109. Spring Boot性能优化之加速启动【从零开始学Spring Boot】

 

 

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需求缘起：有人在【springboot】微信公众号问：springboot启动慢的问题何时有个分享就好了，谢谢。粉丝的问题还是要认真的回答的。

 

       我们先看看本节的大纲：

（1）组件自动扫描带来的问题（@SpringBootApplication）；
（2）如何避免组件自动扫描带来的问题（不使用@ SpringBootApplication）；
（3）引发的问题——无法扫描组件；
（4）千古红楼只一梦，竹篮打水一场空；
（5）debug debug，bug bug更健康；
（6）分析Positive matches和Negative matches；
（7）再次优化配置信息；
（8）总结

 

接下来我们一起探讨下每个问题。

（1）组件自动扫描带来的问题（@SpringBootApplication）；

       我们在第一篇博客就介绍了，我们默认情况下，我们会使用@SpringBootApplication注解来自动获取应用的配置信息，但这样也会带来一些副作用。使用这个注解后，会触发自动配置（auto-configuration）和组件扫描（component scanning），这跟使用@Configuration、@EnableAutoConfiguration和@ComponentScan三个注解的作用是一样的。这样做给开发带来方便的同时，会有以下的一些影响：

（a）会导致项目启动时间变长（原因：加载了我们不需要使用的组件,浪费了cpu资源和内存资源）。当启动一个大的应用程序，或将做大量的集成测试启动应用程序时，影响会特别明显。

（b）会加载一些不需要的多余的实例（beans）。

（c）会增加CPU消耗和内存的占用。

 

（2）如何避免组件自动扫描带来的问题(不使用@ SpringBootApplication)；

       本着有问题就要解决的心态，针对以上的问题，我们要怎么解决呢？很明显，既然@SpringBootApplication加载了一些不必要的配置，那么我们想是否可以就加载我们自己指定的配置呢？我们的思路不使用@SpringBootApplication，并且不使用@ComponentScan注解（此注解会自动扫描我们注解了@Controller，@Service的注解的类，加载到Spring IOC容器中），然后我们使用@Configuration和@EnableAutoConfiguration进行配置启动类，代码如下：

package com.kfit.spring_boot_performance;

 

import org.springframework.boot.SpringApplication;

import org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration;

import org.springframework.context.annotation.Bean;

import org.springframework.context.annotation.Configuration;

 

import com.kfit.spring_boot_performance.controller.HelloController;

 

/**

 * @author Angel --守护天使

 * @version v.0.1

 * @date 2017年3月11日

 */

//移除 @SpringBootApplication and @ComponentScan, 用 @EnableAutoConfiguration 来替代

@Configuration

@EnableAutoConfiguration

public class App {

   

   

    public static void main(String[] args) {

       SpringApplication.run(App.class, args);

    }

}

 

（3）引发的问题——无法扫描组件；

我们正要为我们的代码改良庆幸的时候，我们发现问题来了。启动之后，访问我们编写的访问页面/index，出现错误：There was an unexpected error (type=Not Found, status=404).

这是由于什么引起的呢？还记得我们刚刚介绍的@ComponentScan注解嘛，启用这个注解Spring才能够进行自动组件的扫描，否则无法扫描到我们编写的组件类。那么问题来了，怎么办呢？问题的解决就是：显式进行配置。

       注入代码如下（假设我们写的类是HelloController，在这里博主直接写在App.java启动类进行注入）：

   @Bean

    public HelloController helloController(){

        return new HelloController();

    }

在以上的代码中用 @Bean 注解明确显式配置，以便被 Spring 扫描到。

在重新启动之后，我们就可以正常访问/index页面了。

       到这里肯定就会有人会说：那这样的话，不是会增加我们的编码量。我只能说：你既要加载快，又要不编码，博主实在不知道怎么办了。凡事有利有弊，自己权衡利弊。

 

（4）千古红楼只一梦，竹篮打水一场空

       有人不相信，这个真的能启动更快吗，于是乎就编码进行测试。哈哈，露馅了，还是一样启动的跟蜗牛一样慢。那为什么是这样呢？为什么我们研究了半天，最终却是：千古红楼只一梦，竹篮打水一场空。

       聪明的读者，会注意到我们提到：@SpringBootApplication注解的作用跟@EnableAutoConfiguration注解的作用是相当的，那就意味着它也能带来上述的问题。要避免这些问题，我们就要知道我们的组件列表是哪些？

 

（5）debug debug，bug bug更健康

       我们在上面说了，我们的问题就是如何知道我们的组件列表是哪些？这时候debug就隆重登场了，鼓掌欢迎debug先生上场。

 

       请问debug先生：在此时此刻您有什么获奖感言？

       debug先生：经历了慢慢人生，我终于发现我的价值了。在这里我要感谢CCTV、感谢MTV、感谢可口可乐，感谢非常可乐、感谢加多宝、感谢王老吉、感谢主办方SpringBoot，让我有机会在这个舞台跟大家见面。谢谢你们，我一定不会让大家失望的。

 

       好了，废话不多说了，我们先看看如何使用debug呢？

第一种情况：使用spring-boot:run启动方式

       这种情况的话，完整的运行代码是：

       spring-boot:run -Ddebug

 

第二种情况：使用Run As —— Java Application启动方式

       这种情况的话，配置VM参数即可，具体操作如下：

【右键】——【Run As】——【Run  Configurations…】——【选择Arguments】——【VM arguments】中加入：【-Ddebug】。

 

这时候在启动的时候，我们就能看到控制台打印出了一些我们平时没看到过的日志信息。

=========================
AUTO-CONFIGURATION REPORT
=========================
Positive matches:
-----------------

DispatcherServletAutoConfiguration matched
- @ConditionalOnClass found required class 'org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet' (OnClassCondition)
- @ConditionalOnWebApplication (required) found StandardServletEnvironment (OnWebApplicationCondition)
//此处省略剩下的打印信息…

 

 

（6）     分析Positive matches和Negative matches；

       在打印信息里，我们有必要先了解下这里的一些知识：

（a） Positive match：累出匹配到对应类的配置项。
（b） Negative match：不包括某个配置项的原因。

 

现在以DataSourceAutoConfiguration举例说明：

（a）@ConditionalOnClass表示对应的类在classpath目录下存在时，才会去解析对应的配置文件，对于DataSourceAutoConfiguration来说就是指：只有javax.sql.DataSource和org.springframework.jdbc.datasource.embedded.EmbeddedDatabaseType类都存在时，就会配置对应的数据库资源。
（b）@ConditionalOnMissingClass表示对应的类在classpath目录下找不到。
（c）OnClassCondition用于表示匹配的类型（postive or negative）。
OnClassCondition是最普遍的浏览探测条件，除此之外，Spring Boot也使用别的探测条件，如：OnBeanCondition用于检测指定bean实例存在与否、OnPropertyCondition用于检查指定属性是否存在等等。
符合negative match代表一些配置类（xxxConfiguration之类的），它们虽然存在于classpath目录，但是修饰它们的注解中依赖的其他类不存在。

 

 

（7）     再次优化配置信息

       根据上面的理论知识，我们只需要在启动的时候，显式地引入这些组件，拷贝Positive matches中列出的信息：

DispatcherServletAutoConfiguration 

EmbeddedServletContainerAutoConfiguration 

ErrorMvcAutoConfiguration 

HttpEncodingAutoConfiguration 

HttpMessageConvertersAutoConfiguration 

JacksonAutoConfiguration 

JmxAutoConfiguration 

MultipartAutoConfiguration 

ServerPropertiesAutoConfiguration 

PropertyPlaceholderAutoConfiguration 

ThymeleafAutoConfiguration 

WebMvcAutoConfiguration 

WebSocketAutoConfiguration

 

然后来更新项目配置，显式地引入这些组件，引入之后，再运行一下应用确保没有错误发生：
@Configuration

@Import({

        DispatcherServletAutoConfiguration.class,

        EmbeddedServletContainerAutoConfiguration.class,

        ErrorMvcAutoConfiguration.class,

        HttpEncodingAutoConfiguration.class,

        HttpMessageConvertersAutoConfiguration.class,

        JacksonAutoConfiguration.class,

        JmxAutoConfiguration.class,

        MultipartAutoConfiguration.class,

        ServerPropertiesAutoConfiguration.class,

        PropertyPlaceholderAutoConfiguration.class,

        ThymeleafAutoConfiguration.class,

        WebMvcAutoConfiguration.class,

        WebSocketAutoConfiguration.class,

})

public class App {

 

       在上面的代码中，我们可以删掉我们不需要的组件信息，来挺高应用的性能，比如在项目中没有使用Jmx和WebSocket功能的话，那么我们就可以删除JmxAutoConfiguration.class和WebSocketAutoConfiguration.class。

删除掉之后，再次运行项目，确保一切正常。

 

（8）总结

       在本篇文章中我们介绍了如何加速spring boot快速启动，主要的思路就是废弃@SpringBootApplication显式的引入我们所需要的组件。

       下节预告：介绍高性能Web服务器Undertow，在下一篇介绍如何替换Tomcat使用Undertow进行内存优化。

 

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评论

1 楼 alxe1528 2017-05-17  

（3）引发的问题——无法扫描组件:
   不用 EnableAutoConfiguration 直接用 @ComponentScan 不是更好吗