前言
最近自己用Spring Cloud Alibaba做了一個微服務架構(gòu)的項目，部署的時候遇到了難題：內(nèi)存不夠。目前該項目有7個微服務，因為我只有一臺阿里云的服務器(2C 4G)，所以我只能把所有的微服務部署在一臺服務器上，部署方式是使用Docker制作springboot的fat jar鏡像，每個微服務在不加任何JVM調(diào)優(yōu)參數(shù)的情況下所占內(nèi)存約500M。
由于是微服務所以肯定還要部署：nacos，除此之外還用到了redis、sentinel、rocketmq、elk等(MySQL買的阿里云的)，光是運行這些應用就占用內(nèi)存2個多G，剩下的1個多G內(nèi)存在部署4個微服務后就滿了，于是開始對springboot應用的內(nèi)存進行初步優(yōu)化：
添加jvm參數(shù)優(yōu)化內(nèi)存大小
# JVM初始分配的內(nèi)存由-Xms指定，默認是物理內(nèi)存的1/64 -Xms128m # JVM最大分配的內(nèi)存由-Xmx指定，默認是物理內(nèi)存的1/4 -Xmx128m # 規(guī)定了每個線程虛擬機棧及堆棧的大小，一般情況下，256k是足夠的，此配置將會影響此進程中并發(fā)線程數(shù)的大小。 -Xss256k # 指定并行GC線程的數(shù)量，一般最好和CPU核心數(shù)量相當 -XX:ParallelGCThreads=2
默認空余堆內(nèi)存小于40%時，JVM就會增大堆直到-Xmx的最大限制；空余堆內(nèi)存大于70%時，JVM會減少堆直到 -Xms的最小限制。
因此服務器一般設置-Xms、-Xmx相等以避免在每次GC 后調(diào)整堆的大小。對象的堆內(nèi)存由稱為垃圾回收器的自動內(nèi)存管理系統(tǒng)回收。
默認情況下，當 CPU 數(shù)量小于8， ParallelGCThreads 的值等于 CPU 數(shù)量，我的服務器是2C的所以這個參數(shù)可省略。配置完成后，啟動服務發(fā)現(xiàn)內(nèi)存確實變小了，由原來的500M降至100~200M，但不是我想要的效果，我期望的效果是達到幾十M的級別。
經(jīng)網(wǎng)上查閱大量資料得知可以使用Spring Native這門新技術來實現(xiàn)我的需求。（該技術正處于快速迭代階段，變動較大，建議用于個人學習，不要用于生產(chǎn)）
SpringBoot項目使用Spring Native后：
- 應用啟動速度特別快，毫秒級別
- 運行時更低的內(nèi)存消耗，官方展示的含有Spring Boot, Spring MVC, Jackson, Tomcat的鏡像大小是50M
- 為了達到前面的效果，代價是構(gòu)建時間更長(即使是一個Hello word構(gòu)建也需要2分鐘，不過主要取決于電腦配置，我的是2min左右)
簡而言之就是為了提高JAVA在云原生的競爭力(個人理解)。
以下內(nèi)容摘抄自GitHub上Spring Native的自述文件：
Spring Native 為使用GraalVM 原生映像編譯器將 Spring 應用程序編譯為原生可執(zhí)行文件提供 beta 支持，以提供通常設計為打包在輕量級容器中的原生部署選項。實際上，目標是在這個新平臺上支持幾乎未修改的 Spring Boot 應用程序。
以下內(nèi)容摘抄自其他博客：
近幾年“原生”一詞一直泛濫在云計算、邊緣計算等領域中，而原生寵幸的語言也一直都是Golang，Rust等脫離Sandbox運行的開發(fā)語言。Java得益于上世紀流行的一次編譯，到處執(zhí)行的理念，流行至今，但也因為這個原因，導致java程序脫離不了JVM運行環(huán)境，使得不那么受原生程序的青睞。在云原生泛濫的今天，臃腫的JVM使Java應用程序?qū)Ρ绕渌Z言顯得無比的龐大，各路大神也想了很多方式讓Java變的更“原生”。
實戰(zhàn)
本次實戰(zhàn)相關的環(huán)境信息如下：
- OS：windows10 21H1
- IDE：IntelliJ IDEA 2021.2.3
- JDK：graalvm-ce-java11-21.3.0
- Maven：3.6.3
- Docker Desktop for Windows: 20.10.12
- Spring Boot：2.6.2
- Spring Native：0.11.1
從官方文檔得知(上圖)
使用 Spring Native 的應用程序應該使用 Java 11 或 Java 17 編譯。
構(gòu)建 Spring Boot 原生應用程序有兩種主要方法：
- 使用Spring Boot Buildpacks 支持生成包含本機可執(zhí)行文件的輕量級容器。
- 使用GraalVM 原生鏡像 Maven 插件支持生成原生可執(zhí)行文件。
經(jīng)過各種踩坑后在本機上成功的使用了方法1和方法2。簡單來說：
方法1就是在SpringBoot2.3后，可以使用spring-boot-maven-plugin插件來構(gòu)建docker鏡像，使用mvn spring-boot:build-image命令結(jié)合Docker的API來實現(xiàn)Spring Boot 原生應用程序的構(gòu)建，成功執(zhí)行后會直接生成一個docker鏡像，然后run這個鏡像就可以了，不用我們再寫Dockerfile了，相關的參數(shù)配置都在pom.xml中配置(該插件的configuration標簽下，和fabric8或spotify的docker-maven-plugin很相似)。
方法2不需要安裝docker，但要安裝Visual Studio，然后執(zhí)行mvn -Pnative package命令后會生成一個可執(zhí)行文件(.exe)，運行即可。
主要區(qū)別如下
1 環(huán)境依賴不同
- 方法1需要安裝Docker
- 方法2需要安裝Visual Studio(需要用到部分單個組件：2個MSVC，1個Windows 10 SDK)
- 方法1是mvn spring-boot:build-image
- 方法2是mvn -Pnative package
因為每個微服務使用Docker部署而不是exe文件，所以方法1正好符合我的需求，所以后文使用Spring Boot Buildpacks的方式構(gòu)建Spring Boot原生應用程序。
1 安裝Graal VM(graalvm-ce-java11-windows-amd64)
官方下載地址：
https://www.graalvm.org/downloads/
2 配置環(huán)境變量
針對方法1的話，上面三張圖好像只用配置JAVA_HOME就行，想一次成功的話建議3個都配，后續(xù)可以自行測試。擴展：最全的java面試題庫
檢驗是否安裝成功
3 安裝native-image
打開新的cmd，輸入以下命令，等待安裝
gu install native-image
這一步我執(zhí)行失敗了，解決方法就是從github上手動下載native-image，然后解壓、安裝
https://github.com/graalvm/graalvm-ce-builds/releases/download/vm-21.3.0/native-image-installable-svm-java11-windows-amd64-21.3.0.jar
jar用WinRAR也是可以解壓的，解壓后如下
在bin目錄下打開cmd，輸入以下命令，等待安裝
$ gu install -L native-image* 4 安裝 Desktop for Windows
具體步驟略，按照官方文檔操作即可：
https://docs.docker.com/desktop/windows/install/5 配置pom.xml
前面都是準備工作，這一步開始才是重點
首先快速創(chuàng)建一個Spring Boot項目，我命名為spring-native
完整的pom如下
4.0.0 org.springframework.boot spring-boot-starter-parent 2.6.2 ltd.pcdd spring-native 0.0.1-SNAPSHOT spring-native spring-native 11 0.11.1 org.springframework.boot spring-boot-starter-web org.springframework.experimental spring-native ${spring-native.version} org.springframework.experimental spring-aot-maven-plugin 0.11.1 generate generate org.springframework.boot spring-boot-maven-plugin paketobuildpacks/builder:tiny true spring-release Spring release https://repo.spring.io/release spring-release Spring release https://repo.spring.io/release
本文介紹的是Spring Native0.11.1版本，其對應的Spring Boot版本必須是2.6.2，以上只是一個最基本的配置案例，實際開發(fā)中還需要在spring-boot-maven-plugin插件的configuration標簽下配置其他許許多多的參數(shù)。
例如docker遠程的地址和證書的路徑、jvm調(diào)優(yōu)參數(shù)、配置文件指定、docker鏡像名端口倉庫地址等等，最好的方法就是看spring-boot-maven-plugin的官方文檔，這里以配置jvm參數(shù)為例
通過官方文檔得知只需要在configuration標簽下配置即可，例如
paketobuildpacks/builder:tiny true -Xms128m -Xmx128m -Xss256k -XX:ParallelGCThreads=2 -XX:+PrintGCDetails
其他的配置參數(shù)還有很多。擴展：最全的java面試題庫
官方文檔：
https://docs.spring.io/spring-boot/docs/2.6.2/maven-plugin/reference/htmlsingle/#build-image6 執(zhí)行maven命令
mvn clean mvn '-Dmaven.test.skip=true' spring-boot:build-image
下載完相關依賴后，電腦風扇就開始呼呼的轉(zhuǎn)，查看任務管理器發(fā)現(xiàn)CPU利用率100%，內(nèi)存使用量飆升，最后穩(wěn)定在90%+。
構(gòu)建成功
7 創(chuàng)建并運行容器
查看所有鏡像
spring-native就是構(gòu)建的鏡像
創(chuàng)建并運行容器
在Docker Desktop查看日志，發(fā)現(xiàn)應用成功啟動，啟動僅耗時。，也就是59ms，果然印證了Spring Native啟動是毫秒級別這句話。
成功調(diào)用接口
在Docker Desktop查看占用內(nèi)存，僅28M左右。
不使用Spring Native啟動應用
啟動耗時3s，占用內(nèi)存高達511M，高下立判。
文章僅供參考，建議結(jié)合Spring Native官方最新文檔學習。
https://docs.spring.io/spring-native/docs/current/reference/htmlsingle/index.html 原文鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/y6wRXxMDvy8r-fqmWjvI3Q
