GraalVM下一代JVM到底是什么？

作者： 咖啡拿鐵 2021-06-07 08:32:47

云計(jì)算

虛擬化 再說(shuō)GraalVM之前，我們先來(lái)聊聊JVM,JVM也就是我們的java虛擬機(jī)，如果我們想要運(yùn)行Java程序，那就需要在JVM上進(jìn)行運(yùn)行，通過(guò)Jvm將我們的代碼翻譯成機(jī)器能理解的代碼，然后執(zhí)行。那么我們JVM是只能運(yùn)行java的嘛，當(dāng)然不是，我們還有很多比較出名的語(yǔ)言比如，Scala,Groovy都是通過(guò)各自的編譯器編譯成java虛擬機(jī)對(duì)應(yīng)的字節(jié)碼，然后來(lái)進(jìn)行執(zhí)行。

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背景

上周有幸去QCON聽了一下各個(gè)公司大佬的技術(shù)分享，但是至于收獲嘛，知識(shí)沒(méi)帶走多少，帶走了不少展臺(tái)送的小禮品，哈哈~。圖片

其實(shí)挺這種大會(huì)想要真正的了解細(xì)節(jié)還是難，主要還是了解行業(yè)新趨勢(shì)，技術(shù)新動(dòng)態(tài)，其中阿里有個(gè)冷啟動(dòng)加載技術(shù)的分享，提到了一個(gè)技術(shù)叫GraalVM，這個(gè)單詞之前或多或少不經(jīng)意間看見過(guò)，但是一直沒(méi)有了解過(guò)，正好這位阿里的大佬再次提及這次技術(shù)，沒(méi)想到這個(gè)技術(shù)如此強(qiáng)大，于是下來(lái)便細(xì)細(xì)的查閱了一些資料，想和大家分享一下。

GraalVM是什么?

再說(shuō)GraalVM之前，我們先來(lái)聊聊JVM,JVM也就是我們的java虛擬機(jī)，如果我們想要運(yùn)行Java程序，那就需要在JVM上進(jìn)行運(yùn)行，通過(guò)Jvm將我們的代碼翻譯成機(jī)器能理解的代碼，然后執(zhí)行。那么我們JVM是只能運(yùn)行java的嘛，當(dāng)然不是，我們還有很多比較出名的語(yǔ)言比如，Scala,Groovy都是通過(guò)各自的編譯器編譯成java虛擬機(jī)對(duì)應(yīng)的字節(jié)碼，然后來(lái)進(jìn)行執(zhí)行。

再來(lái)回到GraalVM，乍一看好像是Graal這個(gè)語(yǔ)言的虛擬機(jī)，其實(shí)不是的，GraalVM是ORACLE開發(fā)的一款“通用”虛擬機(jī)，怎么理解這個(gè)通用呢?上面我們說(shuō)到JVM可以支持除了Java以外的語(yǔ)言，那么GraalVM他是可以支持JavaScript，Python，Ruby，C和C ++以及JVM語(yǔ)言等等(理論上來(lái)說(shuō)只要做對(duì)應(yīng)語(yǔ)言的開發(fā)，所有語(yǔ)言都可以支持)。

但是這里要值得注意的是GraalVM是用java寫的，所以作為一個(gè)JAVA程序員如果想修改虛擬機(jī)的代碼，是不需要理解C++或者C等語(yǔ)言的。

GraalVM作用是什么?

啟動(dòng)加速

在QCon上還有一些技術(shù)聽得比較多，那就是k8s,serverless等等，我們知道彈性擴(kuò)展是其中的核心，比如當(dāng)我們的集群出現(xiàn)突發(fā)流量的時(shí)候，一般這個(gè)時(shí)候會(huì)快速擴(kuò)容機(jī)器，但是由于我們的Java的特性，帶來(lái)兩個(gè)方面的慢：

• 啟動(dòng)慢：當(dāng)我們啟動(dòng)JAVA的時(shí)候，也就是將我們的class文件加載到j(luò)vm中，這個(gè)加載class可是一筆不小開銷，需要檢索，驗(yàn)證，解析等等。
• 啟動(dòng)后開始運(yùn)行慢：我們知道java代碼在啟動(dòng)后的一段時(shí)間之內(nèi)是解釋執(zhí)行的，如果想要達(dá)到編譯執(zhí)行，是需要借助我們的JIT技術(shù)，將其直接編譯成機(jī)器碼執(zhí)行，從而達(dá)到高效執(zhí)行，這個(gè)也就是我們所說(shuō)的預(yù)熱。

從QCon上截取了一張圖，也就是我們java編譯技術(shù)演進(jìn)。

前面兩個(gè)階段也就是大家平常比較熟悉的階段，通過(guò)翻譯和c1編譯和c2編譯來(lái)進(jìn)行代碼執(zhí)行，而第三部分出現(xiàn)了一個(gè)AOT技術(shù)，也就是靜態(tài)編譯，可以在執(zhí)行代碼之前就將我們的代碼編譯成機(jī)器碼，和C++一樣，但是由于JAVA有很多動(dòng)態(tài)特性，一般我們利用jaotc來(lái)對(duì)jdk自帶的包進(jìn)行靜態(tài)編譯，然后其他的包依然采用翻譯和jit執(zhí)行。

所以就迎來(lái)了第四階段SubstrateVM(后面簡(jiǎn)稱SVM),這個(gè)是基于Graal的AOT框架，他可以將我們的動(dòng)態(tài)特性也可以進(jìn)行靜態(tài)編譯，可以想一下Java里面最動(dòng)態(tài)的其實(shí)就是反射，比如你要執(zhí)行某個(gè)類的方法，你可能會(huì)這么寫：

  
 
 
 

   
  
  
  
String method = "xx"; 
   
  
  
  
 
   
  
  
  
object.invoke(method); 
  
 
 
 

可以發(fā)現(xiàn)我們的方法其實(shí)是一個(gè)字符串并且還是一個(gè)動(dòng)態(tài)的變量，那這種這么動(dòng)態(tài)的東西如何做到靜態(tài)編譯了，阿里內(nèi)部是通過(guò)觀察，比如這個(gè)程序上去跑個(gè)幾周，獲取invoke的所有場(chǎng)景，然后一起進(jìn)行編譯，當(dāng)時(shí)也提問(wèn)到如果這個(gè)有沒(méi)有觀察的怎么辦呢，那么這個(gè)的確就會(huì)報(bào)錯(cuò)，所以這一塊的使用的確是個(gè)問(wèn)題。

通過(guò)靜態(tài)編譯完成之后，我們的性能有得到提升嗎?

從上面的性能數(shù)據(jù)來(lái)看，我們的性能和Go是相當(dāng)?shù)?，?nèi)存只有Go的一半，怪不得他們都在說(shuō)Graal就是用來(lái)替代go的。

同時(shí)Graal編譯器也可以替代C2編譯器，在twitter和facebook內(nèi)部生產(chǎn)環(huán)境已經(jīng)使用Graal進(jìn)行替換C2。

所以對(duì)彈性伸縮，啟動(dòng)速度要求比較高的程序，可以考慮將GraalVM作為自己的虛擬機(jī)選擇。

多語(yǔ)言調(diào)用

上面說(shuō)過(guò)我們GraalVM支持很多語(yǔ)言，設(shè)想一下我們有個(gè)這樣的需求，java做服務(wù)器的開發(fā)，python或者R語(yǔ)言去做數(shù)據(jù)分析，以前我們可能需要調(diào)用Rpc去做這樣的事，現(xiàn)在我們可以將他們放在同一個(gè)項(xiàng)目或者同一個(gè)文件當(dāng)中，利用GraalVM的特性就可以做到這樣的事

總結(jié)

GraalVM的確是一個(gè)比較新的技術(shù)，他的整個(gè)野心也看得出來(lái)是非常大的，畢竟想做的是一個(gè)通用的虛擬機(jī)，如果他做起來(lái)的話，對(duì)Java程序員是比較好的，因?yàn)檫@個(gè)是用Java進(jìn)行開發(fā)的，大家其實(shí)有興趣可以下來(lái)在搜索一些資料再了解一下。

文章標(biāo)題：GraalVM下一代JVM到底是什么？
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