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SpringBoot3+graalvm:整合并打包为可执行文件方式

作者：IT利刃出鞘

本文介绍了如何在Spring Boot 3中整合GraalVM,并将其打包为可执行文件,适用于Windows和Linux系统,通过安装GraalVM、配置环境变量、下载Visual Studio组件（仅限Windows）以及使用Maven容器（适用于Linux）,可以实现高效的打包和运行

简介

本文介绍SpringBoot3如何整合graalvm，并打包为可执行文件。Windows和Linux都打包。

版本

安装graalvm

1.下载

官网：https://www.graalvm.org/

进去后点击下载，即可找到：

下载后得到此文件：graalvm-jdk-21_windows-x64_bin.zip

（JDK21不需要下载native-image了，因为已经捆绑到bin目录了。直接在bin目录下cmd输入native-image即可）

2.安装

将graalvm-jdk-21_windows-x64_bin.zip解压到指定目录，我这里解压到：E:\work\develop_env\graalvm\graalvm-jdk-21_windows-x64_bin

把JDK环境变量配置为GraalVM的路径（因为GraalVM就是JDK）。

由于我要同时用JDK8和JDK21，所以要配置一下，见：Windows使用多个JDK的方法

创建SpringBoot项目

跟原来SpringBoot2的项目结构是一样的。

依赖及代码

pom.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>3.3.6</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>com.knife</groupId>
    <artifactId>Demo_SpringBoot3</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>Demo_SpringBoot3</name>
    <description>Demo project for Spring Boot3</description>

    <properties>
        <java.version>21</java.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <!-- AOT Graalvm 插件 -->
            <plugin>
                <groupId>org.graalvm.buildtools</groupId>
                <artifactId>native-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>

            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>

            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
                <!-- <version>3.5.1</version> -->
                <!-- 指定maven编译的jdk版本。对于JDK8，写成8或者1.8都可以 -->
                <configuration>
                    <source>${java.version}</source>
                    <target>${java.version}</target>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

</project>

Controller

package com.knife.example.controller;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@Slf4j
@RequestMapping("test")
@RestController
public class HelloController {

    @GetMapping("test1")
    public String test1() {
        return "success";
    }
}

启动与测试

启动

Connected to the target VM, address: '127.0.0.1:52251', transport: 'socket'

  .   ____          _            __ _ _
 /\\ / ___'_ __ _ _(_)_ __  __ _ \ \ \ \
( ( )\___ | '_ | '_| | '_ \/ _` | \ \ \ \
 \\/  ___)| |_)| | | | | || (_| |  ) ) ) )
  '  |____| .__|_| |_|_| |_\__, | / / / /
 =========|_|==============|___/=/_/_/_/

 :: Spring Boot ::                (v3.3.6)

2024-11-29T15:09:52.849+08:00  INFO 43480 --- [           main] com.knife.example.DemoApplication        : Starting DemoApplication using Java 21.0.5 with PID 43480 (E:\project\Idea_Proj\Demo_Java\Demo_SpringBoot3\target\classes started by aaabbb in E:\project\Idea_Proj\Demo_Java\Demo_SpringBoot3)
2024-11-29T15:09:52.852+08:00  INFO 43480 --- [           main] com.knife.example.DemoApplication        : No active profile set, falling back to 1 default profile: "default"
2024-11-29T15:09:53.549+08:00  INFO 43480 --- [           main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer  : Tomcat initialized with port 8080 (http)
2024-11-29T15:09:53.561+08:00  INFO 43480 --- [           main] o.apache.catalina.core.StandardService   : Starting service [Tomcat]
2024-11-29T15:09:53.562+08:00  INFO 43480 --- [           main] o.apache.catalina.core.StandardEngine    : Starting Servlet engine: [Apache Tomcat/10.1.33]
2024-11-29T15:09:53.612+08:00  INFO 43480 --- [           main] o.a.c.c.C.[Tomcat].[localhost].[/]       : Initializing Spring embedded WebApplicationContext
2024-11-29T15:09:53.613+08:00  INFO 43480 --- [           main] w.s.c.ServletWebServerApplicationContext : Root WebApplicationContext: initialization completed in 715 ms
2024-11-29T15:09:53.925+08:00  INFO 43480 --- [           main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer  : Tomcat started on port 8080 (http) with context path '/'
2024-11-29T15:09:53.933+08:00  INFO 43480 --- [           main] com.knife.example.DemoApplication        : Started DemoApplication in 1.439 seconds (process running for 2.028)
2024-11-29T15:09:56.814+08:00  INFO 43480 --- [nio-8080-exec-1] o.a.c.c.C.[Tomcat].[localhost].[/]       : Initializing Spring DispatcherServlet 'dispatcherServlet'
2024-11-29T15:09:56.814+08:00  INFO 43480 --- [nio-8080-exec-1] o.s.web.servlet.DispatcherServlet        : Initializing Servlet 'dispatcherServlet'
2024-11-29T15:09:56.815+08:00  INFO 43480 --- [nio-8080-exec-1] o.s.web.servlet.DispatcherServlet        : Completed initialization in 1 ms

测试接口

访问：http://localhost:8080/test/test1

结果：

打包为可执行文件(Windows的.exe)

从上边来看，好像与SpringBoot2没啥区别。但SpringBoot3有一个重要改动：可以打包为可执行文件，比如：Windows的.exe文件，可以直接执行。性能强、启动快、占内存低。

下边就实战一下打包为可执行文件。

1.下载Visual Studio组件

Windows使用native-image 打包需要C++环境，VisualStudio 可以提供c++开发环境，所以我们要先下载安装好VisualStudio。

必须安装VisualStudio组件，否则在下边mvn -Pnative native:compile时会报错：

Error: Failed to find 'vcvarsall.bat' in a Visual Studio installation.
Please make sure that Visual Studio 2022 version 17.1.0 or later is installed on your system. You can download it at https://visualstudio.microsoft.com/downloads/. If this error persists, please try and run GraalVM Native Image in an x64 Native Tools Command Prompt or file a ticket.

下载

地址：https://visualstudio.microsoft.com/zh-hans/

进去后点击这里：

点击完后，会自动下载VisualStudioSetup.exe

2.安装Visual Studio组件

双击VisualStudioSetup.exe，点击继续，然后到如下界面：

选择正确版本的SDK

运行cmd，输入VER并回车，即可得到版本，找最接近的即可。

选择英文语言包

修改安装位置：

注意：记住这个位置，后边要用。

最后点击安装：

正在安装：

安装完成

如果上边有操作错误，可以点击修改：

删除无用的安装包，之前选定了下载缓存，把它删掉，我的目录是：

D:\ProgramData\Microsoft\VisualStudio\Packages

3.配置环境变量

配置VS环境变量

1.新建VISUAL_STUDIO系统变量

指定到自己的VS路径

2.Path添加VISUAL_STUDIO的bin路径

即：%VISUAL_STUDIO%\VC\Tools\MSVC\14.42.34433\bin\Hostx64\x64

3. 添加INCLUDE环境变量

我上边设置的套件安装位置是：E:\work\develop_env\visual_studio，Windows Kits自动安装到了这里：E:\Windows Kits。为统一管理，我把E:\Windows Kits复制到E:\work\develop_env\visual_studio\下边。

（如果没改过路径，那会在这个路径下：C:\Program Files (x86)\Windows Kits\）

然后添加环境变量：

%VISUAL_STUDIO%\VC\Tools\MSVC\14.42.34433\include;E:\work\develop_env\visual_studio\Windows Kits\10\Include\10.0.19041.0\shared;E:\work\develop_env\visual_studio\Windows Kits\10\Include\10.0.19041.0\ucrt;E:\work\develop_env\visual_studio\Windows Kits\10\Include\10.0.19041.0\um;E:\work\develop_env\visual_studio\Windows Kits\10\Include\10.0.19041.0\winrt

即：

4.添加lib环境变量

与上边INCLUDE类似。

添加lib环境变量，值为：

%VISUAL_STUDIO%\VC\Tools\MSVC\14.42.34433\lib\x64;E:\work\develop_env\visual_studio\Windows Kits\10\Lib\10.0.19041.0\ucrt\x64;E:\work\develop_env\visual_studio\Windows Kits\10\Lib\10.0.19041.0\um\x64

即：

4.打包

打包的步骤如下。

mvn clean
mvn compile
mvn spring-boot:process-aot
mvn -Pnative native:compile

第四步才会生成.jar和.exe文件。

以上四个步骤，可以在Idea里运行（但是必须在上一步配置完环境变量后，重启Idea，否则环境变量不生效！）：

结果：

主要步骤

[1/8] Initializing...
[2/8] Performing analysis...
[3/8] Building universe...
[4/8] Parsing methods...
[5/8] Inlining methods...
[6/8] Compiling methods...
[7/8] Layouting methods...
[8/8] Creating image...

看结果文件：

对比一下jar和exe大小：（.exe文件竟然是.jar的四倍）

备注

有人说必须用官方命令行工具，不能用Idea等，其实是因为配置完环境变量后没有重启Idea，导致没编译成功。

官方虽然有说明：

但是，只要重启Idea，就能直接用Idea去通过点击直接操作！

5.运行.exe

直接双击Demo_SpringBoot3.exe即可运行：

测试一下它的接口：（成功访问）

6.对比内存占用

先看上边.exe的内存占用：

把它关掉，运行一下jar看一下

可见，单纯看.exe和.jar的内存占用的话：

打包为可执行文件(Linux)

目标：打包为Ubuntu的可执行文件，本处我的Ubuntu版本：2022.04.04，x86_64架构。

备注：无法在Windows下交叉编译，只能到Linux里直接编译。

1.下载graalvm（Linux版）

官网：https://www.graalvm.org/

进去后点击下载，即可找到：

我的Ubuntu是x86_64，所以下载这个：

下载后得到此文件：graalvm-jdk-21_linux-x64_bin.tar.gz

（JDK21不需要下载native-image了，因为已经捆绑到bin目录了）

2.配置Ubuntu宿主机环境变量

将上边文件上传到Ubuntu宿主机，这里我上传到此路径：/work/env/graalvm/

解压一下：

tar xf graalvm-jdk-21_linux-x64_bin.tar.gz

解压之后：

执行两条命令：

export JAVA_HOME=/work/env/graalvm/graalvm-jdk-21.0.5+9.1
export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin

执行一下java看看：

3.用Docker搭建maven

见：Docker Compose--安装本地maven

4.Maven容器配置环境变量

将graalvm复制到maven容器路径：这里我复制到：/work/env/maven/tool/graalvm/

执行两条命令：

export JAVA_HOME=/tool/graalvm/graalvm-jdk-21.0.5+9.1
export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin

验证Java版本：java -version

验证native-image：native-image --version

5.Maven容器安装编译工具

apt update
apt install build-essential libz-dev zlib1g-dev

native-image要用到二进制编译工具，所以要安装编译工具。

6.Maven容器打包

将项目上传到Linux服务器，然后把它打包为二进制文件。

先把项目打包：tar czf Demo_SpringBoot3.tar.gz Demo_SpringBoot3/

我直接用Windows下的git bash工具：

把Demo_SpringBoot3.tar.gz上传到Linux服务器。

我放到此目录：/work/env/maven/app。将其解压：

tar xf Demo_SpringBoot3.tar.gz

结果：

进入maven容器

docker exec -it maven_3.9 bash

进入/app/Demo_SpringBoot3执行打包命令：

mvn clean
mvn compile
mvn spring-boot:process-aot
mvn -Pnative native:compile

结果（用的虚拟机，运行有点慢，用了十几分钟）：

7.运行可执行文件

进入宿主机，进入target目录：/work/env/maven/app/Demo_SpringBoot3/target

执行：./Demo_SpringBoot3

访问： http://192.168.5.193:8080/test/test1

成功！

8.对比内存占用

看二进制执行时的占用：

关掉它，执行一下.jar试试

可见，物理内存占用：

总结

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。

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