Jlink и Custom Runtime Image — мастерская Франкенштейна

Self-contained системы — это архитектурный подход, фокусирующийся на разделении функциональности независимых подсистем, с тем чтобы создать полнофункциональную систему на базе сотрудничества множества небольших приложений. В этом подходе особое значение имеет независимость решения от других приложений.

В мире Java довольно давно существуют решения, позволяющие сделать ваш проект независимым от JRE на компьютерах ваших пользователей, но только с приходом Java 9 появился инструментарий, который делает это без костылей и велосипедов.

Поговорим об одной из самых важных возможностей Java 9 — Custom Runtime Images и о том, как применять её на практике сейчас, когда ваши зависимости все еще не готовы к Java 9.

В этом докладе на практических примерах будут продемонстрированы новые возможности Java 9 для self-contained систем, подход к миграции приложений и реальное применение этой технологии для разработки консольных утилит и развертывания приложений в контейнерах.

Transcript

1. Jlink и Custom Runtime Image - мастерская Франкенштейна Юрий Артамонов CUBA Platform
2. Толстота Пользователи скачивают: JDK 8 - 202 MB JDK 11 - 179 MB Как доставить Java? Как сделать меньше? 2
3. История вопроса Собираем всё: Launch4j IzPack / Install4j Java Packager Custom JRE Bundle 3 Минимизируем: JEP 161: Compact Profiles
4. javac -profile 4 Проблемы Монструозность Хрупкость > jdeps -P HelloWorld.class HelloWorld.class -> /binaries/linux-i586/jre/lib/rt.jar <unnamed> (HelloWorld.class) -> java.io compact1 -> java.lang compact1 Server JRE 8 all 53 MB compact 3 jmx, crypto, naming, … 21 MB compact 2 rmi, sql, xml, … 18 MB compact 1 lang, util, io, … 14 MB
5. Java Packager https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/javapackager.html > javapackager -deploy <…> > ls -lah out/deploy/bundles 54M pack-me-1.0.deb - А внутри 200 MB JRE! Существует давно Пакует приложение с JRE Работает с java и java FX Выпиливается из Java 11 вместе с Java FX 5
6. Чего не хватает? JRe 8 - довольно большая штука (rt.jar) В Compact Profile нельзя менять состав пакета Проблемы Class Path: Jar Hell, NoClassDefFoundError А если мы хотим собрать монстра сами? 6 THE FRANKENSTEIN MONSTER
7. Зачем это всё? JPMS - модульная система Java: Надёжная конфигурация Сильная инкапсуляция Модуляризация JDK Модульные приложения надёжнее и их проще развивать и поддерживать Можно использовать Хитрые трюки: AOT, Compile Time IoC, Bundling 7
8. Jlink и светлое будущее > jlink --module-path <…> --add-modules <…> --launcher <…> утилита для линковки ваших приложений с минимальной JRE Java 9+ Требуется модульное окружение ! На выходе - нативное приложение без зависимостей 8
9. Java Platform Modules 9
10. Custom Runtime Images dist/ bin/ launch ← shell script java keytool conf/ logging.properties net.properties lib/ modules ← Modules BLOB libjava.so libnet.so … 10 Новый формат распространения JRE с вашими приложениями > ./bin/java -version openjdk version "10.0.1" 2018-04-17 > ./bin/java --list-modules java.base@10.0.1 com.haulmont.powercli
11. Файлы JMOD Неисполняемые файлы замена JAR для самой JDK Используются в рантайме или для Компиляции / линковки JMOD влючает в себя: Java классы Ресурсы и Конфигурационные файлы Нативный код 11 JDK 9+ bin *.exe conf jmods lib ...
12. ЗАВИСИМОСТИ !
13. Jdeps - узнаём правду о зависимостях > $JAVA_HOME/bin/jdeps --module-path . --generate-module-info . guava-26.0-jre.jar Error: Module jsr305 contains package javax.annotation, module java.xml.ws.annotation exports package javax.annotation to jsr305 Error: missing dependencies com.google.common.base.package-info -> javax.annotation.ParametersAreNonnullByDefault not found com.google.common.cache.package-info -> javax.annotation.ParametersAreNonnullByDefault not found 13
14. FAIL !
15. JPMS Patch Modules Инструмент устранения Split Packages (временное решение): > java --add-modules java.xml.ws.annotation --patch-module java.xml.ws.annotation=jsr305-3.0.2.jar --class-path $dependencies -jar $appjar Полезный хак: Позволяет пересобрать существующие JAR файлы с modules-info.java 15
16. Сборка legacy проектов с jlink 1. Компилируем > $JAVA_HOME/bin/javac -p build/lib \ -d build/modules \ --patch-module <moduleName>=<jarPath> \ module-info.java 16 2. Патчим JAR: > $JAVA_HOME/bin/jar uf ./build/lib/<jarName> \ -C ./build/modules module-info.class Придётся всё модулиризовать самим !
17. Патчим библиотеки на лету 1. Храним соответствие модулей и JAR файлов 2. Патчим всё перед линковкой 3. Делаем вид, что так и было Build.gradle: github.com/jreznot/power-cli/ 17
18. Кто готов к модульной Java ? Готовность популярных фреймворков и библиотек к работе в модульном окружении Spring 5 - не модуляризован Hibernate - Не модуляризован Guava - Не модуляризована … и т.д. Имена Модулей и Automatic-module-names: https://github.com/jodastephen/jpms-module-names 18
19. Отладка приложений, собранных с jlink Отладчик - это тоже модуль! module com.haulmont.powercli { requires jdk.jdwp.agent; 19 Правим скрипт запуска: JLINK_VM_OPTIONS="-verbose -Xdebug -Xnoagent -Xrunjdwp:server=y,transport=dt_socket,address=4000,suspend=y"
20. Поддержка jlink в инструментах сборки Слабая поддержка в инструментах сборки: Maven Compiler Plugin 3.7 + Gradle 4+: Java Library Plugin https://guides.gradle.org/building-java-9-modules/ Для линковки - Сторонние плагины 20
21. Совместимость с Groovy / Kotlin Kotlin можно модуляризовать самим Groovy - Пока отстаёт JIRA/GROOVY-8339 21 > groovy -v WARNING: An illegal reflective access operation has occurred ...
22. А что ещё ? 22
23. Кросс-компиляция для Windows / Mac OS > $JAVA_HOME/bin/jlink \ --module-path libs:$TARGET_JAVA_HOME/jmods \ --add-modules <moduleName> --launcher launch=<moduleName>/<mainClassName> Jlink поддерживает линковку с JRE для Windows / Linux / Mac OS. Собирайте приложение для всех ОС на Linux (особенности Файловых систем *NIX) Добавьте CI по вкусу 23
24. Файловая система JRT Имеет префикс jrt:// Используется для получения Ресурсов в Custom Runtime Image Фреймворки, которые сканируют Class Path, должны явно поддержать Jrt (Spring component scan сломается) Можно выполнять сканирование ресурсов при помощи Files.walk(Path, depth) 24
25. Jlink Plugin API См. jdk.tools.jlink.plugin.Plugin Механизм плагинов позволяет реализовать: Удаление неиспользуемого кода Создание индексов аннотаций и сервисов IoC/DI во время линковки Credits: Gunnar Morling http://in.relation.to/2017/12/12/exploring-jlink-plugin-api-in-java-9/ 25
26. А что с производительностью? 26 Время Старта - Консольное приложение (250msec - 200 msec = 50 msec) Размер бАндла - MIN 30 MB (11 MB - ZIP) Потребление памяти - ЗАВИСИТ ОТ ПРИЛОЖЕНИЯ ! MIN - 2MB Heap (Разницы не замечено) См. ManagementFactory.getRuntimeMXBean().startTime
27. Кто сказал Docker? Java 10 наконец-то нормально исполняется в Docker. Минимальный Alpine 3.8 + Custom Runtime Image = 35 MB! Сравним с Go: <1 MB бинарник + Linux = 10 MB ! 27
28. Область применимости Настольные приложения Консольные утилиты Серверные решения Развёртывание Контейнерами Нужно всем! 28
29. Используем jlink для CLI CUBA CLI github.com/cuba-platform/cuba-cli > sdk install cuba 29 Написан на Kotlin Размер архива ~ 30 MB Поддерживает динамическую загрузку плагинов: ModuleFinder, ModuleLayer, ServiceLoader
30. Выводы 1. Формат доставки - это важно 2. Полагаться на установленную версию Java - больше не безопасно 3. Модуляризируйте свои приложения 4. JLink - полезный инструмент для всех 30
31. Вопросы ? Слайды: https://bit.ly/2NNMkoI Twitter: @Yuriy_Artamonov Ни один монстр Франкенштейна не пострадал