Introduction to GraalVM and Native Image
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2019/08/23 JVM Language Summit Report Event at KanJava JUG https://kanjava.connpass.com/event/139770/ This slide is about GraalVM, especially SubstrateVM that is able to generate native images.
![リフレクションサンプル
[
{
"name" : "java.lang.String",
"fields" : [
{ "name" : "value", "allowWrite" : true }
],
"methods" : [
{ "name" : "format", "parameterTypes" : ["java.lang.String",
"java.lang.Object[]"] }
]
}
]](https://image.slidesharecdn.com/kanjava201908jvmls-190826004119/85/Introduction-to-GraalVM-and-Native-Image-61-320.jpg)
![初期化の課題
import java.util.Date;
class Startup {
static final Date TIME = new Date();
}
class HelloStartupTime {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Startup: " + Startup.TIME);
System.out.println("Now: " + new Date());
}
}
実行結果
$ ./hellostartuptime
Startup: Fri Aug 16 20:31:06 JST 2019
Now: Fri Aug 16 20:31:32 JST 2019](https://image.slidesharecdn.com/kanjava201908jvmls-190826004119/85/Introduction-to-GraalVM-and-Native-Image-70-320.jpg)
![現在は指定できる
• --initialize-at-build-time=[クラス名]
• --initialize-at-run-time=[クラス名]
$ ./native-image --initialize-at-build-time=Startup HelloStartupTime
$ ./hellostartuptime
Startup: Fri Aug 16 20:31:06 JST 2019
Now: Fri Aug 16 20:31:32 JST 2019
$ ./native-image --initialize-at-run-time=Startup HelloStartupTime
$ ./hellostartuptime
Startup: Fri Aug 16 20:38:24 JST 2019
Now: Fri Aug 16 20:38:24 JST 2019](https://image.slidesharecdn.com/kanjava201908jvmls-190826004119/85/Introduction-to-GraalVM-and-Native-Image-71-320.jpg)
Introduction to GraalVM and Native Image
- 1. JVM Language Summit レポート - GraalVM編 - 関西Javaエンジニアの会 阪田 浩一 #kanjava
- 2. About Me • 阪田 浩一 (Koichi Sakata) • KanJava JUG Leader/Founder • • Twitter: @jyukutyo • Blog: sakatakoichi.com • JVMになりたい人 – GCとJITコンパイラに関心
- 4. アジェンダ • GraalVMとは – 以前の関ジャバイベントの内容と重複します • ネイティブイメージ生成機能の詳細
- 13. GraalVM ≠ Graal
- 17. Truffle • トラフル（トリュフ） • 言語実装用フレームワーク – ASTインタプリタ構築の基盤を提供する
- 19. 言語を実装して 何がうれしいの？
- 21. Polyglot on the JVM with Graal
- 23. Truffleでの言語実装 HotSpot VM JVMCI Graal JVM Lang Truffle LLVMJS R Ruby C C++ Fortran Interpreter
- 27. GraalVM • 研究から生まれたプロダクト – Oracle Labs – ヨハネス・ケプラー大学 • オーストリア • Compiler and JVM Research at JKU – GraalやTruffleについての論文多数 • 大学内にOracle Labsのブランチがある • オープンソース（Community Edition: 後述） • https://github.com/oracle/graal
- 31. ネイティブイメージ化は 何なの？
- 32. Custom Part in GraalVM • Graal – JIT Compiler • Truffle – Language Implementation Framework • Substrate VM – Runtime Library and Tools for Java AOT Compiled Code
- 36. 起動が高速になる！
- 39. AOT/JITコンパイル • AOTコンパイル（Javaでの） – 実行前に、バイトコードから機械語に • JITコンパイル（JVMでの） – 実行中に、バイトコードと プロファイルデータから機械語に
- 41. ネイティブイメージの利用想定対象 • FaaS – AWS Lambda, Azure Functions... – すぐに終了させる類のもの • 多数起動するアプリケーション – リソースの消費がコストに直結する • とくにクラウド利用の場合 – 大規模サービスなど – Quarkus, Micronaut, Helidonといった 対応フレームワークを利用する
- 42. もう1つ
- 45. Java on iOS • A plan to bring Java to iOS | InfoWorld – https://www.infoworld.com/article/3407781/a- plan-to-bring-java-to-ios.html • Java on iOS, for real. - Gluon – https://gluonhq.com/java-on-ios-for-real/
- 46. Summary • Substrate VMは –ネイティブイメージ生成時に利用 –生成したネイティブイメージを 実行する小型の仮想マシン • GC, スレッドのスケジューリング, コードのキャッシュなど
- 49. 現状、 制約があります
- 52. 初期設計時 • ユースケース – Oracleデータベース MLEにGraalVMを組み込む • Truffleを利用して、SQL文で多言語実行可能に – https://www.sakatakoichi.com/entry/graalvmembeddeddb
- 53. Execute JavaScript Functions in SQL SQL> select validator.isEmail('[email protected]’) from dual; VALIDATOR.ISEMAIL('[email protected]’) -------------------------------------- 1 SQL> select validator.isEmail('bob@example') from dual; VALIDATOR.ISEMAIL('BOB@EXAMPLE’) -------------------------------- 0 https://www.sakatakoichi.com/entry/graalvmembeddeddb
- 54. 初期設計時 • Oracleデータベース向けということは… – 同じ会社 (Oracle)内のみの利用 – サポートするOSも限定できる – リフレクションやJNIのサポートは不要 – 初期化の速さと省メモリが必須
- 61. リフレクションサンプル [ { "name" : "java.lang.String", "fields" : [ { "name" : "value", "allowWrite" : true } ], "methods" : [ { "name" : "format", "parameterTypes" : ["java.lang.String", "java.lang.Object[]"] } ] } ]
- 64. Tracing Agent • JVMTIエージェントが付属している $ java -agentlib:native-image-agent... アプリケーションのコードを 網羅するテストコードを実行し、 設定ファイルを出力させる
- 66. クラス初期化での 課題
- 67. ネイティブイメージ生成プロセス • インプット – Javaクラスすべて – ライブラリすべて – VM (SubstrateVM)
- 70. 初期化の課題 import java.util.Date; class Startup { static final Date TIME = new Date(); } class HelloStartupTime { public static void main(String[] args) { System.out.println("Startup: " + Startup.TIME); System.out.println("Now: " + new Date()); } } 実行結果 $ ./hellostartuptime Startup: Fri Aug 16 20:31:06 JST 2019 Now: Fri Aug 16 20:31:32 JST 2019
- 71. 現在は指定できる • --initialize-at-build-time=[クラス名] • --initialize-at-run-time=[クラス名] $ ./native-image --initialize-at-build-time=Startup HelloStartupTime $ ./hellostartuptime Startup: Fri Aug 16 20:31:06 JST 2019 Now: Fri Aug 16 20:31:32 JST 2019 $ ./native-image --initialize-at-run-time=Startup HelloStartupTime $ ./hellostartuptime Startup: Fri Aug 16 20:38:24 JST 2019 Now: Fri Aug 16 20:38:24 JST 2019
- 74. ネイティブイメージ化のサポート • Linux, macOSのみ – Windows対応は課題だが、多くの作業が必要 • Java 8のみ – Java 8, 11, 13で異なる部分がある – GraalVM自体がJava 8バージョンのみ – GraalVM自体のJava 11対応は作業中
- 75. ネイティブイメージ化のサポート • 現状 x64のみ – GraalVM自体は x64, AArch64, Sparcをサポート • LLVMの利用も検討中だが… – 代償を伴うとのこと
- 76. ライブラリのネイティブイメージ対応 • ライブラリのMETA-INF/native-image – 設定ファイルを配置する – Nettyなど対応済みのものも
- 77. Wrap Up GraalVM is AWESOME!
- 78. Fin.