【GraalVM配置与使用，java程序打包成exe可执行文件】SpringBoot3新特性AOT介绍，在win11配置GraalVM环境并打包本地镜像为.exe可执行文件

SpringBoot3新特性AOT介绍，在win11配置GraalVM环境并打包本地镜像.exe可执行文件

一、AOT与JIT简介

AOT：Ahead-of-Time（提前编译）：程序执行前，全部被编译成机器码
JIT：Just in Time（即时编译）: 程序边编译，边运行；

以下我们将使用SpringBoot3，用GraalVM代替JDK实现AOP。

二、GraalVM安装与配置

1. 进入GraalVM下载地址，下载下图框选的文件，并解压
   
2. 配置环境变量

有个小建议，如果电脑上有多个Java的jdk，可以各自创建一个一个JAVA_HOMExxx，最后再设置一个JAVA_HOME引用想用的那个jdk，如下图我的配置

还需要配置Path环境变量，如下图

配置完成后，打开CMD，运行gu命令，如下正确打印提示即完成配置

GraalVM Component Updater v2.0.0

Usage:
        gu info [-cClLnprstuvVJ] <param>        print info about a specific component (from a file, a URL or a catalog)
        gu available [-aClvVJ] <expr>           list components available in a catalog
        gu install [-0CcDfiLMnosruvyxY] <param> install a component package
        gu list [-clvJ] <expression>            list installed components, or components from a catalog
        gu remove [-0DfMxv] <id>                uninstall a component
        gu upgrade [-cCnLsuxSd] [<ver>] [<cmp>] upgrade to a recent GraalVM or edition
        gu rebuild-images                       rebuild native executables. Use -h for detailed usage

Common options:
  -A, --auto-yes              respond YES or ACCEPT to all questions.
  -c, --catalog               treat parameters as component IDs from a catalog of GraalVM components. This is the default.
  -C, --custom-catalog <url>  use user-supplied catalog at URL.
  -e, --debug                 debugging. Prints stacktraces, ...
  -E, --no-catalog-errors     do not stop if at least one catalog is working.
  -h, --help                  print help.
  -L, --local-file, --file    treat parameters as local filenames of packaged components.
  -N, --non-interactive       noninteractive mode. Fail when input is required.
  --show-version              print version information and continue.
  -u, --url                   interpret parameters as URLs of packaged components.
  -v, --verbose               be verbose. Print versions and dependency information.
  --version                   print version.

Additonal options:
        --email <address>         email address that confirms acceptance of GDS license.
                                  can only be used with some commands.
        --config <path>           path to configuration file
        --show-ee-token           print current download token

Use
        gu <command> -h
to get specific help.

Runtime options:
Jan 04, 2025 10:31:44 PM org.graalvm.shadowed.org.jline.utils.Log logr
WARNING: Unable to create a system terminal, creating a dumb terminal (enable debug logging for more information)
  --native                                     Run using the native launcher with limited access to Java libraries
                                               (default).
  --jvm                                        Run on the Java Virtual Machine with access to Java libraries.
  --vm.[option]                                Pass options to the host VM. To see available options, use '--help:vm'.
  --log.file=<String>                          Redirect guest languages logging into a given file.
  --log.[logger].level=<String>                Set language log level to OFF, SEVERE, WARNING, INFO, CONFIG, FINE,
                                               FINER, FINEST or ALL.
  --help                                       Print this help message.
  --help:vm                                    Print options for the host VM.

三、本地镜像打包工具——native-image安装

1. 自动在线安装

CMD运行命令：

gu install native-image

如下则安装完成：

Downloading: Component catalog from www.graalvm.org
Processing Component: Native Image
Downloading: Component native-image: Native Image from github.com
Installing new component: Native Image (org.graalvm.native-image, version 22.3.0)

由于程序会去GitHub下载，因此有可能会网络原因失败，可以多试几次

2. 手动安装

访问native-image下载地址，找到下图文件native-image-installable-svm-java17-windows-amd64-22.3.0.jar，点击下载

CMD执行命令，完成安装

gu install [安装位置/native-image-installable-svm-java17-windows-amd64-22.3.0.jar]

安装完成后，运行命令，查看安装结果

gu list

ComponentId              Version             Component name                Stability                     Origin
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
graalvm                  22.3.0              GraalVM Core                  Supported
native-image             22.3.0              Native Image                  Early adopter                 github.com

顺利打印，以上就安装完成了！

四、安装Visual Studio Community2022

进入官网下载，下载完成后打开，选择“使用C++的桌面开发”，右边安装详细信息仅需勾选MSVC和Win11 JDK，如下图

在语言包选项中，勾选英语，如果选择中文，可能会出现乱码报错的问题。点击安装，等待片刻完成。

以上完成配置安装GraalVM、native-image和Visual Studio之后，就完成了环境的搭建，接下来以一个实际打包案例来演示使用。

五、打包本地镜像案例

1. 创建SpringBoot项目

选择Graalvm的JDK17

这里我踩坑了，设置项目地址的时候，不要带有中文字符，不然会报错

勾选以下依赖:

GraalVM Native Support
Spring Web

2. 简单项目初始化

项目结构如下

创建HelloController.java文件，编写一个接口。

@RestController
public class HelloController {

    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        return "Hello World!";
    }

}

运行主程序之后，可实现网页访问http://localhost:8080/hello后，屏幕打印：Hello World!

3. 方式一：通过jar包方式打包本地镜像

利用maven工具打包项目jar包

此时在CMD命令行中执行 java -jar demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar，也可实现程序功能。

打开Native工具，以管理员身份运行

cd /d [目录地址] 

进入到对应目录。

• 错误记录：
  在命令行中执行以下命令：

native-image -cp demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar com.mystudy.demo.DemoApplication -o demo

出现报错：

========================================================================================================================
GraalVM Native Image: Generating 'demo' (executable)...
========================================================================================================================
[1/7] Initializing...                                                                                    (0.0s @ 0.14GB)
Error: Main entry point class 'com.mystudy.demo.DemoApplication' neither found on the classpath nor on the modulepath.
classpath: 'D:\demo\target\demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar'
modulepath: 'D:\graalvm-ce-java17-22.3.0\lib\svm\library-support.jar'
Error: Use -H:+ReportExceptionStackTraces to print stacktrace of underlying exception
Error: Image build request failed with exit status 1

说是找不到启动主类，其实是主类设置错误，后来我到jar包里面看设置，修改后执行成功。

• 解决方法
  用解压工具打开demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar文件，打开META-INF文件夹中的MANIFEST.MF文件，可以看到其中定义了Main-Class是org.springframework.boot.loader.launch.JarLauncher，而Start-Class才是我写的那个，因此要把命令中的主类修改。
  
• 正确方法：
  执行以下命令：

native-image -cp demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar org.springframework.boot.loader.launch.JarLauncher -o demo

打包成功后，文件夹中出现demo.exe，双击运行，程序快速启动

此时访问http://localhost:8080/hello，成功出现和本地运行一样的效果。

4. 方式二（推荐）：通过maven调用native-image打包

先用maven命令clean刚才生成的target目录。接着仍然是先打开Native工具，进入到项目根目录即可，例如我的：

CD D:\demo

执行以下命令

mvn -Pnative native:compile

在等待了3分多钟后，直接打包完成了，打印输出：

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Top 10 packages in code area:                               Top 10 object types in image heap:
   1.64MB sun.security.ssl                                     7.25MB byte[] for code metadata
   1.05MB java.util                                            3.88MB byte[] for embedded resources
 839.02KB java.lang.invoke                                     3.63MB java.lang.Class
 725.92KB com.sun.crypto.provider                              3.40MB java.lang.String
 542.65KB org.apache.catalina.core                             2.85MB byte[] for general heap data
 507.08KB org.apache.tomcat.util.net                           2.80MB byte[] for java.lang.String
 494.38KB org.apache.coyote.http2                              1.28MB com.oracle.svm.core.hub.DynamicHubCompanion
 473.87KB java.lang                                          816.94KB byte[] for reflection metadata
 467.46KB java.util.concurrent                               659.81KB java.lang.String[]
 464.97KB sun.security.x509                                  636.33KB java.util.HashMap$Node
  25.84MB for 629 more packages                                5.71MB for 3065 more object types
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                        8.5s (6.6% of total time) in 38 GCs | Peak RSS: 5.72GB | CPU load: 4.72
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Produced artifacts:
 D:\demo\target\demo.build_artifacts.txt (txt)
 D:\demo\target\demo.exe (executable)
========================================================================================================================
Finished generating 'demo' in 2m 7s.
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] BUILD SUCCESS
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Total time:  03:26 min
[INFO] Finished at: 2025-01-06T13:39:35+08:00
[INFO] ------------------------------------------------------------------------

同样是在target目录下，双击执行demo.exe，同样可访问并显示helloworld，则打包成功！这也是官方文档推荐的Maven方式。

六、文档资料

Spring官方文档