GraalVM-云原生时代的JVM(Java)

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一、GraalVM是什么？

GraalVM是 Oracle 开源的一款通用虚拟机产品，官方称之为 Universal GraalVM，是新一代的通用多语言高性能虚拟机。它可以运行多种编程语言，如Java、JavaScript、Python等，并提供了即时编译（JIT）和AOT编译（AOT）的支持。GraalVM还支持在不同语言之间互相调用，以及嵌入到其他应用程序中使用。这使得GraalVM成为一个非常强大和灵活的工具，可以满足不同应用场景的需求。

二、GraalVM有哪些特点？

2.1、高性能

GraalVM的即时编译器采用了新型的JIT技术，能够在运行时对代码进行优化，从而提高应用程序的性能。同时，GraalVM还支持AOT编译，能够将代码预先编译成本地机器代码，进一步提高应用程序的运行速度。

从下图可以看到，使用Native Image编译得Java微服务应用相比较于原来的HotSpot模式，启动时间大大地缩短了。而这正式云原生时代serverless所需要的快速启动的能力。

2.2、多语言支持

GraalVM支持多种编程语言，如Java、JavaScript、Python等，甚至还支持R、Ruby、C等语言。这意味着开发者可以使用他们最喜欢的语言来开发应用程序，同时还可以将不同语言的代码集成在一起。

2.3、互操作性

GraalVM允许不同语言之间互相调用，甚至可以将代码嵌入到其他应用程序中。这使得开发者可以选择最适合他们需求的编程语言，并且不需要为了使用不同的语言而进行大量的代码转换。

2.4、安全性

GraalVM的安全性是由于其特有的“沙箱”机制。这个机制允许开发者在GraalVM上运行不受信任的代码，而不会影响到系统的其他部分。这种机制可以防止恶意代码的传播，从而保证系统的安全性。

三、GraalVM的应用效果

GraalVM的应用效果非常显著，尤其在大规模、复杂的应用程序中。以下是GraalVM的一些应用效果：

3.1、提高性能

GraalVM的即时编译器和AOT编译器可以显著提高应用程序的性能。据测试，GraalVM的性能可以比传统的JVM高出20%-100%。

3.2、简化开发

GraalVM的多语言支持和互操作性可以大大简化开发工作。开发者可以使用他们最熟悉的语言来开发应用程序，并且不需要进行大量的代码转换和集成工作。

3.3、降低成本

GraalVM的性能提升和简化开发的特性，可以帮助企业在开发过程中减少人力资源和时间成本，同时提高开发效率。

3.4、节省资源

GraalVM采用了高效的内存管理技术，可以在运行时动态调整内存大小。这意味着应用程序可以更好地利用系统资源，从而提高整体性能。

从下图可以看到使用Native Image构建的Java微服务应用在内存消耗上更少，能够更加有效利用系统资源。

3.5、支持云环境

GraalVM的云支持使得它可以在云环境中运行，这意味着开发者可以将应用程序轻松迁移到云上，并且能够利用云环境的弹性扩展和负载均衡等特性。

四、使用GraalVM编译springboot应用程序

使用GraalVM编译Spring Boot应用程序，需要遵循以下步骤：

4.1、下载并安装GraalVM

可以从GraalVM官方网站（https://www.graalvm.org/downloads/）下载GraalVM并安装，比较简单不赘述。

4.2、安装Spring Boot CLI

您可以使用以下命令安装Spring Boot CLI：

$ sdk install springboot

4.3、创建Spring Boot项目

使用Spring Boot CLI创建一个新的Spring Boot项目，此命令将创建一个名为“myapp”的新Spring Boot项目，并添加Web依赖项。

$ spring init --dependencies=web myapp

4.4、安装GraalVM native-image

您可以使用以下命令安装GraalVM：

$ gu install native-image

4.5、编译Spring Boot应用程序

在Spring Boot项目的根目录中，使用以下命令构建可执行的JAR文件：

$ ./mvnw package

然后，使用以下命令将可执行的JAR文件编译为native镜像：

$ native-image -jar target/myapp-0.0.1-SNAPSHOT.jar

该命令将创建一个native镜像“myapp”。

4.6、运行native应用

使用以下命令运行native应用：

$ ./myapp

以上成功地使用GraalVM编译了一个Spring Boot应用程序，并将其转换为本地应用。

五、国内应用GraalVM的案例

GraalVM在国内已经得到了广泛的应用和推广，以下是一些案例介绍（以下案例来自网络收集信息，真实情况待评估，仅作为参考）：

5.1、华为云

华为云使用GraalVM作为其云服务的基础设施，从而提高了应用程序的性能和可扩展性。此外，华为云还利用GraalVM的多语言支持和互操作性，构建了一个多语言云原生应用开发平台。

5.2、快手

快手使用GraalVM来运行它们的Java应用程序，从而获得更好的性能和更低的内存消耗。据测试，使用GraalVM后，快手的性能可以提高20%-30%。

5.3、蚂蚁金服

蚂蚁金服使用GraalVM来加速它们的Java应用程序，并且将GraalVM嵌入到了它们的基础设施中。这使得蚂蚁金服能够更好地利用系统资源，从而提高整体性能和可扩展性。

5.4、阿里云

阿里云使用GraalVM来加速它们的Java应用程序，并且利用GraalVM的云支持，在云环境中运行它们的应用程序。此外，阿里云还构建了一个基于GraalVM的云原生Java框架，帮助开发者更好地构建云原生应用程序。

总之，GraalVM是一个非常强大和灵活的工具，可以帮助开发者构建高性能、多语言和云原生的应用程序。随着GraalVM在国内的推广和应用越来越广泛，相信它将会在未来的软件开发领域发挥越来越重要的作用。