GraalVM上的Picocli：极快的命令行应用程序

GraalVM

GraalVM允许您提前将程序编译为本地可执行文件。 与Java VM相比，生成的程序具有更快的启动时间和更低的运行时内存开销。 这对于通常是短暂的命令行实用程序尤其有用。

GraalVM对Java反射的支持有限，它需要提前了解反射访问的程序元素。

反射访问

Picocli当前使用反射来发现用@Command注释的类和方法 ，以及用@Option和@Parameters以及其他picocli注释注释的field ， 方法或方法参数 。 未来的picocli版本可能会包含注释处理器，以在编译时完成此工作，但就目前而言，它使用了反射。

ReflectionConfigGenerator工具

Picocli 3.7.0包含picocli-codegen模块 ，以及一个可生成GraalVM配置文件的工具。

ReflectionConfigGenerator生成带有程序元素的JSON字符串，该元素将在基于picocli的应用程序中进行反射访问，以便提前将该应用程序编译为GraalVM的本机可执行文件。

ReflectionConfigGenerator的输出旨在传递给本native-image GraalVM实用程序的-H:ReflectionConfigurationFiles=/path/to/reflectconfig选项。 这允许将基于picocli的应用程序编译为本机映像。

用法示例

我们将使用picocli.codegen.aot.graalvm.Example类是用于测试picocli-codegen模块为例。 首先，我们将使用ReflectionConfigGenerator工具生成一个reflect.json配置文件。 接下来，我们将Example类编译为一个本机应用程序，最后，我们将运行此应用程序，并查看本机应用程序与在Hotspot上运行之间的启动时间有何不同。

生成配置文件

运行ReflectionConfigGenerator工具，并指定@Command类的一个或多个完全合格的类名称。 输出将打印到System.out ，因此您将需要将其重定向到文件：

java -cp \
picocli-3.7.0.jar:picocli-codegen-3.7.0-tests.jar:picocli-codegen-3.7.0.jar \
picocli.codegen.aot.graalvm.ReflectionConfigGenerator picocli.codegen.aot.graalvm.Example > reflect.json

生成的reflect.json文件如下所示：

[
  {
    "name" : "picocli.codegen.aot.graalvm.Example",
    "allDeclaredConstructors" : true,
    "allPublicConstructors" : true,
    "allDeclaredMethods" : true,
    "allPublicMethods" : true,
    "fields" : [
        { "name" : "spec" },
        { "name" : "unmatched" },
        { "name" : "timeUnit" },
        { "name" : "file" }
    ],
    "methods" : [
        { "name" : "setMinimum", "parameterTypes" : ["int"] },
        { "name" : "setOtherFiles", "parameterTypes" : ["[Ljava.io.File;"] },
        { "name" : "multiply", "parameterTypes" : ["int", "int"] }
    ]
  },
...
]

小费	如有必要，可以排除具有系统属性picocli.codegen.excludes类， picocli.codegen.excludes接受以逗号分隔的完全限定类名称的正则表达式列表，这些列表不应包含在结果JSON字符串中。

编译本机映像

这假定您已安装GraalVM，并且具有先决条件。 从站点 ：

要构建程序的本机映像，请使用GraalVM发行版的bin目录中的native-image实用程序。 要进行编译， native-image取决于本地工具链，因此请确保： glibc-devel ， zlib-devel （C库和zlib头文件）和gcc在系统上可用。

除devel软件包外，我还需要静态软件包glibc-static和zlib-static 。

我们使用以下命令编译示例类：

graalvm-ce-1.0.0-rc6/bin/native-image \
    -cp picocli-3.7.0.jar:picocli-codegen-3.7.0-tests.jar \
    -H:ReflectionConfigurationFiles=reflect.json -H:+ReportUnsupportedElementsAtRuntime \
    --static --no-server picocli.codegen.aot.graalvm.Example

reflect.json位于当前目录中，我添加了-H:+ReportUnsupportedElementsAtRuntime以获取有用的错误消息，以防万一出现问题。

小费	native-image --expert-options显示未在native-image --help输出中显示的其他编译选项的列表。

运行本机映像

如果编译顺利，我们现在在当前目录中有一个本地可执行文件picocli.codegen.aot.graalvm.example ：

$ ls -alh picocli*
-rwxrwxr-x 1 remko remko 15M Oct  4 21:35 picocli.codegen.aot.graalvm.example

可执行文件的名称是从主类名称派生的。 如果jar是可执行的jar（在清单中指定了Main-Class），则可以运行native-image [options] -jar jarfile为jar文件构建映像。

让我们首先使用Java运行该应用程序，并为其计时，以查看启动需要多长时间。

$ time java -cp  picocli-3.7.0.jar:picocli-codegen-3.7.0-tests.jar \
    picocli.codegen.aot.graalvm.Example --version
3.7.0

real    0m0.492s
user    0m0.847s
sys     0m0.070s

在Java Hotspot上，大约需要半秒钟才能运行。 现在，我们运行本机映像：

$ time ./picocli.codegen.aot.graalvm.example --version
3.7.0

real    0m0.003s
user    0m0.000s
sys     0m0.004s

现在启动时间已降至3毫秒！

所有命令行解析功能均可以正常工作，并具有类型转换，验证和ANSI颜色帮助功能。 当您想用Java编写命令行应用程序和服务并使它们即时运行时，这是令人振奋的消息。

结论

GraalVM是一项令人兴奋的新技术，它允许Java程序作为本机代码运行。 这样可以减少内存使用和启动时间，这对于诸如命令行实用程序之类的短期运行的程序尤其有用。

picocli-codegen模块中包含的ReflectionConfigGenerator工具允许将基于picocli的应用程序编译为本地可执行文件，并且启动时间极快。

如果您喜欢这些项目， 请在GitHub上加注 ☆ GraalVM和picocli ！

翻译自: https://www.javacodegeeks.com/2018/11/picocli-graalvm-fast-command-apps.html