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为了实现“一次编写，随处运行”的能力，Java 程序会被编译成实现架构无关的字节码。JVM 在运行时将字节码转换成本地机器码执行。这个转换过程决定了 Java 应用的启动和运行速度。为了提升执行效率，JVM 引入了 JIT compiler(Just in Time Compiler，即时编译器)，其中 Sun/Oracle 公司的 HotSpot 是最著名 JIT 编译器实现。
HotSpot 提供了自适应优化器，可以动态分析、发现代码执行过程中的关键路径，并进行编译优化。HotSpot 的出现极大提升了Java 应用的执行效率，在 Java 1.4 以后成为了缺省的 VM 实现。但是 HotSpot VM 在启动时才对字节码进行编译，一方面导致启动时执行效率不高，一方面编译和优化需要很多的 CPU 资源，拖慢了启动速度。我们是否可以优化这个过程，提升启动速度呢?
熟悉 Java 江湖历史的同学应该会知道 IBM J9 VM，它是用于 IBM 企业级软件产品的一款高性能的 JVM，帮助 IBM 奠定了商业应用平台中间件的霸主地位。2017 年 9 月，IBM 将 J9 捐献给 Eclipse 基金会，并更名 Eclipse OpenJ9，开启开源之旅。
OpenJ9 提供了 Shared Class Cache(SCC 共享类缓存)和 Ahead-of-Time(AOT 提前编译)技术，显著减少了 Java 应用启动时间。
SCC 是一个内存映射文件，包含了J9 VM 对字节码的执行分析信息和已经编译生成的本地代码。开启 AOT 编译后，会将 JVM 编译结果保存在 SCC 中，在后续 JVM 启动中可以直接重用。与启动时进行的 JIT 编译相比，从 SCC 加载预编译的实现要快得多，而且消耗的资源要更少。启动时间可以得到明显改善。
我们开始构建一个包含 AOT 优化的 Docker 应用镜像：
- $cat Dockerfile.openj9.warmed
- FROM adoptopenjdk/openjdk8-openj9 AS build
- RUN sed -i 's/archive.ubuntu.com/mirrors.aliyun.com/' /etc/apt/sources.list
- RUN apt-get update
- RUN apt-get install -y
- git
- maven
- WORKDIR /tmp
- RUN git clone https://github.com/spring-projects/spring-petclinic.git
- WORKDIR /tmp/spring-petclinic
- RUN mvn install
- FROM adoptopenjdk/openjdk8-openj9:jre8u222-b10_openj9-0.15.1-alpine
- COPY --from=build /tmp/spring-petclinic/target/spring-petclinic-2.1.0.BUILD-SNAPSHOT.jar spring-petclinic-2.1.0.BUILD-SNAPSHOT.jar
- # Start and stop the JVM to pre-warm the class cache
- RUN /bin/sh -c 'java -Xscmx50M -Xshareclasses -Xquickstart -jar spring-petclinic-2.1.0.BUILD-SNAPSHOT.jar &' ; sleep 20 ; ps aux | grep java | grep petclinic | awk '{print $1}' | xargs kill -1
- CMD ["java","-Xscmx50M","-Xshareclasses","-Xquickstart", "-jar","spring-petclinic-2.1.0.BUILD-SNAPSHOT.jar"]
其中 Java 参数 -Xshareclasses 开启SCC，-Xquickstart 开启AOT。
在 Dockerfile 中，我们运用了一个技巧来预热 SCC。在构建过程中启动 JVM 加载应用，并开启 SCC 和 AOT，在应用启动后停止 JVM。这样就在 Docker 镜像中包含了生成的 SCC 文件。
然后，我们来构建 Docker 镜像并启动测试应用：
- $ docker build -t petclinic-openjdk-openj9-warmed-slim -f Dockerfile.openj9.warmed-slim .
- $ docker run --name hotspot -p 8080:8080 --rm petclinic-openjdk-openj9-warmed-slim
- ...
- 2019-09-11 03:35:20.192 INFO 1 --- [ main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer : Tomcat started on port(s): 8080 (http) with context path ''
- 2019-09-11 03:35:20.193 INFO 1 --- [ main] o.s.s.petclinic.PetClinicApplication : Started PetClinicApplication in 3.691 seconds (JVM running for 3.952)
- ...
可以看到，启动时间已经从之前的 8.2s 减少到 4s，提升近50%。 （编辑：辽源站长网）
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