Spring官宣，幹掉原生JVM！

Spring 團隊日前發佈了 Spring Native Beta 版。經過 Spring Native，Spring 應用將有機會與 GraalVM 原生鏡像的方式運行。爲了更好地支持原生運行，Spring Native 提供了 Maven 和 Gradle 插件，而且提供了優化原生配置的註解。

Spring 發佈了 Spring Native 的 beta 版本，並在http://start.spring.io上運行它。

實際上，這意味着自Spring成立以來，除了Spring支持的常規Java虛擬機以外，咱們還將添加Beta支持，以使用GraalVM將Spring應用程序編譯到本機映像中，從而提供一種部署Spring應用程序的新方法。支持Java和Kotlin。

這些本機Spring應用程序能夠部署爲獨立的可執行文件（無需安裝JVM），並提供有趣的特性，包括幾乎即時啓動（一般<100ms），即時峯值性能和較低的內存消耗，但所需的構建時間和運行時優化次數少於JVM。

使用簡單mvn spring-boot:build-image或gradle bootBuildImage命令，您能夠生成一個優化的容器映像，該映像將包含一個最小的OS層和一個小的本機可執行文件，該映像僅隨附JDK，Spring以及您在應用程序中使用的依賴項中的必需位。

請參閱下面的示例，其中包含50MB可執行文件的最小容器映像，其中包含Spring Boot，Spring MVC，Jackson，Tomcat，JDK和應用程序。

這種原生方式，在不少場景下都會對 Spring 應用產生價值：

• 具備Spring Cloud功能的無服務器
• 以更便宜和更可持續的方式託管Spring微服務
• 很是適合VMware Tanzu等Kubernetes平臺
• 想要建立最佳的容器映像來打包您的Spring應用程序和服務

在使用場景上，好比 Piotr Mińkowski 提供了一個很是棒的指南，介紹瞭如何在 Knative 上使用 Spring Boot 和 GraalVM 構建原生微服務。

1. 團隊協做

Spring Native beta 是整個 Spring 團隊及其家族項目普遍合做的結果：Spring Framework、Spring Boot 還包括 Spring Data、Spring Security、Spring Cloud 和 Spring Initializr。

據悉，原生功能的工做範圍比 Spring 更廣，由於原生涉及到更普遍的 JVM 生態系統，因此官方一直在與 GraalVM 團隊合做，以改善原生鏡像的兼容性和資源消耗。

如下是來自 GraalVM 團隊的 Vojin Jovanovic 的一段話。

「與 Spring 團隊協做打造原生 JVM 生態系統是一件很是愉快的事情：他們深厚的技術知識，再加上對社區的敏感觸覺，老是能帶來最好的解決方案。

最新的 Spring Native 版本，以及它在 JVM 生態系統中的衆多用法，爲原生編譯的普遍採用鋪平了道路。」

2.支持範圍

隨着Spring Native從alpha過渡到beta，我認爲弄清咱們提供的支持範圍很重要。

Alpha是第一步，咱們進行了大量試驗並完善了Spring Native（之前稱爲Spring GraalVM Native）的體系結構，兼容性和對一系列樣本進行了重大更改的封裝。咱們還報告了GraalVM團隊修復的許多問題，目的是縮小JVM與Spring應用程序的本機之間的差距。

雖然仍被認爲是實驗性的，但beta意味着Spring如今爲Spring生態系統的子集提供了對native的支持。若是項目正在使用受支持的依賴項，則能夠在項目上進行嘗試；若是出現問題，則引起錯誤或提出請求請求。

最新版本的Spring Boot 2.x次要版本的每一個修補程序版本都會出現一個新版本的Spring Native。Spring Native 0.9.0支持Spring Boot 2.4.3，Spring Native 0.9.1支持Spring Boot 2.4.4，等等。

雖然會發生一些重大變化，但咱們將記錄遷移路徑。文檔質量達到了一個新的水平：參考文檔以html單頁或pdf的形式提供]，而且咱們發佈了本機提示的Javadoc公共API。

3.start.spring.io

Stéphane Nicoll 在對 http://start.spring.io 和相關 IDE 的集成中，引入了對 Spring Native 的支持，因此如今這是探索如何使用 Spring 構建原生應用最簡單的方式。

添加 Spring Native 依賴後將會使用所需的依賴和插件自動配置 Maven 或 Gradle 項目，以便於支持原生。應用代碼自己沒有變化。

請檢查自動生成的 HELP.md 文件，該文件包含了有用的連接和文檔，同時它還能標記出來你是否選擇了一些在原生環境下不支持的依賴。

4. 提早轉換

本機不一樣於JVM：類路徑在構建時是固定的，例如須要反射或資源進行配置，沒有類延遲加載（可執行文件中附帶的全部內容在啓動時都加載到內存中），而且能夠調用一些代碼在構建時。

爲了充分體現這些特性並容許Spring應用程序在本機上以最大的兼容性和最小的佔用空間運行，Brian Clozel在此版本中引入了Spring提早（AOT）Maven和Gradle插件，它們能夠提早執行您的應用程序上的轉換。

第一種轉換旨在基於由驚人的Andy Clement設計和實現的推理引擎來生成GraalVM本機配置（反射，資源，代理，本機映像選項），該引擎瞭解什麼是Spring編程模型和基礎架構。例如，對於每一個由註釋的類@Controller，一個條目將被添加到生成的reflect-config.json文件中。

沒法推斷出某些本機配置，對於這些狀況，咱們引入了本機提示註釋（有關更多詳細信息，請參見Javadoc），這使Spring Native能夠比基於常規JSON的本機圖像配置更可維護，類型安全和靈活地支持本機配置。例如同春本地MySQL驅動支持提供線索，讓一代機映像正確的條目reflect-config.json，resource-config.json以及native-image.properties以下：

`@NativeHint(`
 `trigger = Driver.class,`
 `options = "--enable-all-security-services",`
 `types = @TypeHint(types = {`
 `FailoverConnectionUrl.class,`
 `FailoverDnsSrvConnectionUrl.class,`
 `// ...`
 `}), resources = {`
 `@ResourceHint(patterns = "com/mysql/cj/TlsSettings.properties"),`
 `@ResourceHint(patterns = "com.mysql.cj.LocalizedErrorMessages",`
 `isBundle = true)`
`})`
`public class MySqlHints implements NativeConfiguration {}`

NativeConfiguration和其餘動態配置機制容許更強大的和動態的配置生成，但要注意它們的API將在即將到來的版本演變了不少。

Spring開發人員還可使用特定於應用程序的本機提示直接註釋其@Configuration或@SpringBootApplication類，例如，Book經過諸如RestTemplate或的編程API將類序列化爲JSON WebClient：

`@TypeHint(types = Book.class)`
`@SpringBootApplication`
`public class WebClientApplication {`
 `// ...`
`}`

與提早轉換系統一塊兒使用時，最後一種多是最強大的機制是使用Spring Boot部署模型與GraalVM native結合引入的封閉世界假設自動生成本機優化代碼（源代碼和字節碼）的功能。圖像特徵。

這裏的目標是經過使用本機圖像編譯器，能夠開箱即用地分析的代碼構造來限制所需的額外本機配置的數量，以提升兼容性，並經過減小反射所需的配置數量來減小佔用空間，資源或代理。

一個具體的例子是各類形式的提早轉換spring.factories （Spring Boot背後的擴展機制）到優化的程序設計版本，該版本不須要反射，而且能夠在應用程序的上下文中過濾掉沒必要要的條目。

這只是Spring AOT的開始，咱們打算向[@Configuration功能配置中添加更強大的轉換，以經過提早分析來替換運行時反射，該提早分析將自動生成配置類，這些配置類將使用lambda和方法引用之類的程序化構造。這將使GraalVM本機圖像編譯器能夠當即瞭解Spring配置，而無需任何反射配置或*.class資源。

要記住的一個關鍵點是，在使用Spring Native時，默認狀況下在JVM上也會使用AOT生成的代碼，以容許您使用JVM容許的短反饋循環來行使「本機友好的代碼路徑」。您的調試器和全部常規工具。

儘管Spring AOT轉換當前主要由本機需求驅動，可是其中許多不是本機特定的，而且可能其中一些能夠提供優化以在JVM上運行Spring Boot應用程序。與此類主題同樣，重要的是數據驅動，以便咱們測量效率和績效來決定咱們的決策。

咱們可能會改進IDE的集成，如今確保在IDE中運行應用程序以前，請先閱讀相關文檔以進行潛在的手動配置步驟，以更新生成的源代碼。

5. 結論

Spring戰略要本地化有兩個主要支柱。第一個是使Spring基礎結構適應本機，而無需對數百萬個現有的Spring Boot應用程序進行重大更改。

其中包括咱們在Spring頂級項目中所作的更改，以使其對本機友好，@NativeHint咱們將在Spring Native中成熟的基礎架構（例如）和Spring AO構建插件。

第二個支柱比Spring自己更普遍，native是一個具備與JVM不一樣的特性的平臺，可是Java生態系統須要儘量地一致，以免兩種很是不一樣的Java風格，這將難以維護。

這就是爲何咱們與GraalVM團隊進行深刻合做以縮小這一差距的緣由。在接下來的幾個月中，這項合做將專一於爲更普遍的JVM生態系統改善本機測試和本機配置。