase>package</phase>

</execution>

<execution>

<id>test-native</id>

<goals>

<goal>test</goal>

</goals>

<phase>test</phase>

</execution>

</executions>

<configuration>

<!-- ... -->

</configuration>

</plugin>

<!-- Avoid a clash between Spring Boot repackaging and native-maven-plugin -->

<plugin>

<groupId>org.springframework.boot</groupId>

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

<configuration>

<classifier>exec</classifier>

</configuration>

</plugin>

</plugins>

</build>

</profile>

</profiles>

引入之后，运行mvn -Pnative -DskipTests clean package命令，就可以进入native build过程，编译完成后产物在 target/{your-app-name}。

可以看下启动运行的效果：

相比于普通JVM方式运行，启动速度大约提升了5倍（1.2s -> 0.2s）。

对于大部分简单的Spring Boot应用，只需要经过上述这些简单的配置就可以完整运行了，看起来似乎很美好，是不是？但这仅仅是对于Spring组件而言，Native Image目前需要面对的最大问题，还是来自于Java世界数以万计的各种库：Netty、fastjson、logback、junit ...... 尽管很多的开源库都开始改造以支持Native Build，但对于生产环境的企业级应用来说，依然还有很长的路要走（当然，这可能也不是Native Image最适用的场景）。

小结

最后对Java的AOT方案做一个总结。Java AOT在经过一波三折的发展后，目前最为成熟可行的方案就是 GraalVM Native Image，它所带来的优势是显著的：更快的启动速度、更小的内存消耗、脱离JVM独立运行。但对应的，它也存在着非常多的限制，尤其是在充满了反射等动态特性的Java工程生态圈，很难得到大规模的广泛应用。

总的来说，Java AOT目前是有着明确使用场景的一种技术，主要可以应用于：

编写命令行CLI程序，希望程序可以完整独立运行而不是需要额外安装JVM。
运行环境资源严重受限的场景，例如IoT设备、边缘计算等场景。
希望追求极致的启动速度，并且应用逻辑相对足够轻量，如FaaS。

当然未来Java AOT仍然会进一步发展，我们可以拭目以待。说不定能和go扳手腕就看这个

附录

《graal vm 22.1版本官方文档》

https://www.graalvm.org/22.1/docs

《Spring Native官方文档》

https://docs.spring.io/spring-native/docs/current/reference/htmlsingle/#overview

Java在云原生的破局利器——AOT(JIT与AOT)

导读

JIT与AOT的区别

Java AOT的历史演进

新的破局点GraalVM

Native Image：原理与限制

Native Image：环境安装

Native Image：实践

GraalVM Native Image: Generating 'helloreflection' (executable)...

Warning: Reflection method java.lang.Class.getMethod invoked at HelloReflection.main(HelloReflection.java:14) Warning: Aborting stand-alone image build due to reflection use without configuration. Warning: Use -H:+ReportExceptionStackTraces to print stacktrace of underlying exception

======================================================================================================================== Failed generating 'helloreflection' after 14.1s.

GraalVM Native Image: Generating 'helloreflection' (executable)...

Produced artifacts: D:\test\helloreflection.build_artifacts.txt (txt) D:\test\helloreflection.exe (executable)

d:\test>

Produced artifacts: d:\test\helloreflection.build_artifacts.txt (txt) d:\test\helloreflection.exe (executable)

win10

Spring Native

手动支持

工程支持

小结

附录

Warning: Reflection method java.lang.Class.getMethod invoked at HelloReflection.main(HelloReflection.java:14)
Warning: Aborting stand-alone image build due to reflection use without configuration.
Warning: Use -H:+ReportExceptionStackTraces to print stacktrace of underlying exception

========================================================================================================================
Failed generating 'helloreflection' after 14.1s.

Produced artifacts:
D:\test\helloreflection.build_artifacts.txt (txt)
D:\test\helloreflection.exe (executable)

`d:\test>`

Produced artifacts:
d:\test\helloreflection.build_artifacts.txt (txt)
d:\test\helloreflection.exe (executable)