让Spring Boot启动更快

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原文链接：https://dev.to/bufferings/lets-make-springboot-app-start-faster-k9m

作者：Mitz

译者：Lensen

"Spring有多快？" 这是2018年”Spring One Platfrom“大会的一个主题，我看了视频并亲自尝试了一下。所以我将在这篇文章中，介绍下我所做的事情以及结果。

没看过的推荐去看一下，蛮有意思的：
https://springoneplatform.io/2018/sessions/how-fast-is-spring-
源代码地址：https://github.com/bufferings/spring-boot-startup-mybench

我使用OpenJDK 11:

❯ java --version
openjdk 11.0.1 2018-10-16
OpenJDK Runtime Environment 18.9 (build 11.0.1+13)
OpenJDK 64-Bit Server VM 18.9 (build 11.0.1+13, mixed mode)

你可以像下面一样运行基准测试，这需要点时间，因为会执行所有基准测试。

❯ ./mvnw clean package
❯ (cd benchmarks/; java -jar target/benchmarks.jar)

1.Flux Baseline

我用SpringInitializer创建一个只有Reactive Web的项目，然后用SpringMVC风格创建了一个Controller。

@SpringBootApplication
@RestController
public class DemoApplication {

  @GetMapping("/")
  public String home() {
    return "Hello";
  }

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

Spring Boot版本是2.1.0RELEASE.

<parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.1.0.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>

启动时间为2.938±0.287 s/op。

Benchmark                                          Mode  Cnt  Score   Error  Units
MyBenchmark.case01_FluxBaseline                      ss   10  2.938 ± 0.287   s/op

现在我得到一个对比启动时间的基线(baseline)，让我们从这里开始。

2.WebMVC

我想知道WebMVC怎么样，而不是WebFlux。也许这仅仅意味着Tomcat和Netty之间的比较呢？

Benchmark                                          Mode  Cnt  Score   Error  Units
MyBenchmark.case01_FluxBaseline                      ss   10  2.938 ± 0.287   s/op
MyBenchmark.case02_Web                               ss   10  3.281 ± 0.342   s/op

WebFlux更快点，对吧？

3.spring-context-indexer

接下来，我尝试了spring-context-indexer，它似乎创建了主键索引

<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-context-indexer</artifactId>
    <optional>true</optional>
</dependency>

呃...变慢了一点？

Benchmark                                          Mode  Cnt  Score   Error  Units
MyBenchmark.case01_FluxBaseline                      ss   10  2.938 ± 0.287   s/op
MyBenchmark.case03_WithContextIndexer                ss   10  3.063 ± 0.102   s/op

我检查了spring.components，发现它只包含一个组件。我明白了…我应该尝试一个更大的项目来了解效果。

#
#Sun Nov 04 18:42:59 JST 2018
com.example.DemoApplication=org.springframework.stereotype.Component

4.Lazy Initialization

尝试懒初始化

@Configuration
public class LazyInitBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {
  @Override
  public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
    for (String beanName : beanFactory.getBeanDefinitionNames()) {
      beanFactory.getBeanDefinition(beanName).setLazyInit(true);
    }
  }

结果如下，它只变快了一点儿。

Benchmark                                          Mode  Cnt  Score   Error  Units
MyBenchmark.case01_FluxBaseline                      ss   10  2.938 ± 0.287   s/op
MyBenchmark.case04_WithLazyInit                      ss   10  2.844 ± 0.129   s/op

5.No Verify

启动时使用-noverify，不进行验证:

Benchmark                                          Mode  Cnt  Score   Error  Units
MyBenchmark.case01_FluxBaseline                      ss   10  2.938 ± 0.287   s/op
MyBenchmark.case05_WithNoVerifyOption                ss   10  2.582 ± 0.060   s/op

它变快了一点。我不知道这是什么意思，所以之后要查一下。

6.TieredStopAtLevel

启动时使用-XX:TieredStopAtLevel=1：

Benchmark                                          Mode  Cnt  Score   Error  Units
MyBenchmark.case01_FluxBaseline                      ss   10  2.938 ± 0.287   s/op
MyBenchmark.case06_WithTieredStopAtLevel1Option      ss   10  1.980 ± 0.037   s/op

Uh！快了很多，启动时间接近两秒，但我还是不清楚为什么，稍后我会去查一下。

7.显式指定SpringConfigLocation

启动时使用Dspring.config.location=classpath:/application.properties:

Benchmark                                          Mode  Cnt  Score   Error  Units
MyBenchmark.case01_FluxBaseline                      ss   10  2.938 ± 0.287   s/op
MyBenchmark.case07_WithSpringConfigLocationOption    ss   10  3.026 ± 0.139   s/op

它变慢了...

8.关闭JMX

启动时使用-Dspring.jmx.enabled=false:

Benchmark                                          Mode  Cnt  Score   Error  Units
MyBenchmark.case01_FluxBaseline                      ss   10  2.938 ± 0.287   s/op
MyBenchmark.case08_WithJmxDisabledOption             ss   10  2.877 ± 0.097   s/op

它变得快了些。

9.排除Logback

到这，我尝试排除些依赖。首先，排除Logback

<dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-webflux</artifactId>
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <artifactId>spring-boot-starter-logging</artifactId>
                    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.slf4j</groupId>
            <artifactId>slf4j-jdk14</artifactId>
        </dependency>

结果如下：

Benchmark                                          Mode  Cnt  Score   Error  Units
MyBenchmark.case01_FluxBaseline                      ss   10  2.938 ± 0.287   s/op
MyBenchmark.case09_WithoutLogback                    ss   10  2.904 ± 0.096   s/op

好像稍微有点改进？

10.排除JackSon

下一个是JackSon:

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-webflux</artifactId>
    <exclusions>
        <exclusion>
            <artifactId>spring-boot-starter-json</artifactId>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>

看结果：

Benchmark                                          Mode  Cnt  Score   Error  Units
MyBenchmark.case01_FluxBaseline                      ss   10  2.938 ± 0.287   s/op
MyBenchmark.case10_WithoutJackson                    ss   10  2.789 ± 0.093   s/op

变快了一点儿。

11.排除 HibernateValidator

  <dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-webflux</artifactId>
    <exclusions>
        <exclusion>
            <artifactId>hibernate-validator</artifactId>
            <groupId>org.hibernate.validator</groupId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>

结果：

Benchmark                                          Mode  Cnt  Score   Error  Units
MyBenchmark.case01_FluxBaseline                      ss   10  2.938 ± 0.287   s/op
MyBenchmark.case11_WithoutHibernateValidator         ss   10  2.857 ± 0.084   s/op

也有一点改进。
排除依赖库到这就结束了。

12.AppCDS

AppCDS(应用程序类数据共享，Application Class Data Sharing)作为一个商业特性包含在Oracle JDK中。但它在OpenJDK 10中可用。

AppCDS似乎将信息转储到共享存档中，因此启动时间变得更短。

Benchmark                                          Mode  Cnt  Score   Error  Units
MyBenchmark.case01_FluxBaseline                      ss   10  2.938 ± 0.287   s/op
MyBenchmark.case12_WithAppCds                        ss   10  2.957 ± 0.079   s/op

它没有变得更快，然后我查找了CDS的相关资料发现：使用Spring Boot FatJAR时，这些库不在CDS的范围内。

13.Flux with Thin Launcher

抱歉，基准命名为‘Exploded’是不对的，一次我尝试暴露FatJar,但我仍然不能使用CDS。所以我现在使用Thin Launcher,所以请把基准名称从Exploded改为Thin Launcher吧。

在使用CDS之前，我想检查下使用Thin Launcher打包的速度。

 <plugins>
    <plugin>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot.experimental</groupId>
                <artifactId>spring-boot-thin-layout</artifactId>
                <version>1.0.15.RELEASE</version>
            </dependency>
        </dependencies>
    </plugin>
</plugins>

虽然我使用Thin Launcher来打包app，但是我没有使用Thin Launcher的启动类，而是指定了Main类来让启动时间尽可能快些。

Benchmark                                          Mode  Cnt  Score   Error  Units
MyBenchmark.case01_FluxBaseline                      ss   10  2.938 ± 0.287   s/op
MyBenchmark.case13_Exploded                          ss   10  2.476 ± 0.091   s/op

变快了点，对吧？

14.Thin Launcher + CDS

现在我要对它使用AppCDS了。

Benchmark                                          Mode  Cnt  Score   Error  Units
MyBenchmark.case01_FluxBaseline                      ss   10  2.938 ± 0.287   s/op
MyBenchmark.case14_ExplodedWithAppCds                ss   10  1.535 ± 0.036   s/op

Wow! 它变快了很多！

15.全部应用

最后，我把上面所有方法的都应用在程序上。

Benchmark                                          Mode  Cnt  Score   Error  Units
MyBenchmark.case01_FluxBaseline                      ss   10  2.938 ± 0.287   s/op
MyBenchmark.case15_AllApplied                        ss   10  0.801 ± 0.037   s/op

启动速度少于1秒钟！yeah！

16.还有一点

在Dave的会议上，他提到了“函数Bean定义”（Functional Bean Definitions），尝试在没有SpringBoot的情况下使用Spring进行改进，应用程序变得更快了。我需要学习更多来理解他们。

17.结果列表

Benchmark                                          Mode  Cnt  Score   Error  Units
MyBenchmark.case01_FluxBaseline                      ss   10  2.938 ± 0.287   s/op
MyBenchmark.case02_Web                               ss   10  3.281 ± 0.342   s/op
MyBenchmark.case03_WithContextIndexer                ss   10  3.063 ± 0.102   s/op
MyBenchmark.case04_WithLazyInit                      ss   10  2.844 ± 0.129   s/op
MyBenchmark.case05_WithNoVerifyOption                ss   10  2.582 ± 0.060   s/op
MyBenchmark.case06_WithTieredStopAtLevel1Option      ss   10  1.980 ± 0.037   s/op
MyBenchmark.case07_WithSpringConfigLocationOption    ss   10  3.026 ± 0.139   s/op
MyBenchmark.case08_WithJmxDisabledOption             ss   10  2.877 ± 0.097   s/op
MyBenchmark.case09_WithoutLogback                    ss   10  2.904 ± 0.096   s/op
MyBenchmark.case10_WithoutJackson                    ss   10  2.789 ± 0.093   s/op
MyBenchmark.case11_WithoutHibernateValidator         ss   10  2.857 ± 0.084   s/op
MyBenchmark.case12_WithAppCds                        ss   10  2.957 ± 0.079   s/op
MyBenchmark.case13_Exploded                          ss   10  2.476 ± 0.091   s/op
MyBenchmark.case14_ExplodedWithAppCds                ss   10  1.535 ± 0.036   s/op
MyBenchmark.case15_AllApplied                        ss   10  0.801 ± 0.037   s/op

感谢观看！