Compromissos da imagem nativa

A imagem nativa é poderosa, mas não é gratuita. Ela troca a adaptabilidade da JVM em tempo de execução por uma inicialização rápida e baixo consumo de memória. Compreender esses compromissos ajuda você a decidir quando usar o formato nativo é a escolha certa.

O principal benefício. Um binário nativo não precisa carregar classes, verificar código de bytes nem aquecer o compilador durante a execução. Ele pode ser iniciado em poucos milissegundos, em vez de centenas em uma inicialização da JVM — uma transformação importante para interfaces de linha de comando e funções sem servidor.

Sem compilador JIT, sem estruturas de criação de perfis e com um heap de imagem pré-computado, um processo nativo usa muito menos RAM. Isso permite executar mais instâncias por contêiner e reduzir a escala de forma agressiva.

Esta é a principal compensação. O JIT otimiza usando perfis de execução ativos, portanto uma JVM de longa duração pode alcançar uma vazão máxima maior do que um binário AOT otimizado sem dados específicos no momento da compilação. Para cargas de trabalho intensas e contínuas, a JVM ainda pode levar vantagem.

O GraalVM reduz a diferença de vazão com o PGO: crie uma imagem instrumentada, execute uma carga de trabalho representativa para coletar perfis e, em seguida, recrie a imagem usando esses perfis. O binário AOT então se assemelha a um JIT aquecido para essa carga de trabalho.

A criação de uma imagem nativa é lenta e exige muita memória — minutos de CPU e gigabytes de RAM para aplicações grandes. Isso torna os pipelines de CI mais longos em comparação com uma compilação rápida de jar.

Reflexão, proxies e recursos exigem metadados, como explicado anteriormente. Código que depende muito do carregamento de classes em tempo de execução ou da geração de código de bytes pode ser difícil ou impossível de tornar totalmente nativo sem alterações.

Algumas ferramentas da JVM funcionam de maneira diferente no modo nativo. Agentes JVMTI padrão e determinados criadores de perfil não se conectam da mesma forma; em vez disso, você usa monitoramento ou amostragem específicos de native-image. Planeje sua estratégia de observabilidade de acordo com isso.

A imagem nativa inclui seus próprios coletores de lixo (um coletor Serial simples e o G1 em algumas edições). Para áreas de memória muito grandes, o conjunto completo de coletores da JVM pode oferecer uma latência melhor. Escolha o coletor de acordo com o tamanho da área de memória da carga de trabalho e os requisitos de pausa.

• Funções sem servidor que reduzem a escala a zero.
• Ferramentas de CLI nas quais a inicialização é o fator dominante.
• Microsserviços em contêineres densamente ocupados.
• Tarefas em lote de curta duração.

• Serviços de longa duração e críticos para a vazão, nos quais o desempenho máximo do JIT é importante.
• Aplicações com carregamento intenso e dinâmico de classes ou geração de código de bytes.
• Cargas de trabalho que dependem de ferramentas baseadas em JVMTI.

Teste sua compreensão das compensações das imagens nativas.

Você avaliou as compensações das imagens nativas:

• Vantagens: inicialização em milissegundos e baixo uso de memória.
• Custos: vazão máxima potencialmente menor, compilações lentas, metadados para recursos dinâmicos e diferenças nas ferramentas.
• O PGO reduz a diferença de vazão com recompilações guiadas por perfis.
• O nativo é adequado para CLIs, aplicações sem servidor e microsserviços densamente ocupados.
• A JVM é adequada para aplicações de longa duração, críticas para a vazão e com muitos recursos dinâmicos.