环顾四周，皆是对手！
- 云年代的掉队者，因为Java发动的高延时、对资源的高占用、导致在Serverless及FaaS架构下力不从心，在越来越盛行的边际核算、IoT方向上也是难觅踪影;
- Java言语在事务服务开发中孤独求败，但在系统级运用领域几乎是C、C++、搅局者Go、黑天鹅Rust的全国;
- 移动运用、灵敏运用的追随者，移动运用中Android逐步去Java，前端又是JS的国际，灵敏开发方面前有Ruby、Python后有NodeJS;
此时众多的Javaer会不经意提问：学Java还有未来么？
你能够厌弃Java, 可是能够永久信任JVM! 在云原生如日中天、Serverless日渐成熟、新言语百家争鸣的当下，跨言语、Native支撑、高性能低资源占用的技能必定是其灿烂的明珠，而GraalVM正是这样一个承载了JVM未来，将Java带入下一波技能的弄潮儿。
GraalVM – 云原生年代的Java
“一次编写，处处运转“是Java言语的特性，这一重要特性依托的是JVM虚拟机
在讨论GraalVM之前，咱们先聊下Java代码是怎样运转的？
从硬件视角来看，Java字节码无法直接履行。因而，Java虚拟机需要将字节码翻译成机器码。
从虚拟机视角来看，履行Java代码首要需要将它编译而成的 class 文件加载到 Java 虚拟机中。加载后的 Java 类会被寄存于办法区（Method Area）中。实际运转时，虚拟机会履行办法区内的代码。Java 虚拟机同样也在内存中划分出堆和栈来存储运转时数据。
不同的是，Java 虚拟机会将栈细分为面向 Java 办法的 Java 办法栈，面向本地办法（用 C++ 写的 native 办法）的本地办法栈，以及寄存各个线程履行位置的 PC 寄存器。
在运转过程中，每当调用进入一个 Java 办法，Java 虚拟机会在当时线程的 Java 办法栈中生成一个栈帧，用以寄存局部变量以及字节码的操作数。这个栈帧的大小是提早核算好的，并且 Java 虚拟机不要求栈帧在内存空间里连续分布。
当退出当时履行的办法时，不管是正常回来仍是异常回来，Java 虚拟机均会弹出当时线程的当时栈帧，并将之放弃。
GraalVM带来哪些神奇的黑魔法♂️
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更快、更轻量化的运用
GraalVM的高性能JIT编译器能够生成优化的本地机器代码，因为选用了先进的编译器优化和积极杂乱的内联技能，运转速度更快，产生的废物更少，运用的CPU更少。最终的结果是运用程序运转速度更快，消耗的资源更少，从而降低了云和基础设施的成本。
-
Ahead-Of-Time(AOT)提早编译技能
AOT 提早编译，是相关于即时编译而言的。AOT在运转过程中消耗 CPU 资源来进行即时编译，而程序也能够在发动的瞬间就达到抱负的性能。例如 C 和 C++言语选用的是AOT静态编译，直接将代码转换成机器码履行。而 Java 一直选用的是解说 + 即时编译技能。
GraalVM 的 AOT 编译实际上是借助了 SubstrateVM 编译结构，能够将 SubstrateVM 理解为一个内嵌精简版的 JVM，包含异常处理，同步，线程管理，内存管理（废物回收）和 JNI 等组件。
SubstrateVM 的发动时刻十分短，内存开销十分少。用这种方式编译出的 Java 程序的履行时刻可与C言语持平。
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言语互操作性
Graal VM 被官方称为“Universal VM”和“Polyglot VM”，这是一个在 HotSpot 虚拟机基础上增强而成的跨言语全栈虚拟机，能够作为“任何言语”的运转平台运用，这里“任何言语”包含了 Java、Scala、Groovy、Kotlin 等根据 Java 虚拟机之上的言语，还包含了 C、C++、Rust 等根据 LLVM 的言语，同时支撑其他像 JavaScript、Ruby、Python 和 R 言语等等。Graal VM 能够无额定开销地混合运用这些编程言语，支撑不同言语中混用对方的接口和对象，也能够支撑这些言语运用现已编写好的本地库文件。
GraalVM在IoT边际侧完结落地，作用显著！
1、装置无需JVM环境，30000行项目装置仅需16M内存占用，可在mac、linux-arm64、windows和树莓派等硬件环境上运转;
2、项目发动时刻节省99%, 仅需10ms！享受极速的软件体会;
装置
GraalVM在 SDKMAN上有多个版别，可通过sdk list java进行检查，我这里运用的是22.2 社区版别
装置SDKMAN!, 请看装置文档
sdk install java 22.2.r11-grl
上述GraalVM装置完结后，需要Native Image组件，运用下述指令行进行装置：
Native Image装置
gu install native-image
Maven项目设置
详细graalvm-maven-plugin运用简介见：graalvm.github.io/native-buil…
<profile>
<id>native</id>
<activation>
<property>
<name>native</name>
</property>
</activation>
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.graalvm.buildtools</groupId>
<artifactId>native-maven-plugin</artifactId>
<version>${graalvm-buildtools.version}</version>
<extensions>true</extensions>
<executions>
<execution>
<id>build-native</id>
<goals>
<goal>compile-no-fork</goal>
</goals>
<phase>package</phase>
</execution>
</executions>
<configuration>
<skip>false</skip>
<imageName>${appName}</imageName>
<requiredVersion>${graalvm.version}</requiredVersion>
<mainClass>${mainClass}</mainClass>
<buildArgs>
<arg>--no-fallback</arg>
<arg>-Dfile.encoding=UTF-8</arg>
<arg>-H:-CheckToolchain</arg>
<arg>-H:+ReportExceptionStackTraces</arg>
</buildArgs>
</configuration>
</plugin>
</plugins>
</build>
</profile>
当然GraalVM的 AOT提早编译技能也不是彻底没有缺陷，其关于多言语、反射和字节码动态加载技能需要相对繁琐的装备。
在src/main/resources文件夹下有
- native-image.properties //native image装备信息文件
- reflection-config.json //native 需要反射的类装备文件
具体装备信息详情见: www.graalvm.org/22.0/refere…
native-image.properties信息如下:
Args = -H:ReflectionConfigurationResources=${.}/reflection-config.json \
-H:IncludeLocales=zh,en,de,fr \
--initialize-at-run-time=io.netty.buffer.AbstractReferenceCountedByteBuf \
--initialize-at-run-time=io.netty.buffer.ByteBufAllocator \
--initialize-at-run-time=io.netty.buffer.ByteBufUtil \
--initialize-at-run-time=io.netty.buffer.ByteBufUtil$HexUtil \
--initialize-at-run-time=io.netty.buffer.PooledByteBufAllocator \
--initialize-at-run-time=io.netty.buffer.UnpooledHeapByteBuf \
--initialize-at-run-time=io.netty.buffer.UnreleasableByteBuf \
--initialize-at-run-time=io.netty.util.AbstractReferenceCounted \
--initialize-at-run-time=io.netty.util.internal.ThreadLocalRandom \
--initialize-at-run-time=io.netty.util.concurrent.GlobalEventExecutor \
--initialize-at-run-time=io.netty.util.concurrent.ImmediateEventExecutor \
--initialize-at-run-time=io.netty.util.concurrent.ScheduledFutureTask \
-Dio.netty.noUnsafe=true \
-Dio.netty.leakDetection.level=DISABLED
reflection-config.json信息如下:
[
{
"name": "io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel",
"methods": [
{ "name": "<init>", "parameterTypes": [] }
]
},
......
{
"name" : "iot.technology.client.toolkit.nb.service.mobile.domain.action.data.MobCachedCommandResponse",
"allDeclaredMethods" : true,
"allPublicMethods" : true,
"allDeclaredClasses" : true,
"allPublicClasses" : true,
"allDeclaredConstructors" : true,
"allPublicConstructors" : true
}
]
上述信息装备完结，咱们在项目根目录下履行以下指令：
mvn clean package -Pnative
会见到下面的日志指令输出：
[INFO] --- native-maven-plugin:0.9.17:compile-no-fork (build-native) @ toolkit-app ---
[INFO] Found GraalVM installation from JAVA_HOME variable.
......
========================================================================================================================
GraalVM Native Image: Generating 'toolkit' (executable)...
========================================================================================================================
[1/7] Initializing... (9.2s @ 0.20GB)
Version info: 'GraalVM 22.2.0 Java 17 CE'
Java version info: '17.0.4+8-jvmci-22.2-b06'
C compiler: cc (null, null, 0.0.0)
Garbage collector: Serial GC
1 user-specific feature(s)
- org.graalvm.home.HomeFinderFeature: Finds GraalVM paths and its version number
[2/7] Performing analysis... [*********] (45.3s @ 2.77GB)
11,123 (90.04%) of 12,354 classes reachable
18,642 (59.17%) of 31,506 fields reachable
57,906 (57.83%) of 100,137 methods reachable
524 classes, 194 fields, and 2,046 methods registered for reflection
79 classes, 196 fields, and 136 methods registered for JNI access
5 native libraries: -framework CoreServices, -framework Foundation, dl, pthread, z
[3/7] Building universe... (4.7s @ 1.45GB)
[4/7] Parsing methods... [**] (3.6s @ 1.88GB)
[5/7] Inlining methods... [***] (2.2s @ 3.94GB)
[6/7] Compiling methods... [*****] (31.6s @ 4.19GB)
[7/7] Creating image... (5.6s @ 2.77GB)
25.79MB (49.67%) for code area: 37,581 compilation units
25.84MB (49.78%) for image heap: 290,531 objects and 175 resources
292.13KB ( 0.55%) for other data
51.92MB in total
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Top 10 packages in code area: Top 10 object types in image heap:
1.65MB sun.security.ssl 5.53MB byte[] for code metadata
1021.89KB java.util 2.78MB java.lang.String
919.87KB picocli 2.73MB java.lang.Class
731.85KB com.sun.crypto.provider 2.62MB byte[] for general heap data
565.20KB java.lang.invoke 2.42MB byte[] for java.lang.String
518.23KB java.lang 1.46MB byte[] for embedded resources
504.26KB org.jline.reader.impl 955.88KB com.oracle.svm.core.hub.DynamicHubCompanion
476.05KB c.s.org.apache.xerces.internal.impl.xs.traversers 663.69KB byte[] for reflection metadata
458.58KB sun.security.x509 623.30KB java.util.HashMap$Node
438.98KB com.sun.org.apache.xerces.internal.impl 580.77KB java.lang.String[]
18.36MB for 389 more packages 4.51MB for 2478 more object types
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
6.3s (5.7% of total time) in 32 GCs | Peak RSS: 5.93GB | CPU load: 5.50
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Produced artifacts:
......
GraalVM带来的惊人作用
发动时刻
发动时刻代码增加：
public static void main(String[] args) {
long begin = System.currentTimeMillis();
......
try {
......
long end = System.currentTimeMillis();
long runTime = end - begin;
System.out.println("startUp cost runTime: " + runTime);
......
} finally {
......
}
}
运用IDEA发动代码,发动时刻如下：
AOT提早编译后native-image发动时刻：
➜ target git:(develop-v0.6.6) ✗ ./toolkit
......
startUp cost runTime: 11
占用内存的作用
项目代码计算：
编译后可在linux、树莓派、mac系统和windows系统可运转的镜像；
上述的项目装备和落地实践项目见: github.com/IoT-Technol…
结束语
GraalVM关于JVM的开发人员来说，无疑是个十分好的音讯。可是留给JVM的时刻真的不多了。
