讓SpringBoot啓動更快一點

“Spring有多快?”

這是 2018 Spring One Platform 中的一場會議。看完會議視頻,我自己動手試了一下。下面是我做出的測試結果。

還沒有觀看視頻的朋友推薦看一下,非常有意思。

https://springoneplatform.io/2018/sessions/how-fast-is-spring-

本文使用的代碼

https://github.com/bufferings/spring-boot-startup-mybench

我使用的是 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)

可以按照下面這樣運行基準測試。運行起來可能需要一些時間,下面會執行所有的測試。

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

1. FluxBaseline

我使用 SpringInitializr 創建項目,僅包含 Reactive Web。接下來,我會寫一個 WebMVC 風格的極簡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 2.1.0.RELEASE。

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

啓動結果 2.938 ± 0.287 s/op。

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

現在,以這個結果作爲基線。讓我們從這裏開始。

2. WebMVC

我很好奇爲什麼要用 WebMVC 而不是 WebFlux? 我嘗試了一下。也許僅僅是爲了比較 Tomcat 和 Netty?

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 快了一點,難道不是嗎?

3. spring-context-indexer

接下來,我試了 spring-context-indexer,似乎創建了 component index。

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

嗯…慢了一點點?

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

我檢查了 spring.components,發現只包含了一個組件。瞭解…我應該嘗試更大一點的項目,這樣才能看到效果。

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

4. 惰性初始化

嘗試了惰性初始化。

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

查看結果,啓動變快了一點。

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. NoVerify

運行加 -noverify 選項:

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

啓動變得快了一點。不知道爲什麼有這個結果,稍後需要仔細瞭解一下。

6. TieredStopAtLevel

運行加 -XX:TieredStopAtLevel=1 選項:

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

嗯,快多了!減少了幾乎2秒。還是不知道這個參數有什麼含義,稍後需要仔細瞭解一下。

7. 指定 SpringConfigLocation 參數

運行加 -Dspring.config.location=classpath:/application.properties 選項:

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

嗯,又變慢了。

8. 關閉 JMX

運行加 -Dspring.jmx.enabled=false 選項:

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

變得快了一點。

9. 取消 Logback

從這裏開始,我開始減少函數庫。開始,取消 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>

結果如下:

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

嗯…似乎有一點點改進?

10. 取消 Jackson

接下來是 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>

結果如下:

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

結果變快了一點。

11. 取消 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>

結果如下:

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

也有一點效果。

到這裏爲止,不再取消函數庫了。

12. AppCDS

AppCDS (Application Class Data Sharing) 是 Oracle JDK 的一個企業版功能。OpenJDK 10 開始包含了這個功能。

看起來 AppCDS 轉儲信息存到了一個共享壓縮文件,所以啓動時間變短了。

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

嗯…並沒有變快…然後我閱讀了CDS的相關文章,找到原因了。

SpringBoot FatJAR 不在 CDS 管理範圍內。

13. 使用 Thin Launcher 的 Flux

嗯,對不起,“Exploded” 基準測試錯了。我曾經試着使用 FatJAR,但是 CDS 不能這麼幹。所以,我轉而使用 Thin Launcher,所以 “Exploded” 就變成了 “Thin Launche”。

使用 CDS 以前,我會測試使用 Thin Launcher 打包 JAR 文件的啓動速度。

<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>

儘管我使用 Thin Launcher 打包 app,但並沒有使用 Thin Launcher 啓動類,而是使用 Main class 讓啓動儘可能快一些。

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

嗯,快了一點,對嗎?

14. Thin Launcher + CDS

現在,我要使用 AppCDS 。

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

喔!變得更快了!

15. 所有操作都上

最終,我把所有操作都用上。

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

小於1秒鐘!(∩´∀`)∩耶

更進一步

在 Dave 的視頻中,他提到了“函數式 Bean 定義”,嘗試僅使用 Spring 不用 SpringBoot,app變得更快了。其中的道理還需要進一步瞭解。

結果:

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

我做開發十多年的時間,如果大家對於學習java的學習方法,學習路線以及你不知道自己應該是自學還是培訓的疑問,都可以隨時來問我,大家可以加我的java交流學習qun:615741636。qun內有學習教程以及開發工具。

真的很有意思。感謝!

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