SpringBoot 3.3.5 试用CRaC,启动速度提升3到10倍

科技   2024-11-13 08:27   广东  

今天和小伙伴们来聊一个稍微新一点的技术话题---CRaC。

CRaC(Coordinated Restore at Checkpoint,检查点协调恢复)是一个 OpenJDK 项目,旨在解决 Java 应用程序启动和预热时间过长的问题。

Java 应用程序启动和预热时间过长是一个老大难的问题,目前来看各方也都提出了一些不同的解决思路,之前松哥和大家聊过的 AOT 也能从一定程度上解决启动慢的问题,今天的 CRaC 算是另外一种解决思路。

一 CRaC是什么

CRaC 允许对运行中的 JVM 进行“快照”,并将其状态(包括应用)存储到磁盘中。

之后,在另一个时间点,可以将 JVM 从保存的检查点恢复到内存中。

这个功能意味着你可以启动应用程序、预热并创建检查点,然后从这个检查点快速恢复,从而显著减少启动时间。

二 CRaC的原理

CRaC 的工作原理基于用户空间检查点和恢复(CRIU),这是一个为 Linux 实现检查点和恢复功能的项目。

CRIU 允许冻结容器或单个应用程序并从保存的检查点文件中恢复它。

CRaC 采用了 CRIU 的通用方法,并增加了一些增强和调整,使其适用于 Java 应用程序。

一般来说,CRaC 的执行步骤如下:

  1. 创建检查点:在应用程序运行并达到稳定状态后,可以创建一个检查点,这个检查点包含了 JVM 的状态和应用程序的数据。
  2. 存储检查点:检查点数据被存储到磁盘上,以便之后可以从中恢复。
  3. 恢复检查点:当需要启动应用程序时,可以直接从检查点恢复,而不是从头开始启动和预热 JVM。

这个感觉就有点类似于大伙平时使用的 VMWare 的快照功能,在某个时间点为系统拍摄一个快照,下次可以直接从快照启动,就比从头开始启动要快很多。CRaC 所拍快照中不仅包含 JVM,也可以包含你的应用信息。

三 CRaC 的应用场景

CRaC 特别适用于需要快速启动和恢复的场景,比如:

  • 云原生环境:在微服务和无服务器架构中,服务可能需要频繁地启动和停止,CRaC 可以显著减少服务的启动时间。
  • 开发和测试环境:开发者可以在开发和测试过程中快速恢复应用程序到某个已知状态,提高开发效率。
  • 灾难恢复:在系统发生故障时,可以快速从最近的检查点恢复服务,减少系统停机时间。

四 支持版本

从 Spring Boot3.2/Spring6.1 开始对 CRaC 的提供支持,所以如果大伙想体验 CRaC,需要选择合适的 SpringBoot 版本。

同时,由于前文提到的 CRaC 依赖于 Linux 特有的 CRIU,因此 CRaC 目前仅在Linux操作系统上支持。Windows 和 Mac 则不支持。

五 实践

首先我们需要安装支持 CRaC 的 JDK,目前主要有以下两种 JDK 支持 CRaC:

  1. Azul Zulu 21.0.1 + CRaC 版本支持 CRaC,适用于 x64 和 aarch64 CPU 架构,包括 JDK17 和 JDK21。
选择支持 CRaC 的 JDK
  1. Liberica JDK 17 和 Liberica JDK 21 提供了对 CRaC 的支持。

接下来在项目中添加 CRaC 依赖:

<dependency>
    <groupId>org.crac</groupId>
    <artifactId>crac</artifactId>
    <version>1.5.0</version>
</dependency>

OK,如此之后,我们的准备工作就算完成了。

接下来我们需要在项目启动的时候,指定检查点的位置,并给出生成检查点的时机:

java -Dspring.context.checkpoint=onRefresh -XX:CRaCCheckpointTo=./tmp_checkpoint -jar javaboy-crac-3.3.5.jar

在上面的启动脚本中,我们通过设置 JVM 系统属性 -Dspring.context.checkpoint=onRefresh 来启用自动检查点。这个属性会在 Spring 的 LifecycleProcessor.onRefresh 阶段自动创建检查点,这个阶段在所有非延迟初始化的 Singleton 实例化和 InitializingBean#afterPropertiesSet 回调调用之后,但在生命周期启动和 ContextRefreshedEvent 发布之前。也就是说在这个时机创建检查点(拍摄快照)。

当然,如果你想等应用程序完全启动之后再拍摄快照,也是可以的。

先用如下命令启动应用程序:

java -XX:CRaCCheckpointTo=./tmp_checkpoint -jar javaboy-crac-3.3.5.jar

等待应用程序完全启动后,在另一个终端执行以下命令来手动触发检查点:

jcmd <pid> JDK.checkpoint

其中 <pid> 是应用程序的进程ID,这将创建检查点并关闭应用程序。检查点文件将存储在指定的文件夹中。

手动执行检查点生成的好处是,这个检查点包含了框架代码和应用程序代码,因此启动速度会更快,因为框架已经加载并启动了应用程序。

无论哪种方式生成检查点,只要有了检查点,最后一步就是使用这个检查点了。

我们可以利用检查点生成的文件来快速拉起应用程序,相关命令如下:

java -XX:CRaCRestoreFrom=./tmp_checkpoint

总结下就是,自动检查点适合快速实现和无需代码更改的场景,而手动检查点提供了更大的灵活性,允许在应用程序完全预热后创建检查点,从而可能实现更快的启动时间。

好啦,感兴趣的小伙伴可以去尝试下,记得选择合适的操作系统、JDK 版本以及 Spring Boot 版本哦~


微服务项目实战

松哥最近把 AI 面试官项目改造成了微服务,并且录制了配套的视频课程。这次真的是 Buff 叠满:

  • Spring Boot3 + Vue3 + 微信小程序
  • AI
  • 微服务项目

手把手带领小伙伴们做一个 AI 面试官微服务项目。

并且我在这个课程中也会和大家分享如何在简历中写微服务项目以及如何跟面试官去讲自己的微服务项目,让简历更靓。

下面我以问答的形式向小伙伴们介绍下微服务版的 AI 面试官项目。

项目介绍

  • 项目技术栈是什么?

AI 面试官项目采用 Spring Boot3 + Vue3 + uni-app 实现,微服务版基于脚手架完成,涉及到的组件有 Nacos、Gateway、OpenFeign 等。 其他的技术细节采用了如 MyBatis-Plus、Redis 等等。

  • 课程内容有哪些?

课程分为了四大部分,前三部分是项目的主体内容,第四部分是项目的赠送内容:

  1. 第一部分是 AI 面试官项目主体,这块我会带领大家手把手开发 AI 面试官项目的后台管理功能和小程序功能,这一阶段的工作完成后,大家的小程序就可以部署上线了,这一阶段大概 13 小时左右。
  2. 第二部分我会和大家一起拆解目前市面上主流的微服务项目脚手架,这一阶段通过对项目架构的分析,让大伙不再觉得微服务是一个高大上的东西,微服务项目是一个人人都可以快速掌握的东西。这一部分大约两小时。
  3. 第三部分我会对前面第一部分已经完成的 AI 面试官项目进行微服务化改造,让大家在理解微服务脚手架的基础之上,真正实践一次微服务。这一部分大约两小时。
  4. 第四部分是赠送给大家的,和大家聊一聊目前比较火的 AI 智能体,带领小伙伴们亲手实践几个 AI 智能体,这一部分大约是两小时。
  • 课程适合谁学?

如果你已经把微服务各个组件掌握的滚瓜烂熟,但是却从没做过微服务项目; 如果你想拥抱 AI 但是却只会把 AI 当搜索引擎使用; 如果你想把 Java 和 AI 结合起来做个小玩意但是却无从下手; 如果你想体验一把 Spring Boot3+Vue3 的最新玩法; 那么这个项目适合你。

  • 课程不适合谁学?

如果没有 Java 基础,或者不会 SSM 框架,那么不建议学习这个项目。

  • 我学习过程中遇到问题怎么办?

这个课程松哥提供了微信答疑群,所有课程相关的问题,都可以发到群里讨论,我也都会回复的。

  • 课程只有视频资料吗?

这个课程除了视频之外,还有配套的笔记和代码案例,会一同给到大家。

  • 课程会教小程序上线吗?

会教如何上线小程序,包括小程序审核需要注意的问题,都会发到群里,尽力确保每位小伙伴做完的项目都能成功上线。

  • 小程序做出来是什么样子的?
  • 我能不能先看下课程目录?

AI 面试官课程完整目录

关于松哥

9 年程序员生涯,Java 畅销书作者,华为云最具价值专家,华为开发者社区之星,GitHub 知名项目作者。

目前产品有 Java 项目课程、Java 简历指导、1V1 模拟面试等,如有需求欢迎来勾搭。

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课程目前售价 499,感兴趣小伙伴加松哥微信备注 ai。


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