还在用JVM跑你的Java代码吗？太慢了，试试Oracle的GraalVM吧

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。
• 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。
• 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。
• 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。
• 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：

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。

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-<version>_linux-<architecture>/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

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"

     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">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>org.example</groupId>
<artifactId>NativeImageDemo</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
<properties>
    <maven.compiler.source>17</maven.compiler.source>
    <maven.compiler.target>17</maven.compiler.target>
</properties>
<build>
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.graalvm.buildtools</groupId>
            <artifactId>native-maven-plugin</artifactId>
            <version>0.10.2</version>
            <configuration>
                <imageName>${project.artifactId}</imageName>
                <mainClass>HelloWorld</mainClass>
                <skipNativeTests>true</skipNativeTests>
                <buildArgs>
                    <buildArg>-H:+ReportExceptionStackTraces</buildArg>
                </buildArgs>
            </configuration>
        </plugin>
    </plugins>
</build>

</project>

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