GraalVM | AOT | Java云原生

Spring Boot 3.0 本次带来最大的改动就是 GraalVM 原生镜像的支持，也是官方文档中强调的他们花费时间精力比较多的部分。 GraalVM 技术作为 JRE 的替代方案，其通过预先编译（Ahead Of Time，AOT）等技术对 Java 应用进行预先编译，让 Spring 在运行应用时掌握更多应用有关的信息，让整个应用启动速度更快。另外，通过编译工具在编译过程中通过消除一些不必要的内容可以让最终的应用更小，占用内存更低。对于一些对启动速度要求非常高的场景，比如 Serverless、FaaS 场景非常友好！本次 Spring Boot 3.0 直接将其正式从 Spring Native 迁入到 Spring Boot 中来，也预示着该项技术开始逐渐走向成熟，Spring 生态开始迈入 GraalVM 阶段！

跟 JVM 编译部署方式相比，GraalVM 具有以下特点：

在应用构建阶段，从主入口点就开始进行应用程序的静态分析。
创建本机镜像时，通过代码分析，会将无法访问的代码删除，并且不会成为可执行文件的一部分，从而可在一定程度上压缩程序包大小。
GraalVM 无法直接感知代码的动态元素，因此对于存在反射、序列化和动态代理的应用程序，需要提前提供相关 hint 配置文件，帮助解析应用程序，相关操作过程可参考官方文档。
应用程序类路径在构建时是固定的，不能更改。
没有惰性类加载，可执行文件中的所有内容都将在启动时加载到内存中。
支持的 Java 应用程序在某些方面存在一些限制，因此目前并不能保证之前的 Java 应用都可直接使用 GraalVM 技术进行应用构建，有一定概率会存在不兼容的异常情况。

JIT AOT

GraalVM 同时支持 JIT 和 AOT 两种模式：

JIT 是即时编译（Just-In-Time Compilation）的缩写。它是一种在程序运行时将代码动态编译成机器码的技术。与传统的静态编译（Ahead-of-Time Compilation）不同，静态编译是在程序执行之前将代码编译成机器码，而 JIT 编译器在程序运行时根据需要将代码片段编译成机器码，然后再运行。所以 JIT 的启动会比较慢，因为编译需要占用运行时资源。我们平时使用 Oracle 提供的 Hotspot JVM 就属于这种。
AOT 是预先编译（Ahead-of-Time Compilation）的缩写。它是一种在程序执行之前将代码静态编译成机器码的技术。与即时编译（JIT）不同，即时编译是在程序运行时动态地将代码编译成机器码。AOT 编译器在程序构建或安装阶段将代码转换为机器码，然后在运行时直接执行机器码，而无需再进行编译过程。这种静态编译的方式可以提高程序的启动速度和执行效率，但也会增加构建和安装的时间和复杂性。AOT 编译器通常用于静态语言的编译过程，如 C、C++ 等。

Native Image

Native Image 则是 GraalVM 提供的一个非常具有特色的打包技术，这种打包方式可以将应用程序打包为一个可脱离 JVM 在本地操作系统上独立运行的二进制包，这样就省去了 JVM 加载和字节码运行期预热的时间，提升了程序的运行效率。

Native Image 具备以下特点：

即时启动：由于不需要 JVM 启动和类加载过程，Native Image 可以实现快速启动和即时执行。
减少内存占用：编译成本地代码后，应用程序通常会有更低的运行时内存占用，因为它们不需要 JVM 的额外内存开销。