带你读《Apache Tomcat的云原生演进》——GraalVM static compilation in web container application(3)

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简介: 带你读《Apache Tomcat的云原生演进》——GraalVM static compilation in web container application(3)

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任何技术都有两面性,静态编译也是一样。它虽然有很多优势,但也存在着一些不足。

 

它让动态特性使用起来比较麻烦,因为静态编译的过程中会有一个静态分析,它会通过上下文无关的指向性分析,从入口开始对程序进行分析,分析哪些代码是我们应该运行的,哪些代码是不应该运行的,把不应该运行的代码从最终的可执行文件中剔除掉。

 

如果它把某些代码误识别为不需要执行了,这些代码就不会包含在可执行文件里了。因此就会使运行过程出现问题。这些容易被误理解为不需要执行的代码,主要包括反射、动态代理、JNI等等。

 

那么为什么会把这些代码误认为是不需要执行的代码呢?如上图右侧所示,它是一个很简单的反射逻辑,通过一个变量className,也就是引用了一个类。在正常情况下,在运行过程中才知道这个变量是什么。而静态编译会在运行之前做编译,所以这个时候它无法知道className这个变量代表什么值,是哪个类的,这个类里的哪些方法会被反射调用。只有一些特殊场景它能知道,比如这个变量是final的。

 

解决这个问题的方法是,动态特性可以通过配置文件,把程序里的动态特性做一些标注。在静态编译的时候,它会把配置文件里相关的类编译进去。

 

但应用程序里有这么多类,我怎么知道哪些是动态特性要找出来的呢?GraalVM提供了native-image-agent的工具,也就是在静态编译之前,我们预执行一下,这样它就可以把应用程序中所有和动态特性的内容都扫描出来了,然后把它记录在配置文件里。等到静态编译的时候,它就会把相关的东西都包含进去,这样就解决了代码里面动态特性可能会被误识别的问题。 

 

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静态编译是一技术,是一方法,它可以解决一些问题。而GraalVM是静态编译的解决方案,提供了像静态编译器等的技术方案,让Java程序/Java Web程序能够很简单实现静态编译的效果。如果看过GraalVM相关的一些文档,就可以知道GraalVM是Oracle推出的基于Java开发的开源高性能多语言运行时平台。

 

那么它和静态编译又有什么关系呢?如上图所示,GraalVM依赖于OpenJDK的底层运行时,它在中间提供了一个静态的编译器。另外,它在上层提供了一些解释器的框架。这就会让各种语言通过GraalVM相关的解释器框架很容易开发一个解释器。然后我们的程序就可以通过解释器翻译成GraalVM编译器能够编译的内容运行。

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上图会更明显一点,GraalVM的核心是中间GraalVM JIT的编译器,它能够提供静态编译的效果,让我们的程序像运行普通Java程序一样运行,同时也能支持其他多语言写的程序运行。




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