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GraalVM本机镜像:Spring VS Quarkus

在2018年,Oracle宣布了GraalVM 1.0版本。

GraalVM是一种通用 虚拟机 ,用于运行以JavaScript,Python,Ruby,R,基于JVM的语言(例如 Java ,Scala,Groovy,Kotlin,Clojure)以及基于LLVM的语言(例如C和C ++)编写的应用程序。 [资源]

对我而言,最有趣的功能之一是针对基于JVM的应用程序编译为本机二进制文件(在GraalVM中通常称为本机映像)。 Native Image意味着编译将是独立的,不需要JVM(例如C,C ++或Golang),但需要权衡(JIT与AOT)和限制。

Spring 框架是JVM世界中最成熟,最流行的框架之一,由于我前面提到的局限性,当前不具有本机映像编译功能(即装即用)。 在2019年中期,开发了spring-graalvm-feature以支持Spring Boot(Spring Framework 5.2)的本机映像编译,并于2019年9月正式加入Spring Projects实验项目。 我很想尝试一下,但是它在构建过程中需要巨大的内存,我的笔记本电脑只有8GiB RAM,目前不需要添加更多的RAM。 好消息,此提交使内存使用量变小。

一些新的Java框架已经具备了本机图像编译功能,例如Quarkus,Micronaut和Helidon。 几个月前,我有兴趣尝试Quarkus,实际上1.0于去年11月发布,但我没有太多的空闲时间来尝试。 几个月前,在尝试了Quarkus几天之后,我很好奇如何用Spring(sping-graal-native)对Quarkus进行基准测试,但是在对spring-graal-native进行了几次试验之后,我认为它仍然很痛苦,即使对于simpe http API和JPA(使用主流SQL数据库),到目前为止,我的问题是#1,#54,#55,#93,#197。 难怪它是0.6.0,也许等待下一个版本或Spring 5.3的官方支持是个好主意。

几周前,发布了本机版本的spring-graal-native 0.7.1,许多问题已经关闭,我对GCP拥有免费信用,因此,让我们再试一次并做一些基准测试。 我知道现在比较spring-graalvm-native是不公平的,也许我们只能说这是”实验报告”。

应用

该基准测试针对四种类型的应用程序

· SpringBoot

· Webflux的Spring Boot

· Quakus

· Quarkus(Spring API扩展)

所有这些只是带有PostgreSQL数据库的基于HTTP的简单CRUD应用程序。 有6个http端点

· 插入

· 按编号查找

· 按页查找

· 按特定列查找(过滤)

· 更新资料

· 删除

您可以检查我的存储库中的源代码。 Webflux版本(第2个)中的Spring Data和JDBC版本没有反应。 我添加Webflux版本只是为了比较,因为Quarkus基于Netty。

有关如何将应用程序编译为Native Image的信息,可以查看Quarkus的本文档和spring-graalvm-native的本文档。 我将混合模式用于spring-graalvm-native和自定义构建脚本(请参阅spring项目的每个根目录上的compile.sh)。

对于框架和运行时版本,我使用的是Spring Boot 2.3.1(spring-graalvm-native 0.7.1),Quarkus 1.5.2,GraalVM 2.1.0 Java 11。

资料模型

id 主键resource_string 用于样本过滤resource_text *仅有效载荷为3000个随机char

构建过程

在4个vCPU,16 GiB RAM虚拟机,空闲状态下2.8%的RAM使用率上完成构建过程。

1.构建时间

spring-boot 8分钟39秒

spring-boot-webflux 8分钟12秒

quarkus 3分钟55秒

quarkus-spring-api 3分钟57秒

在尝试多次编译后,构建时间的不一致可能高达20-30秒。

2.一段时间内的 CPU使用率 (%)

3. RAM使用率(%)随时间变化

4.峰值RAM使用率

SpringBoot 10.1 GiB

spring-boot-webflux 9.8 GiB

quarkus 8 GiBquarkus-spring-api 8 GiB

5. 二进制 大小

SpringBoot 196.6 MB

SpringBoot webflux 182.7 MB

quarkus 69.8 MB

quarkus-spring-api 69.6 MB

好吧,Spring的构建时间和二进制大小的结果要高得多,让我们等待(也许还会有所贡献)Spring 5.3和非实验版本的spring-graalvm-native。

启动时间

在2个vCPU或1个vCPU上,所有应用程序的启动时间都在1秒以下,我认为不需要更详细地介绍本节。

压力测试

虚拟机规格

数据库:6个vCPU,16个GiB RAM,SSD(us-west1-b)

应用:1个vCPU,2个GiB RAM(us-west1-b)

JMeter:4个vCPU,16个GiB RAM(us-west2-a)

JMeter VM位于不同的区域,因为我使用的免费试用帐户每个区域有8个vCPU。

情境

我正在使用JMeter随机控制器随机请求所有端点15分钟。 在此之前,我截断该表并插入10000条记录。

我没有对所有应用程序进行任何特殊的调整,而是对所有应用程序进行了默认设置(包括spring webmvc,所以有200个tomcat 线程 ),只是设置了连接池数。 我只是在VM级别进行调优,增加打开文件的最大数量并启用tcp_tw_reuse。

吞吐量结果

在运行15分钟测试之前,我尝试进行了60秒钟的测试,以找到针对这种VM规范的最合适的设置(JMeter线程(并发用户)和连接池数)。 我正在使用Quarkus作为基线,这就是结果。

根据该结果,我认为150个JMeter线程足够大。 为了提高效率,我们仅在缓冲池中使用2个连接,在1vCPU中使用。

好吧,这是在15分钟内在处理150个JMeter线程的池中建立2个连接的结果。

spring-boot 390.1 / spring-boot-webflux 631.6 / quarkus 1042.7 / s quarkus-spring-api 871.1 / s

这是一段时间内(每30秒)的平均吞吐量。

资源利用(压力测试期间)

应用虚拟机

· 一段时间内的CPU使用率(%)

注意:如您所见,quarkus-spring-api和所有Spring版本的应用程序VM CPU使用率随着时间的推移而下降。 但是在DB VM上,该版本的CPU使用率正在增加(请参阅下一节)。

· 随时间推移的RAM使用率(%)

数据库虚拟机

· 一段时间内的CPU使用率(%)

注意:从” Application VM CPU使用说明”继续。 quarkus-spring-api和所有Spring版本的数据库VM CPU使用率随着时间的增长而增加。 我还没有进一步调查。 可能是因为我在查找JMeter线程数时使用Quarkus版本作为基准,而其他人无法使用该设置处理请求。 稍后,我将使用100个JMeter线程进行重新测试。

· 随时间推移的RAM使用率(%)

JMeter VM

· 一段时间内的CPU使用率(%)

· 随时间推移的RAM使用率(%)

完整的源代码可以在我的Github页面上找到。

感谢您的阅读(对不起我的英语不好),并随时发表评论。

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(本文翻译自Ardiansyah的文章《GraalVM Native Image: Spring VS Quarkus》,参考:

文章来源:智云一二三科技

文章标题:GraalVM本机镜像:Spring VS Quarkus

文章地址:https://www.zhihuclub.com/86763.shtml

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