前言
对于Java开发者们来说,几乎每天都在和JVM打交道,然而JVM即将过时了。那些对新技术保持敏锐洞察力的开发者,可能已经在生产环境中部署GraalVM生成的二进制程序了,小伙伴们,你们已经用起来了吗?
GraalVM有何魅力?
GraalVM是由Oracle官方大力发展和想要推广的下一代高性能多语言虚拟机,目前很多框架已支持 GraalVM ,比如Spring 。GraalVM 的核心优势在于其 Native Image技术,它能够将Java代码直接编译成独立的二进制可执行文件,通过使用即时编译器(JIT)和提前编译器(Ahead-Of-Time, AOT)优化代码执行提高性能,具有以下高级特性:
-
低CPU和内存使用率:GraalVM 具有高效的垃圾回收机制,可以减少内存使用并提高应用性能。
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多语言支持:GraalVM可以运行JavaScript、Python、Ruby等多种其他语言,从而扩展了其应用范围。
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极高的安全性:提供了更高级别的安全性,可以更好地保护应用程序免受攻击和数据泄露等安全威胁。
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快速启动和预热:GraalVM能够实现快速的应用程序启动,并且无需预热即可获得最佳性能。
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工具链:提供了一套工具,如调试器、性能分析器等,帮助开发者开发和优化应用。
了解完GraalVM的特性,很多小伙伴会说这东西看起来不错,但用于生产环境是刚需吗?实际情况下能解决我们的哪些痛点?我将在下文中为大家解答。
Java服务慢的问题能解决吗?
Java开发的小伙伴,是否吐槽过Java慢?这里总结下服务慢的槽点主要三个方面:
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微服务光启动就得花5-6分钟,虚拟内存占用越来越大,要不要再扩点资源?
-
JVM参数要不要调一下,怎么调?
- 代码里有没有慢SQL,怎么优化?
上面的启动慢和JVM调参两个问题,开发小伙伴确实痛但又不得不面对,只能期望官方解决这个问题。针对代码中慢SQL问题,目前行业内有一些工具,但大多都是基于经验规则审核,不能有效识别性能问题,无法彻底根治。那有没有彻底根治慢问题的方式呢?
1)微服务启动慢和JVM调参问题如何彻底解决?
Orace官方新推出的GraalVM,大家的期望实现了,直指痛点解决上面两个问题,官方为什么要干掉JVM呢?
-
JVM作为Java程序的运行环境,光启动就得花一大把时间,在JVM启动完成后,才能执行应用程序本身的启动工作,这就是Java程序启动慢的根因。
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JVM调参也是一门技术活,有门槛,依赖经验。
既然是JVM机制导致慢的问题,那官方就彻底干掉JVM,大家也许好奇,GraalVM是如何解决慢的问题的呢?
GraalVM核心功能是可以在本机直接运行高性能低占用的可执行二进制文件(换言之无需JDK环境即可运行)。与基于 JVM 的Java服务运行相比,经过编译得到的原生可执行文件的在启动速度方面有了很大优化,这一过程消除了对 JVM 或其他运行时环境的依赖,并降低了内存占用,从而使得Java程序能够快速启动。这对于云计算和微服务等需要快速启动和低内存使用的场景来说,是非常有益的。
2)SQL慢问题,如何从根源上识别代码SQL性能问题?
近期DBdoctor工具的SQL审核功能发布,开发同学的福音来了。DBdoctor是GraalVM的好搭档,在代码开发阶段就能评估出业务SQL未来上线后的真实性能,并给出优化建议,比如推荐最佳索引,解决业务SQL性能问题导致慢的问题。感兴趣的小伙伴可以看这一篇文章:
郑祥,公众号:DBdoctor数据库索引推荐大PK,DBdoctor和资深DBA的终极较量
服务慢的问题能彻底根治了,开发小伙伴可以行动起来了,GraalVM+DBdoctor可以让你的服务启动运行更加丝滑稳定。
三、如何使用GraalVM?
下面我们将通过一个简单的Java Demo来演示一下。
1)下载graalvm,并查看当前已安装的组件。
命令查看当前已安装的组件,可以看到native-image是默认安装的组件
cd graalvm-jdk-_linux-/bin
./gu list
ComponentId Version Component name Stability Origin
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
graalvm 23.0.4 GraalVM Core Supported
native-image 23.0.4 Native Image Early adopter
2)准备demo代码(maven工程)
这里使用了 native-maven-plugin maven插件,目的是简化编译的流程。当然也可以不使用插件,通过native-image命令直接进行编译。
a)工程目录结构
├── NativeImageDemo
│ ├── pom.xml
│ └── src
│ ├── main
│ │ ├── java
│ │ │ └── HelloWorld.java
│ │ └── resources
b)HelloWorld.java
public class HelloWorld {
static class Greeter {
static {
System.out.println("Greeter is getting ready!");
}
public static void greet() {
System.out.println("Hello, World!");
}
}
public static void main(String[] args) {
Greeter.greet();
}
}
c)pom.xml
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
org.example
NativeImageDemo
1.0-SNAPSHOT
17
17
org.graalvm.buildtools
native-maven-plugin
0.10.2
${project.artifactId}
HelloWorld
true
-H:+ReportExceptionStackTraces
3)编译执行二进制程序
a)编译
cd 到项目根目录执行以下命令,等待片刻命令行输出 BUILD SUCCESS 说明编译成功。
mvn -U clean package native:compile
========================================================================================================================
GraalVM Native Image: Generating 'NativeImageDemo' (executable)...
========================================================================================================================
[1/8] Initializing... (4.8s @ 0.19GB)
C compiler: gcc (redhat, x86_64, 4.8.5)
Garbage collector: Serial GC (max heap size: 80% of RAM)
[2/8] Performing analysis... [****] (3.9s @ 0.25GB)
1,856 (59.16%) of 3,137 types reachable
1,737 (46.34%) of 3,748 fields reachable
7,717 (35.62%) of 21,663 methods reachable
640 types, 0 fields, and 283 methods registered for reflection
49 types, 32 fields, and 48 methods registered for JNI access
4 native libraries: dl, pthread, rt, z
[3/8] Building universe... (1.0s @ 0.38GB)
[4/8] Parsing methods... [*] (1.5s @ 0.33GB)
[5/8] Inlining methods... [***] (0.4s @ 0.38GB)
[6/8] Compiling methods... [***] (11.0s @ 0.51GB)
[7/8] Layouting methods... [*] (1.0s @ 0.45GB)
[8/8] Creating image... [*] (1.3s @ 0.52GB)
2.75MB (43.13%) for code area: 3,486 compilation units
3.46MB (54.34%) for image heap: 48,919 objects and 1 resources
165.42kB ( 2.53%) for other data
6.38MB in total
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Top 10 origins of code area: Top 10 object types in image heap:
1.43MB java.base 549.55kB byte[] for code metadata
1.13MB svm.jar (Native Image) 415.45kB byte[] for java.lang.String
69.54kB com.oracle.svm.svm_enterprise 325.83kB java.lang.String
33.89kB org.graalvm.nativeimage.base 304.98kB java.lang.Class
30.23kB org.graalvm.sdk 253.66kB byte[] for general heap data
18.95kB jdk.internal.vm.ci 147.78kB java.util.HashMap$Node
14.10kB jdk.internal.vm.compiler 111.71kB char[]
1.17kB jdk.proxy3 78.91kB java.lang.Object[]
1.15kB jdk.proxy1 72.50kB com.oracle.svm.core.hub.DynamicHubCompanion
360.00B jdk.proxy2 70.45kB byte[] for reflection metadata
162.00B for 1 more packages 441.46kB for 506 more object types
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Recommendations:
G1GC: Use the G1 GC ('--gc=G1') for improved latency and throughput.
PGO: Use Profile-Guided Optimizations ('--pgo') for improved throughput.
HEAP: Set max heap for improved and more predictable memory usage.
CPU: Enable more CPU features with '-march=native' for improved performance.
QBM: Use the quick build mode ('-Ob') to speed up builds during development.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
0.8s (3.0% of total time) in 99 GCs | Peak RSS: 1.18GB | CPU load: 15.45
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Produced artifacts:
/usr/local/NativeImageDemo/target/NativeImageDemo (executable)
========================================================================================================================
Finished generating 'NativeImageDemo' in 25.6s.
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] BUILD SUCCESS
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Total time: 28.975 s
[INFO] Finished at: 2024-07-21T13:29:33Z
[INFO] --------------------------------------------------------------
b)执行二进制程序
cd到target目录,执行以下命令即可得到结果。可以看到NativeImageDemo文件是一个可执行文件,可以在任何相同架构的linux服务器上执行
./NativeImageDemo
Greeter is getting ready!
Hello, World!
四、如何上线前发现性能问题?DBdoctor下载完成后可以零依赖一分钟安装部署服务,SQL审核主要包括两个部分: a)SQL规则审核(规范):SQL规则审核相当于公司的SQL规范,通过DBdoctor可以快速识别规范问题并指出问题原因。 b)SQL性能审核:DBdoctor基于外置COST优化器,通过采集真实数据情况进行计算,最终得出所有索引组合的COST消耗排序,推荐COST最小的索引(最优索引)。只需要把SQL贴在SQL审核里进行审核,就能查看到推荐结果。
五、总结
GraalVM Native Image技术为 Java应用带来快速启动和低资源消耗的优势,DBdoctor的SQL审核技术为Java应用带来快速SQL性能审核和无需生产变更就能评估的优势,GraalVM+DBdoctor的配合能助力Java服务提速,欢迎加入我们的技术交流群与我们探讨交流!
1️⃣ 产品介绍:DBdoctor产品介绍2️⃣免费下载/在线试用:https://dbdoctor.hisensecloud.com/col.jsp?id=126