使用Spring Native将SpringBoot程序转换为GraalVM

Spring发布了一个新工具Spring Native Beta，用于将现有的Spring Boot应用程序（用Java或Kotlin编写）转换为GraalVM本机映像。目标是在springnative上支持Spring Boot应用程序。GraalVM本机映像很小，经过优化，启动速度很快。然而，与JVM相比，折衷的办法是构建时间更长，运行时优化更少。

Spring Native与GraalVM团队合作，充当桥梁，确保GraalVM理解传统的SpringBoot代码。Oracle实验室的高级研究经理Vojin Jovanovic在谈到他们与Spring的合作时说：

与Spring团队合作构建本机JVM生态系统是一件非常愉快的事情：他们深厚的技术知识和对社区敏感的触觉总能带来最好的解决方案。最新的Spring本机版本及其在JVM生态系统中的大量使用为本机编译的广泛采用铺平了道路。

在后台，Maven和Gradle提供的提前（AOT）插件用于将Spring引导应用程序转换为本机代码。这些插件为GraalVM不支持的所有Spring元素（如反射和代理）生成GraalVM本机配置。生成的配置存储在reflect-config.json 文件。例如，用@Service注释的每个类都在JSON文件中配置。

假设Spring本机配置文件位于META-INF/Native-image文件夹中，则可以发现它们。本机提示可用于配置SpringNative尚不支持的元素，例如MySQL驱动程序配置。

创建新项目时，Spring Initializer中提供了Spring本机依赖项。

一些依赖项，比如springdatajpa，需要额外的配置来支持GraalVM。Spring团队通过插件提供这些额外的配置。例如，在Intitializr中添加了Spring数据JPA依赖项之后，两个额外的Maven插件Spring aot Maven plugin和hibernate enhance Maven plugin（包括它们的配置）被添加到pom.xml文件。

此时并非所有依赖项都受Spring Native支持。如果initializer生成的Spring项目中包含不支持的依赖项，则HELP.md 文件将列出它。

与任何其他Spring Boot应用程序一样，Initializer会自动创建适当的入口点类来运行应用程序：

@SpringBootApplication
public class NativeApplication {

	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(NativeApplication.class, args);
	}
}

接下来，提供一个REST controller来测试应用程序：

@Controller
public class NativeEndpoint {

    @GetMapping("/native")
    public String nativeCall() {
        return "Native";
    }
}

除了标准的SpringBoot依赖项之外，Initializer还为SpringNative支持添加了一个新的依赖项：

<dependency>
	<groupId>org.springframework.experimental</groupId>
	<artifactId>spring-native</artifactId>
	<version>${spring-native.version}</version>
</dependency>

spring boot maven插件接收了一些额外的配置来生成本机映像：

<plugin>
	<groupId>org.springframework.boot</groupId>
	<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
	<configuration>
		<image>
			<builder>paketobuildpacks/builder:tiny</builder>
			<env>
				<BP_NATIVE_IMAGE>true</BP_NATIVE_IMAGE>
			</env>
		</image>
	</configuration>
</plugin>

Maven可用于通过提前编译生成本机映像。生成的可执行文件包括所有必要的类和来自JDK的静态链接本机代码。底层VM被用作运行时系统，而不是普通的javavm。

$ ./mvnw spring-boot:build-image

在编译和优化代码时，构建映像需要一些时间。此步骤在Docker映像中执行，需要相当多的内存。如果发生以下错误，应增加Docker的内存设置：

Exception in thread "native-image pid watcher" java.lang.OutOfMemoryError: 
   GC overhead limit exceeded

执行上述Maven命令的输出显示了结果Docker映像，其中包含GraalVM本机映像：

Successfully built image 'docker.io/library/native:0.0.1-SNAPSHOT'

生成的映像约为82 MB，包含运行应用程序的所有内容：

$ docker images
native  0.0.1-SNAPSHOT ... 81.9MB

Docker容器在端口8080上启动：

$ docker run -p 8080:8080 native:0.0.1-SNAPSHOT

启动容器后，应用程序几乎可以立即进行测试：

$ curl localhost:8080/native --silent
Native