【译】GraalVM 快速参考

前言

GraalVM 可帮助开发者更好的使用 Java，主要包括三个方面：

1. 通过使用最先进的 JIT 编译器使其更快，
2. 将它们编译为即时启动和低内存消耗的二进制可执行文件，
3. 使用支持的多语言或代码进行编程。

这份快速参考是一页的简短摘要，介绍了 GraalVM 可以做什么，以及用来说明其功能的关键选项和命令。

GraalVM 快速参考（打印请使用高清的 pdf）

你可以下载并打印到 A4 纸上，然后将它挂在办公室，提醒 GraalVM 可以做些什么和有哪些配置选项。一定要使用pdf版本^[1]打印（高清无码）。请注意，如果你的打印机更适应美国字母纸格式，请使用这个版本的 PDF^[2]。

在这篇文章中，我们将快速浏览参考中的信息，并详细地介绍它。

一、运行 java 应用

第一部分侧重于运行 Java 应用程序。首先，请记住，GraalVM安装包中包含 JDK，这意味着你可以使用 GraalVM 作为 JDK。例如，使用javac编译 Java 源代码：

javac MyApp.java

当然，你也可以使用 GraalVM 来运行 Java 应用程序或任何其他 JVM 语言。除了能够运行 Java 之外，还得益于 GraalVM 强大的即时（JIT）编译器，并获得了最先进的峰值性能，通常比其他 jdk 运行得更快。

java -jar MyApp.jar

当使用 GraalVM 运行 Java 应用程序时，底层 JVM 使用的是 Java Hotspot VM，这意味着大多数配置选项是相同的，例如，你可以这样指定应用程序类路径：

java -cp target/myapp.jar com.example.Main

GraalVM 编译器通常在预编译为本机共享库模式下运行^[3]，但是其代码是用 Java 编写的，并且可以用作 JAR 文件，从而导致性能略有不同：使用堆内存进行编译会以较长的预热为代价（例如，编译器的 Java 代码需要编译）。以下选项可配置你要运行的模式（默认情况下启用）：

-XX:+-UseJVMCINativeLibrary

除了将编译器作为 JAR 或 native 库运行之外，你还可以指定优化配置^[4]，economy用来加快预热速度，并选择enterprise以获得最佳的峰值性能（当然需要 GraalVM 企业版）。

-Dgraal.CompilerConfiguration=enterprise|community|economy

JIT 编译器可能会显著加快应用程序，但有时不清楚编译器是否正常工作，代码是否真正到达顶层，以及哪些方法到达编译器，你可以开启编译日志：

-Dgraal.PrintCompilation=true

除了查看日志，你还可以启用更多的调试输出，例如，打印编译器图形来分析它们，以寻找更多的优化空间：

-Dgraal.Dump=:2

当然，JVM 的其他特性也适用于 GraalVM。例如，你可以添加一个 Java agent，该 agent 将对代码进行指令插入、在运行时生成类以及其它的 Java agent 功能。基于 Java 的 agent 和 native  agent 都可以运行。一个典型的例子是用于简化  native image 构建的辅助配置 agent。

-javaagent:path/to/jar.jar
-agentlib:path/to/native/agent

二、编译成二进制可执行文件

使用 GraalVM 的第二个主要优点是它的Native Image^[5]功能：提前将应用程序编译成二进制文件。使用它你需要先安装 native-image 组件。常用方法是为 GraalVM 发行版下载组件 JAR 文件，然后运行以下命令:

gu install -L native-image.jar

然后，你可以使用安装的native-image组件来生成应用程序的二进制文件:

native-image [options] MyClass

或者，你可以使用类似于 java 命令的 JAR 文件语法：

native-image -jar MyApp.jar

直接运行生成的二进制文件：

./myApp

如果你不想构建可执行文件^[6]，只是想构建一个共享库，那么可以使用--shared选项。你需要使用@CEntryPoint注解标记公开的方法，但是关于这个主题的更详细的探讨超出了本文的范围。

--shared

另一个非常有用的方法是 构建静态链接的二进制文件^[7] ，例如将 libc 这样的操作系统库链接到可执行文件中。甚至可以选择使用哪个 libc 实现。默认情况下使用 glibc，muslc 是一个可选项，为此你需要配置一下构建环境。

--static --libc=muslc

三、多语言编程

可以运行基于Truffle-based语言的基础结构：JavaScript、Ruby、Python、R 等。这将包括该语言的解释器、Truffle 框架^[8]和 JIT 编译器，因此可以在运行时编译代码以加快执行速度。

例如，其中每一项都包括对相应语言的支持：

--language:js
--language:python
--language:llvm
--language:ruby

另一个极有吸引力的功能是 native image 可执行文件的配置文件引导优化^[9]。可以生成一个已检测的二进制文件，对其应用相关的工作负荷，记录与 JIT 相似的执行代码的概要文件，并使用这些概要文件来构建生产二进制文件。

native-image — pgo-instrument MyApp
./myApp
native-image — pgo profile.iprof MyApp

而且，如果你希望更清楚地了解本 native image 生成过程中发生的情况，例如，尝试了解类初始化的类链，你可以使用一些有用的选项。

以下选项可以开启跟踪某个类的初始化路径：

-H:+TraceClassInitialization=package.class.Name

native image 构建是一个 Java 进程，因此你可以在代码中打一个断点，通过代码调试器，全面的知晓更多细节。

--debug-attach=[port]

除此之外，还有许多其他有用的选项用来配置 native image 构建和运行时的行为，我们将在未来探讨这些配置项，你也可以通过使用帮助来了解一些可用的信息:

--expert-options-all

GraalVM 给你的第三个主要优势是一个多语言运行时^[10]，能够运行多种语言，它包括由 GraalVM 的 JavaScript 引擎的 Node.js 平台。因此，如果你有一个 node 应用，可以通过调用 node 命令来运行。

node myApp.js

除此之外，还有许多语言启动器可用于支持程序的运行：

js myApp.js
graalpython myApp.py
ruby myApp.rb
R myApp.r
lli myApp

默认情况下，启动器（包括 node）将在 native 模式下运行，其中解释器编译为 native image 二进制文件。因此，若要使用Java类与JVM实现互操作性，请使用--jvm选项，对于其他语言，请使用--polyglot：

--polyglot --jvm

语言引擎具有许多功能来限制资源量^[11]，例如，语言上下文可以运行的时间（毫秒）：

--sandbox.MaxCPUTime=Nms

四、通用开发工具

最后也是相当重要的一点就是，GraalVM 语言支持通用开发工具^[12]开箱即用。这是整个 GraalVM 生态系统中最令人兴奋的部分之一：实现一个语言解释器来修复语言的语义，并获得一个强大的虚拟机、一组 GC 算法、一个调试器、一个分析器、一个内存分析器和其他免费工具。

指定以下选项以分别启用基于 Chrome DevTools 调试器、采样探查器、跟踪探查器和内存分析器的调试器：

--inspect
--cpusampler
--cputracer
--memsampler

结论

GraalVM 是一个多功能的项目，提供了许多有趣的功能，你可以将这些功能用于你的应用程序，支持 Java、JVM 语言、JavaScript、Ruby、Python、R 等。

从使用更好的即时编译器，到构建应用程序的可执行文件，再到以不同语言运行组件，现在你可以使用 GraalVM 了。

在这篇简短的参考文章中，我们试图概括GraalVM 不同功能的最常用选项。

下载 GraalVM 快速参考 PDF，打印出来，钉在墙上。让它能不断提醒你 GraalVM 项目是多么有趣，即使你目前只使用了一小部分功能。

在进行此功能时，下载GraalVM 从快速参考中尝试一些东西，比如更快地运行 Java 应用程序，使用 native images 使微服务更加贴近云原生，或者使用其他语言的库来增强我们的应用程序！

译者注

译者校对：mica如梦技术、PIG冷冷、JustAuth亚东、吴天狗

原文链接：https://medium.com/graalvm/graalvm-quick-reference-b8d1dfe24241

译者说

GraalVM 无疑是  Java 未来（5~10年）的一个大方向， 期待 Spring Boot 3 和 Spring Framework 6 对 GraalVM 的内置支持。

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