開發您的第一個 GraalVM Native 應用程式

有兩種主要方法可以建置 Spring Boot 原生映像應用程式

使用 Spring Boot 對 Cloud Native Buildpacks 的支援，搭配 Paketo Java Native Image buildpack 來產生包含原生可執行檔的輕量級容器。
使用 GraalVM Native Build Tools 來產生原生可執行檔。

開始新的原生 Spring Boot 專案最簡單的方法是前往 start.spring.io，新增 GraalVM Native Support 依賴並產生專案。隨附的 HELP.md 檔案將提供入門提示。

範例應用程式

我們需要一個範例應用程式，可以用來建立我們的原生映像檔。就我們的目的而言，簡單的 "Hello World!" 網路應用程式，在開發您的第一個 Spring Boot 應用程式章節中涵蓋，就已足夠。

總結來說，我們的主要應用程式程式碼如下所示

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
@SpringBootApplication
public class MyApplication {

	@RequestMapping("/")
	String home() {
		return "Hello World!";
	}

	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(MyApplication.class, args);
	}

}

此應用程式使用 Spring MVC 和嵌入式 Tomcat，兩者都已測試並驗證可與 GraalVM 原生映像檔一起運作。

使用 Buildpacks 建置原生映像檔

Spring Boot 支援使用 Cloud Native Buildpacks (CNB) 整合 Maven 和 Gradle 以及 Paketo Java Native Image buildpack，來建置包含原生可執行檔的 Docker 映像檔。這表示您只需輸入單一命令，即可快速將合理的映像檔放入本地執行的 Docker daemon 中。產生的映像檔不包含 JVM，而是靜態編譯原生映像檔。這會產生更小的映像檔。

用於映像檔的 CNB builder 是 paketobuildpacks/builder-jammy-tiny:latest。它佔用空間小且減少了攻擊面，但您也可以使用 paketobuildpacks/builder-jammy-base:latest 或 paketobuildpacks/builder-jammy-full:latest，以便在映像檔中擁有更多可用工具（如果需要）。

系統需求

應安裝 Docker。請參閱 Get Docker 以取得更多詳細資訊。如果您在 Linux 上，請設定它以允許非 root 使用者。

您可以執行 docker run hello-world (不使用 sudo) 來檢查 Docker daemon 是否如預期可連線。請查看 Maven 或 Gradle Spring Boot 外掛程式文件以取得更多詳細資訊。

在 macOS 上，建議將分配給 Docker 的記憶體增加到至少 8GB，並可能增加更多 CPU。請參閱此 Stack Overflow 回答以取得更多詳細資訊。在 Microsoft Windows 上，請務必啟用 Docker WSL 2 後端以獲得更好的效能。

使用 Maven

若要使用 Maven 建置原生映像檔容器，您應確保您的 pom.xml 檔案使用 spring-boot-starter-parent 和 org.graalvm.buildtools:native-maven-plugin。您應該有一個看起來像這樣的 <parent> 區段

<parent>
	<groupId>org.springframework.boot</groupId>
	<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
	<version>3.3.5</version>
</parent>

您還應該在 <build> <plugins> 區段中加入此內容

<plugin>
	<groupId>org.graalvm.buildtools</groupId>
	<artifactId>native-maven-plugin</artifactId>
</plugin>

spring-boot-starter-parent 宣告一個 native 設定檔，用於組態建立原生映像檔所需執行的項目。您可以使用命令列上的 -P 旗標來啟動設定檔。

如果您不想使用 spring-boot-starter-parent，則需要為 Spring Boot 外掛程式的 process-aot 目標和 Native Build Tools 外掛程式的 add-reachability-metadata 目標組態執行項目。

若要建置映像檔，您可以執行 spring-boot:build-image 目標，並啟用 native 設定檔

$ mvn -Pnative spring-boot:build-image

使用 Gradle

當套用 GraalVM Native Image 外掛程式時，Spring Boot Gradle 外掛程式會自動組態 AOT 任務。您應檢查您的 Gradle 建置是否包含一個包含 org.graalvm.buildtools.native 的 plugins 區塊。

只要套用了 org.graalvm.buildtools.native 外掛程式，bootBuildImage 任務就會產生原生映像檔，而不是 JVM 映像檔。您可以使用以下命令執行任務

$ gradle bootBuildImage

執行範例

執行適當的建置命令後，應該會有 Docker 映像檔可用。您可以使用 docker run 啟動您的應用程式

$ docker run --rm -p 8080:8080 docker.io/library/myproject:0.0.1-SNAPSHOT

您應該會看到類似以下的輸出

  .   ____          _            __ _ _
 /\\ / ___'_ __ _ _(_)_ __  __ _ \ \ \ \
( ( )\___ | '_ | '_| | '_ \/ _` | \ \ \ \
 \\/  ___)| |_)| | | | | || (_| |  ) ) ) )
  '  |____| .__|_| |_|_| |_\__, | / / / /
 =========|_|==============|___/=/_/_/_/
 :: Spring Boot ::  (v{version-spring-boot})
....... . . .
....... . . . (log output here)
....... . . .
........ Started MyApplication in 0.08 seconds (process running for 0.095)

啟動時間因機器而異，但應該比在 JVM 上執行的 Spring Boot 應用程式快得多。

如果您在網頁瀏覽器中開啟 localhost:8080，您應該會看到以下輸出

Hello World!

若要優雅地結束應用程式，請按下 ctrl-c。

使用 Native Build Tools 建置原生映像檔

如果您想要直接產生原生可執行檔，而無需使用 Docker，則可以使用 GraalVM Native Build Tools。Native Build Tools 是 GraalVM 為 Maven 和 Gradle 提供的外掛程式。您可以使用它們執行各種 GraalVM 任務，包括產生原生映像檔。

先決條件

若要使用 Native Build Tools 建置原生映像檔，您的機器上需要有 GraalVM 發行版本。您可以從 Liberica Native Image Kit 頁面手動下載，也可以使用像 SDKMAN! 這樣的下載管理器。

Linux 和 macOS

若要在 macOS 或 Linux 上安裝原生映像檔編譯器，我們建議使用 SDKMAN!。從 sdkman.io 取得 SDKMAN!，並使用以下命令安裝 Liberica GraalVM 發行版本

$ sdk install java 22.3.r17-nik
$ sdk use java 22.3.r17-nik

透過檢查 java -version 的輸出，驗證是否已組態正確的版本

$ java -version
openjdk version "17.0.5" 2022-10-18 LTS
OpenJDK Runtime Environment GraalVM 22.3.0 (build 17.0.5+8-LTS)
OpenJDK 64-Bit Server VM GraalVM 22.3.0 (build 17.0.5+8-LTS, mixed mode)

Windows

在 Windows 上，依照這些指示安裝 GraalVM 或 Liberica Native Image Kit 22.3 版、Visual Studio Build Tools 和 Windows SDK。由於 Windows 相關的命令列最大長度，請務必使用 x64 Native Tools Command Prompt 而不是常規 Windows 命令列來執行 Maven 或 Gradle 外掛程式。

使用 Maven

與buildpacks 支援一樣，您需要確保您正在使用 spring-boot-starter-parent 以繼承 native 設定檔，並且使用了 org.graalvm.buildtools:native-maven-plugin 外掛程式。

在 native 設定檔啟用的情況下，您可以調用 native:compile 目標以觸發 native-image 編譯

$ mvn -Pnative native:compile

原生映像檔可執行檔可以在 target 目錄中找到。

使用 Gradle

當 Native Build Tools Gradle 外掛程式套用於您的專案時，Spring Boot Gradle 外掛程式將自動觸發 Spring AOT 引擎。任務依賴會自動組態，因此您只需執行標準 nativeCompile 任務即可產生原生映像檔

$ gradle nativeCompile

原生映像檔可執行檔可以在 build/native/nativeCompile 目錄中找到。

執行範例

此時，您的應用程式應該可以運作了。您現在可以透過直接執行它來啟動應用程式

Maven
Gradle

$ target/myproject

$ build/native/nativeCompile/myproject

您應該會看到類似以下的輸出

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 /\\ / ___'_ __ _ _(_)_ __  __ _ \ \ \ \
( ( )\___ | '_ | '_| | '_ \/ _` | \ \ \ \
 \\/  ___)| |_)| | | | | || (_| |  ) ) ) )
  '  |____| .__|_| |_|_| |_\__, | / / / /
 =========|_|==============|___/=/_/_/_/
 :: Spring Boot ::  (v3.3.5)
....... . . .
....... . . . (log output here)
....... . . .
........ Started MyApplication in 0.08 seconds (process running for 0.095)

啟動時間因機器而異，但應該比在 JVM 上執行的 Spring Boot 應用程式快得多。

如果您在網頁瀏覽器中開啟 localhost:8080，您應該會看到以下輸出

Hello World!

若要優雅地結束應用程式，請按下 ctrl-c。