1.了解Java應(yīng)用程式啟動(dòng)時(shí)間和記憶體佔(zhàn)用
在我們開(kāi)始討論策略之前，讓我們先了解啟動(dòng)時(shí)間和記憶體佔(zhàn)用在 Java 應(yīng)用程式的上下文中意味著什麼。
1.1 什麼是啟動(dòng)時(shí)間？
啟動(dòng)時(shí)間是指Java應(yīng)用程式啟動(dòng)後到準(zhǔn)備好處理請(qǐng)求所需的時(shí)間。對(duì)於快速部署和可用性至關(guān)重要的應(yīng)用程式來(lái)說(shuō)，最大限度地縮短啟動(dòng)時(shí)間至關(guān)重要。
1.2 什麼是記憶體佔(zhàn)用？
Java 應(yīng)用程式的記憶體佔(zhàn)用量是其執(zhí)行時(shí)間消耗的記憶體量。較大的記憶體佔(zhàn)用可能會(huì)導(dǎo)致更高的成本和增加的延遲，尤其是在雲(yún)端環(huán)境中。
2. 減少 Java 應(yīng)用程式啟動(dòng)時(shí)間的技術(shù)
在這裡，我們將探索各種方法來(lái)減少 Java 應(yīng)用程式的啟動(dòng)時(shí)間。
2.1 啟用類別資料共享（CDS）
類別資料共享（CDS）是一種允許 JVM 在多個(gè) Java 進(jìn)程之間共享公共類別元資料的技術(shù)，從而減少載入類別所需的時(shí)間。
範(fàn)例：
java -Xshare:dump -XX:+UseAppCDS -XX:SharedClassListFile=classlist -XX:SharedArchiveFile=app-cds.jsa -cp myapp.jar
此命令產(chǎn)生一個(gè)共享存檔，可用於透過(guò)使用預(yù)先載入的類別更??快地啟動(dòng)應(yīng)用程式。
啟用 CDS 可以減少約 15% 的啟動(dòng)時(shí)間，具體取決於應(yīng)用程式的複雜性。
2.2 使用 GraalVM 原生鏡像
GraalVM 可讓您將 Java 程式碼編譯為本機(jī)二進(jìn)位文件，透過(guò)避免 JVM 預(yù)熱來(lái)顯著減少啟動(dòng)時(shí)間。
GraalVM 是一種先進(jìn)的多語(yǔ)言虛擬機(jī)，不僅支援多種語(yǔ)言，還提供用於最佳化 Java 應(yīng)用程式的強(qiáng)大功能。 GraalVM 的突出功能之一是將 Java 應(yīng)用程式編譯為本機(jī)二進(jìn)位檔案的能力。此過(guò)程稱為提前 (AOT) 編譯，它帶來(lái)了顯著的效能優(yōu)勢(shì)，特別是在減少啟動(dòng)時(shí)間方面。
當(dāng)您使用 GraalVM 的 Native Image 工具編譯 Java 應(yīng)用程式時(shí)，整個(gè)應(yīng)用程式及其相依性和 JVM 的必要部分將被編譯為單一本機(jī)執(zhí)行檔。這個(gè)可執(zhí)行檔可以直接在作業(yè)系統(tǒng)上執(zhí)行，無(wú)需 Java 虛擬機(jī)器 (JVM) 來(lái)解釋字節(jié)碼。
範(fàn)例：
java -Xshare:dump -XX:+UseAppCDS -XX:SharedClassListFile=classlist -XX:SharedArchiveFile=app-cds.jsa -cp myapp.jar
此命令將您的應(yīng)用程式轉(zhuǎn)換為本機(jī)可執(zhí)行文件，從而幾乎瞬時(shí)啟動(dòng)。
使用 GraalVM Native Image 可以減少高達(dá) 90% 的啟動(dòng)時(shí)間，儘管這需要徹底的測(cè)試，因?yàn)樗赡懿恢г?Java 功能。
2.3 AOT編譯（提前）
AOT 編譯涉及在應(yīng)用程式運(yùn)行之前將 Java 位元組碼提前翻譯為本機(jī)機(jī)器碼。此過(guò)程會(huì)產(chǎn)生一個(gè)可執(zhí)行二進(jìn)位文件，其中包括已編譯的機(jī)器碼和任何必要的執(zhí)行時(shí)間元件。目標(biāo)是消除或最小化應(yīng)用程式啟動(dòng)和執(zhí)行期間對(duì) JIT 編譯的需求。
在 AOT 編譯過(guò)程中，Java 編譯器或 GraalVM 的 Native Image 等專用工具會(huì)從 Java 原始碼生成本機(jī)執(zhí)行檔。然後，使用該本機(jī)程式碼直接執(zhí)行應(yīng)用程序，無(wú)需 JVM 即時(shí)執(zhí)行 JIT 編譯。
範(fàn)例：
native-image -jar myapp.jar
此指令預(yù)編譯特定方法，減少 JIT 編譯的時(shí)間。
AOT 可以減少約 10% 的啟動(dòng)時(shí)間，特別是對(duì)於具有複雜初始化序列的應(yīng)用程式。
2.4 優(yōu)化類路徑
減少類路徑中的類別和庫(kù)的數(shù)量也有助於縮短啟動(dòng)時(shí)間。
範(fàn)例 ：使用 jlink 等工具建立自訂 JRE：
java -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:AOTLibrary=./myapp.so -cp myapp.jar
這個(gè)自訂 JRE 僅包含您的應(yīng)用程式所需的模組，從而減少了開(kāi)銷。
此最佳化可以透過(guò)消除載入不必要的類別來(lái)減少 5-10% 的啟動(dòng)時(shí)間。
3. 減少 Java 應(yīng)用程式記憶體佔(zhàn)用的技術(shù)
減少記憶體佔(zhàn)用對(duì)於擴(kuò)展應(yīng)用程式至關(guān)重要，尤其是在資源根據(jù)使用情況計(jì)費(fèi)的雲(yún)端環(huán)境中。
3.1 使用G1垃圾收集器
G1 垃圾收集器旨在最大限度地減少暫停時(shí)間，並可以透過(guò)??壓縮活動(dòng)物件來(lái)減少記憶體使用量。
範(fàn)例
jlink --module-path $JAVA_HOME/jmods --add-modules java.base,java.sql --output custom-jre
此指令將 JVM 配置為使用具有最佳化堆設(shè)定的 G1 GC。
G1 GC 在具有大量即時(shí)資料的應(yīng)用程式中可以減少高達(dá) 30% 的記憶體佔(zhàn)用。
3.2 啟用 JVM 記憶體調(diào)優(yōu)
調(diào)整 JVM 記憶體設(shè)定（例如堆疊大小、堆疊大小和元空間）可以顯著減少記憶體佔(zhàn)用。
範(fàn)例：
java -Xshare:dump -XX:+UseAppCDS -XX:SharedClassListFile=classlist -XX:SharedArchiveFile=app-cds.jsa -cp myapp.jar
此指令微調(diào)堆和元空間設(shè)定以減少記憶體消耗。
仔細(xì)的記憶體調(diào)整可以使記憶體使用量減少 20-30%。
3.3 使用字串去重
JVM 可以偵測(cè)重複的字串並在記憶體中僅儲(chǔ)存一份副本，從而在應(yīng)用程式使用許多相同的字串時(shí)節(jié)省空間。
範(fàn)例：
native-image -jar myapp.jar
此指令啟用字串去重，在存在許多重複字串時(shí)減少記憶體使用。
字串去重可以減少高達(dá) 10% 的記憶體使用量，特別是在文字較多的應(yīng)用程式中。
3.4 減少不必要的物件創(chuàng)建
過(guò)多的物件建立會(huì)增加記憶體使用量。使用物件池或不可變物件來(lái)最大限度地減少不必要的分配。
範(fàn)例：
java -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:AOTLibrary=./myapp.so -cp myapp.jar
這種單例模式減少了應(yīng)用程式生命週期中建立的物件數(shù)量。
減少物件建立可以減少 10-20% 的記憶體使用量，具體取決於應(yīng)用程式的結(jié)構(gòu)。
4. 結(jié)論
優(yōu)化 Java 應(yīng)用程式的啟動(dòng)時(shí)間和記憶體佔(zhàn)用可以顯著提高效能並節(jié)省成本。透過(guò)實(shí)施所討論的策略（例如啟用 CDS、使用 GraalVM、AOT 編譯和記憶體調(diào)整），您可以實(shí)現(xiàn)所需的啟動(dòng)時(shí)間減少 60% 和記憶體使用量減少 50%。這些優(yōu)化在雲(yún)端平臺(tái)等資源受限的環(huán)境中特別有效。
請(qǐng)記住，每個(gè)應(yīng)用程式都是獨(dú)一無(wú)二的，因此必須在您的特定環(huán)境中測(cè)試這些策略，以確保它們提供預(yù)期結(jié)果。
如果您對(duì)這些技術(shù)有任何疑問(wèn)或需要進(jìn)一步說(shuō)明，請(qǐng)隨時(shí)在下面發(fā)表評(píng)論！
閱讀更多文章：將 Java 應(yīng)用程式的啟動(dòng)時(shí)間和記憶體佔(zhàn)用減少多達(dá) 60% 的策略
以上是將 Java 應(yīng)用程式的啟動(dòng)時(shí)間和記憶體佔(zhàn)用量減少最多的策略的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！
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