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从 Spring Boot 应用程序构建原生可执行文件

GraalVM Native Image 可以显著提升 Spring Boot 应用程序的性能。Spring Boot 3 已集成对 GraalVM Native Image 的支持，使其更容易设置和配置您的项目。

本指南演示了如何从 Spring Boot 3 应用程序构建原生可执行文件。

创建应用程序

作为演示部分，您将创建一个简单的 REST 服务器 Java 应用程序。

  1. 访问 Spring Initializr 并创建一个新的 Spring Boot 项目。请确保添加 GraalVM Native Support 和 Spring Web 依赖。

  2. 点击 GENERATE（生成）以创建项目并将其下载为 .zip 文件。解压文件并在您喜欢的 IDE 中打开它。

    项目配置已包含所有必要的依赖项和插件，包括 Native Build Tools。例如，如果您创建了一个 Maven 项目，这些是 pom.xml 文件中添加的所需插件

     <build>
     <plugins>
         <plugin>
             <groupId>org.graalvm.buildtools</groupId>
             <artifactId>native-maven-plugin</artifactId>
         </plugin>
         <plugin>
             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
             <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
         </plugin>
     </plugins>
 </build>
  3. 主应用程序类是由 Initializer 创建的。在同一目录下，在名为 HelloController.java 的文件中创建以下内容的 REST 控制器
     package com.example.demo;

 import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
 import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

 @RestController
 public class HelloController {

     @GetMapping("/hello")
     public String hello() {
         return "Hello, GraalVM!";
     }
 }
  4. （可选）在 Java HotSpot 虚拟机上打包并运行应用程序。
    Maven
     ./mvnw spring-boot:run

    Gradle

     ./gradlew bootRun

    它会编译应用程序，创建 JAR 文件，并运行应用程序。

    应用程序在数百毫秒内启动。打开浏览器并导航到 localhost:8080/hello 以查看应用程序运行。您应该会看到“Hello, GraalVM!”。

使用 Paketo Buildpacks 构建原生可执行文件

Spring Boot 支持使用 Paketo Buildpack for Oracle（它提供 GraalVM Native Image）来构建包含原生可执行文件的容器镜像。

前提条件

请确保您已安装并运行兼容 Docker-API 的容器运行时，例如 Rancher Desktop 或 Docker。

  1. 首先，通过请求 Native Image 工具来启用 Paketo Buildpack for Oracle。

    • Maven。打开 pom.xml 文件，找到 spring-boot-maven-plugin 声明，并进行修改，使其看起来像这样
        <plugin>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
      <configuration>
          <image>
              <builder>paketobuildpacks/builder-jammy-buildpackless-tiny</builder><!--required for AArch64/M1 support -->
              <buildpacks>
                  <buildpack>paketobuildpacks/oracle</buildpack>
                  <buildpack>paketobuildpacks/java-native-image</buildpack>
              </buildpacks>
          </image>
      </configuration>
  </plugin>

      您还应该确保您的 pom.xml 文件使用 spring-boot-starter-parent。<parent> 部分应该已经由 Initializer 添加了。

    • Gradle。打开 build.gradle 文件，并添加以下行
        bootBuildImage {
          builder = "paketobuildpacks/builder-jammy-buildpackless-tiny"
          buildpacks = ["paketobuildpacks/oracle", "paketobuildpacks/java-native-image"]
  }

      当请求 java-native-image 时，构建包会下载包含 Native Image 的 Oracle GraalVM。

  2. 使用构建包为这个 Spring 应用程序构建原生可执行文件
    • Maven
        ./mvnw -Pnative spring-boot:build-image
    • Gradle
        ./gradlew bootBuildImage
  3. 构建完成后，应该会有一个可用的 Docker 镜像。您可以使用 docker run 启动您的应用程序。例如
     docker run --rm -p 8080:8080 docker.io/library/demo:0.0.1-SNAPSHOT

Paketo 文档提供了几个示例，向您展示如何使用构建包构建带有 GraalVM Native Image 的应用程序。

使用 Native Build Tools 构建原生可执行文件

如果您不想使用 Docker 并在主机上创建原生可执行文件，请使用 Native Build Tools，它提供了用于构建原生镜像的 Maven 和 Gradle 插件。

前提条件

确保您已安装 GraalVM JDK。最简单的入门方法是使用 SDKMAN!

sdk install java 21.0.4-graal

将 21.0.4 替换为首选的 GraalVM 版本或早期访问版本。有关其他安装选项，请访问下载部分。

  1. 使用 Native Build Tools 构建原生可执行文件
    • Maven
        ./mvnw -Pnative native:compile

      该命令编译项目并在 target/ 目录中创建原生可执行文件 demo。

    • Gradle
        ./gradlew nativeCompile

      该命令编译项目并在 build/native/nativeCompile/ 目录中创建原生可执行文件 demo。

  2. 从原生可执行文件运行应用程序
    • Maven
        ./target/demo
    • Gradle
        ./build/native/nativeCompile/demo

      使用 Gradle，您还可以执行 nativeRun 任务：gradle nativeRun。

      如果您之前在 HotSpot 上运行过此应用程序，您会注意到启动时间显著减少。

本指南演示了如何为 Spring Boot 应用程序创建原生可执行文件。您可以在容器环境中使用 Paketo Buildpacks，或在主机上使用 Native Build Tools 来完成此操作。

Spring Boot 应用程序经过提前编译成原生可执行文件后，不仅更快、更轻，而且效率更高，特别是在资源受限的环境中，例如云平台或容器。

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