Natiivin imagen kompromissit

Native image on tehokas, mutta sillä on hintansa. Se vaihtaa JVM:n ajonaikaisen mukautuvuuden nopeaan käynnistykseen ja pieneen muistinkulutukseen. Kompromissien ymmärtäminen auttaa päättämään, milloin native image on oikea ratkaisu.

Keskeisin hyöty. Natiivibinaari ohittaa luokkien lataamisen, tavukoodin tarkistamisen ja JIT-lämmityksen. Se voi käynnistyä muutamassa millisekunnissa, kun JVM-käynnistys kestää satoja millisekunteja — tämä muuttaa komentorivityökalujen ja palvelimettomien funktioiden toimintaa perusteellisesti.

JIT-kääntäjän ja profilointirakenteiden puuttuminen sekä esilaskettu image heap tarkoittavat, että natiiviprosessi käyttää paljon vähemmän RAM-muistia. Näin kuhunkin konttiin voidaan sijoittaa enemmän instansseja ja kapasiteettia voidaan pienentää nopeasti.

Tämä on ratkaiseva kompromissi. JIT optimoi käyttämällä reaaliaikaisia ajonaikaisia profiileja, joten pitkään käynnissä oleva JVM voi saavuttaa paremman huippuläpäisykyvyn kuin AOT-binaari, joka optimoitiin rakennusvaiheessa ilman ajonaikaista tietoa. Pitkäkestoisissa, jatkuvasti kuormitetuissa työkuormissa JVM voi silti olla parempi.

GraalVM kaventaa läpäisykykyeroa PGO:n avulla: rakentakaa instrumentointia sisältävä image, suorittakaa edustava työkuorma profiilien keräämiseksi ja rakentakaa sitten image uudelleen näitä profiileja käyttäen. AOT-binaari muistuttaa tällöin kyseisen työkuorman lämmitettyä JIT-käännöstä.

Native imagen rakentaminen on hidasta ja kuluttaa paljon muistia — suurten sovellusten kohdalla suorittimen käyttöön voi kulua minuutteja ja RAM-muistia gigatavuja. Tämä pidentää CI-putkia verrattuna nopeaan jar-koontiin.

Reflektio, proxyt ja resurssit vaativat metatietoja, kuten aiemmin käsiteltiin. Koodi, joka käyttää runsaasti ajonaikaista luokkien latausta tai tavukoodin generointia, voi olla vaikea tai mahdoton muuntaa täysin natiiviksi ilman muutoksia.

JVM-työkalujen toiminta poikkeaa natiivimoodissa. Tavallisia JVMTI-agentteja ja tiettyjä profiloijia ei voi liittää samalla tavalla, vaan niiden sijaan käytetään native-image-kohtaista monitorointia tai näytteenottoa. Havainnointistrategia kannattaa suunnitella tämän mukaisesti.

Native image sisältää omat roskienkerääjänsä (yksinkertaisen Serial GC:n ja joissakin versioissa G1:n). Erittäin suurilla kekomuistin määrillä JVM:n laajempi GC-valikoima voi tarjota paremman viiveen. Valitkaa GC työkuorman kekomuistin koon ja taukovaatimusten mukaan.

• Nollaan skaalautuvat palvelimettomat funktiot.
• Komentorivityökalut, joissa käynnistysaika on ratkaiseva.
• Mikropalvelut tiiviisti pakatuissa konteissa.
• Lyhytkestoiset eräajot.

• Pitkäkestoiset, läpäisykyvyn kannalta kriittiset palvelut, joissa JIT:n huippusuorituskyky on tärkeä.
• Sovellukset, joissa käytetään runsaasti dynaamista luokkien latausta tai tavukoodin generointia.
• Työkuormat, jotka riippuvat JVMTI-pohjaisista työkaluista.

Punnitsitte native imagen hyötyjä ja haittoja:

• Edut: käynnistyminen millisekunneissa ja pieni muistijalanjälki.
• Haitat: mahdollisesti pienempi huippuläpäisykyky, hitaat koonnit, dynaamisten ominaisuuksien metatiedot ja työkalujen toiminnan erot.
• PGO kaventaa läpäisykykyeroa profiiliohjatuilla uudelleenkoonneilla.
• Native image sopii komentorivityökaluihin, palvelimettomiin sovelluksiin ja tiiviisti pakattuihin mikropalveluihin.
• JVM sopii pitkäkestoisiin, läpäisykyvyn kannalta kriittisiin ja paljon dynaamisuutta käyttäviin sovelluksiin.