高级原生镜像主题
嵌套配置属性
反射提示由 Spring 预编译引擎自动为配置属性创建。
然而,非内部类的嵌套配置属性必须使用 @NestedConfigurationProperty 进行注解,否则它们将无法被检测到且不可绑定。
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.boot.context.properties.NestedConfigurationProperty;
@ConfigurationProperties("my.properties")
public class MyProperties {
private String name;
@NestedConfigurationProperty
private final Nested nested = new Nested();
// getters / setters...
public String getName() {
return this.name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Nested getNested() {
return this.nested;
}
}
其中 Nested 为:
-
Java
-
Kotlin
public class Nested {
private int number;
// getters / setters...
public int getNumber() {
return this.number;
}
public void setNumber(int number) {
this.number = number;
}
}
class Nested {
}
上述示例为 my.properties.name 和 my.properties.nested.number 生成了配置属性。
如果 nested 字段上没有 @NestedConfigurationProperty 注解,则 my.properties.nested.number 属性将无法在原生镜像中进行绑定。
您也可以注解 getter 方法。
使用构造函数绑定时,您必须使用 @NestedConfigurationProperty 注解该字段:
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.boot.context.properties.NestedConfigurationProperty;
@ConfigurationProperties("my.properties")
public class MyPropertiesCtor {
private final String name;
@NestedConfigurationProperty
private final Nested nested;
public MyPropertiesCtor(String name, Nested nested) {
this.name = name;
this.nested = nested;
}
// getters / setters...
public String getName() {
return this.name;
}
public Nested getNested() {
return this.nested;
}
}
使用记录时,您必须使用 @NestedConfigurationProperty 注解参数:
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.boot.context.properties.NestedConfigurationProperty;
@ConfigurationProperties("my.properties")
public record MyPropertiesRecord(String name, @NestedConfigurationProperty Nested nested) {
}
使用 Kotlin 时,您需要使用 @NestedConfigurationProperty 注解数据类的参数:
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties
import org.springframework.boot.context.properties.NestedConfigurationProperty
@ConfigurationProperties("my.properties")
data class MyPropertiesKotlin(
val name: String,
@NestedConfigurationProperty val nested: Nested
)
| 在所有情况下请使用公共的 getter 和 setter 方法,否则属性将无法被绑定。 |
转换 Spring Boot 可执行 Jar
只要 Spring Boot 可执行 jar 包含 AOT 生成的资源,就可以将其转换为原生镜像。 这在许多场景下都非常有用,例如:
-
您可以保留常规的 JVM 构建流程,并在您的 CI/CD 平台上将 JVM 应用程序转换为原生镜像。
-
由于
native-image不支持交叉编译,您可以保留一个与操作系统无关的部署制品,稍后再将其转换为不同的操作系统架构。
你可以使用 Cloud Native Buildpacks,或者使用 GraalVM 自带的 native-image 工具,将 Spring Boot 可执行 JAR 转换为原生镜像。
| 您的可执行 JAR 必须包含 AOT 生成的资源,例如生成的类和 JSON 提示文件。 |
使用 Buildpacks
Spring Boot 应用程序通常通过 Maven (mvn spring-boot:build-image) 或 Gradle (gradle bootBuildImage) 集成使用云原生构建包(Cloud Native Buildpacks)。
不过,您也可以使用 pack 将经过 AOT 处理的 Spring Boot 可执行 JAR 转换为原生容器镜像。
| 您必须至少使用 JDK 25 来构建您的应用程序,因为 Buildpacks 使用的 GraalVM native-image 版本与编译时所用的 Java 版本相同。 |
首先,请确保已安装 Docker 守护进程(更多详情请参见获取 Docker)。 如果您使用的是 Linux 系统,请配置 Docker 以允许非 root 用户。
你还需要按照buildpacks.io 上的安装指南来安装https://buildpacks.io/docs/for-platform-operators/how-to/integrate-ci/pack/#install。
假设一个经过 AOT 处理的 Spring Boot 可执行 JAR 文件(构建为 myproject-0.0.1-SNAPSHOT.jar)位于 target 目录中,请运行:
$ pack build --builder paketobuildpacks/builder-noble-java-tiny \
--path target/myproject-0.0.1-SNAPSHOT.jar \
--env 'BP_NATIVE_IMAGE=true' \
my-application:0.0.1-SNAPSHOT
| 你无需在本地安装 GraalVM 即可通过这种方式生成镜像。 |
一旦 pack 完成后,你可以使用 docker run 启动该应用程序:
$ docker run --rm -p 8080:8080 docker.io/library/myproject:0.0.1-SNAPSHOT
使用 GraalVM native-image
将经过 AOT 处理的 Spring Boot 可执行 JAR 转换为原生可执行文件的另一种方法是使用 GraalVM 的 native-image 工具。
要实现这一点,您需要在机器上安装一个 GraalVM 发行版。
您可以手动从Liberica Native Image Kit 页面下载,也可以使用 SDKMAN! 等下载管理器。
假设一个经过 AOT 处理的 Spring Boot 可执行 JAR 文件(构建为 myproject-0.0.1-SNAPSHOT.jar)位于 target 目录中,请运行:
$ rm -rf target/native
$ mkdir -p target/native
$ cd target/native
$ jar -xvf ../myproject-0.0.1-SNAPSHOT.jar
$ native-image -H:Name=myproject @META-INF/native-image/argfile -cp .:BOOT-INF/classes:`find BOOT-INF/lib | tr '\n' ':'`
$ mv myproject ../
| 这些命令适用于 Linux 或 macOS 系统,但您需要针对 Windows 系统进行相应调整。 |
@META-INF/native-image/argfile 可能不会被打包到您的 JAR 文件中。
仅在需要可达性元数据覆盖时才会包含该文件。 |
native-image 的 -cp 参数不接受通配符。
你需要确保列出所有 JAR 文件(上述命令使用了 find 和 tr 来实现这一点)。 |
使用追踪代理
GraalVM 原生镜像追踪代理允许你在 JVM 上拦截反射、资源或代理的使用,从而生成相关的提示(hints)。 Spring 应该能自动生成其中大部分提示,但你可以使用追踪代理快速识别缺失的条目。
在使用代理为原生镜像生成提示时,有几种方法:
-
直接启动应用程序并进行操作。
-
运行应用程序测试以验证应用程序的功能。
第一种选项在识别 Spring 无法识别某个库或模式时所缺失的提示方面很有用。
第二种选项在可重复的设置中听起来更具吸引力,但默认情况下,生成的提示(hints)会包含测试基础设施所需的所有内容。 其中一些内容在应用程序实际运行时是不必要的。 为了解决这个问题,该代理(agent)支持一个访问过滤器(access-filter)文件,可用于将某些数据从生成的输出中排除。
直接启动应用程序
使用以下命令启动应用程序,并附加原生镜像追踪代理:
$ java -Dspring.aot.enabled=true \
-agentlib:native-image-agent=config-output-dir=/path/to/config-dir/ \
-jar target/myproject-0.0.1-SNAPSHOT.jar
现在,您可以执行您希望为其生成提示的代码路径,然后使用 ctrl-c 停止应用程序。
在应用程序关闭时,原生镜像追踪代理会将提示文件写入指定的配置输出目录。
您可以手动检查这些文件,也可以将它们作为原生镜像构建过程的输入。
若要将其用作输入,请将这些文件复制到 src/main/resources/META-INF/native-image/ 目录中。
下次构建原生镜像时,GraalVM 将会考虑这些文件。
可以对原生镜像追踪代理(native image tracing agent)设置更高级的选项,例如按调用方类(caller classes)过滤所记录的提示(hints)等。 如需进一步了解,请参阅官方文档。
自定义提示
如果您需要提供自己的反射、资源、序列化、代理使用等提示,可以使用 RuntimeHintsRegistrar API。
创建一个实现 RuntimeHintsRegistrar 接口的类,然后对提供的 RuntimeHints 实例进行适当的调用:
import java.lang.reflect.Method;
import org.springframework.aot.hint.ExecutableMode;
import org.springframework.aot.hint.RuntimeHints;
import org.springframework.aot.hint.RuntimeHintsRegistrar;
import org.springframework.util.ReflectionUtils;
public class MyRuntimeHints implements RuntimeHintsRegistrar {
@Override
public void registerHints(RuntimeHints hints, ClassLoader classLoader) {
// Register method for reflection
Method method = ReflectionUtils.findMethod(MyClass.class, "sayHello", String.class);
hints.reflection().registerMethod(method, ExecutableMode.INVOKE);
// Register type for java serialization
hints.reflection().registerJavaSerialization(MySerializableClass.class);
// Register resources
hints.resources().registerPattern("my-resource.txt");
// Register proxy
hints.proxies().registerJdkProxy(MyInterface.class);
}
}
然后,您可以在任何 @Configuration 类(例如您的 @SpringBootApplication 注解的应用程序类)上使用 @ImportRuntimeHints 来激活这些提示。
如果您有需要绑定的类(主要在序列化或反序列化 JSON 时需要),可以在任何 Bean 上使用 @RegisterReflectionForBinding。
大多数提示会自动推断,例如在从 @RestController 方法接收或返回数据时。
但是,当您直接使用 WebClient、RestClient 或 RestTemplate 时,可能需要使用 @RegisterReflectionForBinding。
测试自定义提示
RuntimeHintsPredicates API 可用于测试您的提示。
该 API 提供了构建 Predicate 的方法,该方法可用于测试 RuntimeHints 实例。
如果你使用的是 AssertJ,你的测试代码将如下所示:
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.aot.hint.RuntimeHints;
import org.springframework.aot.hint.predicate.RuntimeHintsPredicates;
import org.springframework.boot.docs.packaging.nativeimage.advanced.customhints.MyRuntimeHints;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;
class MyRuntimeHintsTests {
@Test
void shouldRegisterHints() {
RuntimeHints hints = new RuntimeHints();
new MyRuntimeHints().registerHints(hints, getClass().getClassLoader());
assertThat(RuntimeHintsPredicates.resource().forResource("my-resource.txt")).accepts(hints);
}
}
静态提供提示
如果需要,可以在一个或多个 GraalVM JSON 提示文件中静态地提供自定义提示。
这些文件应放置在 src/main/resources/ 目录下的 META-INF/native-image/*/*/ 子目录中。
在 AOT 处理过程中生成的提示 会被写入名为 META-INF/native-image/{groupId}/{artifactId}/ 的目录中。
请将您的静态提示文件放置在不与该位置冲突的目录中,例如 META-INF/native-image/{groupId}/{artifactId}-additional-hints/。
已知限制
GraalVM 原生镜像是一项不断发展的技术,并非所有库都提供支持。 GraalVM 社区正在通过为尚未自带元数据的项目提供可达性元数据(reachability metadata)来提供帮助。 Spring 本身并不包含第三方库的提示信息,而是依赖于可达性元数据项目。
如果你在为 Spring Boot 应用程序生成原生镜像时遇到问题,请查阅 Spring Boot Wiki 中的 Spring Boot 与 GraalVM 页面。 你也可以向 GitHub 上的 spring-aot-smoke-tests 项目提交问题,该项目用于验证常见类型的应用程序是否按预期正常工作。
如果您发现某个库无法与 GraalVM 配合使用,请在可达性元数据项目中提交问题。