Java худеет. Спроси меня как. Уменьшение размера дистрибутива Java приложения без зависимостей.
3 likes1,215 views
Документ обсуждает оптимизацию и распространение Java-приложений, акцентируя внимание на уменьшении размера JRE и улучшении пользовательского опыта. Основное внимание уделяется механизмам удаления ненужных классов и методов, а также внедрению модульной системы в Java. Также рассматриваются вопросы совместимости и возможности применения различных инструментов для упрощения установки и использования Java-программ.
![Нужные
классы
class
ForName
{
public
staxc
void
main(String
args[])
{
Class
c
=
Class.forName(args[0]);
…
}
}
Какие
классы
нужны
этой
программе?](https://image.slidesharecdn.com/slim-downv10-141022101354-conversion-gate01/85/Java-Java-23-320.jpg)
Java худеет. Спроси меня как. Уменьшение размера дистрибутива Java приложения без зависимостей.
- 1. Java худеет. Спроси меня как. Никита Липский twi.er: @pjBooms Excelsior LLC
- 2. Java полнеет 35 30 25 20 15 10 5 0 JRE 1.1 JRE 1.2 JRE 1.3 JRE 1.4.0 JRE 1.4.2 JRE 5.0 JRE 6 JRE 7 JRE 7 U 6 JRE 8 JRE installer size on Window s x 8 6 , M B
- 3. Распространение Java приложений • Добавить JRE в системные требования • Загружать JRE перед установкой – Java-‐aware инсталляторы • Java Web Start • Включить JRE в инсталляцию (private JRE) – увеличивает размер на 15-‐30 MB
- 4. Размер имеет значение? • Server Side (Java EE) – не проблема • Desktop – зависит от приложения • Mobile – 30 MB -‐ неприемлемо
- 5. Распространение Java приложений Недостающая возможность: Private JRE …
- 6. Распространение Java приложений Недостающая возможность: Private JRE маленького размера
- 7. Распространение Java приложений Недостающая возможность: Private JRE маленького размера, позволит • меньше загружать из интернета • сократить занимаемое на диске место • улучшить User eXperience
- 8. Кто знает про Excelsior JET?
- 9. Кто знает про Excelsior JET? Кто ззннааеетт ппрроо Excelsior JET?
- 10. Кто знает про Excelsior JET? • Полная реализация Java SE – c 2005 года cертифицирована как Java Compaxble • AOT compiler + Java Runxme – смешанная компиляция: AOT + JIT – поддержка нестандартных загрузчиков классов в AOT режиме (для Eclipse RCP, Tomcat) • Toolkit – Startup Opxmizer – Deployment
- 11. AOT + JIT
- 13. Small Private JRE Наблюдение: приложение использует далеко не все, что есть в private JRE.
- 14. Small Private JRE Наблюдение: приложение использует далеко не все, что есть в private JRE. Решение: удалить ненужные классы!
- 15. Small Private JRE Наблюдение: приложение использует далеко не все, что есть в private JRE. Решение: удалить ненужные классы! Вопрос: а какие классы -‐ ненужные?
- 16. “Ненужные” классы Класс не нужен, если он не является нужным
- 17. Нужные классы
- 18. Нужные классы • java.lang.Object – нужен
- 19. • java.lang.Object – нужен • класс импортированный нужным, тоже нужен Нужные классы
- 20. Нужные классы • java.lang.Object – нужен • класс импортированный нужным, тоже нужен • замыкание импорта Object содержит...
- 21. Нужные классы • java.lang.Object – нужен • класс импортированный нужным, тоже нужен • замыкание импорта Object содержит 3541 класс (для Java 8u20)
- 22. • Замыкание Нужные классы java.lang.* + JVM specific: 3948 классов • java.lang, java.io, java.uxl, etc.: 4797 классов
- 23. Нужные классы class ForName { public staxc void main(String args[]) { Class c = Class.forName(args[0]); … } } Какие классы нужны этой программе?
- 24. • При Нужные классы доступе через JNI и/или Reflecxon, неясно: – нужны ли еще классы? – если да, то какие?
- 25. Нужные методы public staxc String foo(Object o) { return o.toString(); } Какие методы (каких классов) нужны?
- 26. Ранние попытки уменьшить JRE • Excelsior – single executable – оптимизация в предположении “замкнутости мира” • Sun Microsystems – Sun Java Kernel (Consumer JRE) • Остальные реализации Java? – не важно для Java ME, Java EE
- 27. Sun Java Kernel
- 28. Sun Java Kernel (2008) Идея: установить минимум и загружать по мере необходимости, пока не получится полное JRE Ожидаемый результат: быстрый старт приложения на машине, где нет Java
- 29. Sun Java Kernel Реальность: 1. Выкачивается инсталлятор в 900KB
- 30. Sun Java Kernel Реальность: 2. Загруженный инсталлятор, выкачивает другой инсталлятор в 12MB!
- 31. Sun Java Kernel Реальность: 3. Затем Java Kernel загружает сразу еще 5MB (13MB + 5MB > 16MB -‐ обычное JRE 6)
- 32. Sun Java Kernel Реальность: 4. И продолжает что-‐то качать …
- 34. Проблемы 1. “Клубки" импорта 2. Виртуальные вызовы 3. Мета-‐доступ
- 35. Наблюдения 1. Не все методы “нужного” класса исполняются 2. Instance-‐методы не могут исполняться, если не создан экземпляр класса (или его наследника) – new T()
- 36. Rapid Type Analysis* • Поиск достижимых методов – Начиная с точек входа, строим граф вызовов – Анализируем код методов, накапливая main C.foo() B.bar() LiveClasses VirtCallSites new T() c.bar() new B() b.foo() * Идея принадлежит D.F. Bacon @ IBM
- 37. Rapid Type Analysis* • при расширении LiveClasses – добавляем instance-‐методы в граф согласно VirtCallSites • при расширении VirtCallSites – добавляем instance-‐методы в граф согласно LiveClasses • достигаем неподвижной точки
- 38. Rapid Type Analysis* • Эффективен – для «прореживания» библиотек • Масштабируем – линейная сложность от числа операторов – существует реализация, обрабатывающая более 40,000 классов за 2 минуты
- 39. Нужные классы Класс нужен, если он содержит достижимые методы (по результатам RTA)
- 40. Глобальный анализатор Application Java SE API Entry points - used - not used
- 41. Reflecxon & JNI?
- 42. Reflecxon & JNI? • Пробный запуск (off-‐line profiling) • Дополняет множества – точек входа – LiveClasses – VirtCallSites
- 43. Результаты • Размер исполняемого файла без зависимостей: – Hello World ~800 KB – SWT Example ~1.4 MB • При агрессивном удалении «ненужных» методов и их метаинформации
- 44. JetPerfect (2001) Не такой уж perfect: – не соответствует Java SE спецификации – труден в использовании – приложения «не всегда работают» – возникающие (у конечного пользователя) ошибки не диагностируемы
- 46. Java Runxme Slim-‐Down (2007) • Глобально оптимизированный исполняемый файл – «нужные» классы приложения и Java платформы оптимизируются совместно • Оставшиеся классы – не удаляются – остается возможность загружать их через JIT
- 47. Java Runxme Slim-‐Down • Java SE API делится на компоненты: – Kernel, XML, SQL, CORBA, AWT/Java2D, Swing, etc. • анализатор определяет какие компоненты “нужны” – содержат достижимые методы
- 48. Глобальный анализатор Application Java SE API Entry points - used - not used - component’s boundary
- 49. Java Runxme Slim-‐Down • Пользователю предоставляются: – результаты анализа c возможностью исключить неиспользуемые компоненты
- 50. Java Runxme Slim-‐Down • Исключенные компоненты: – помещаются на веб-‐сервер (доступны приложению) – загружаются VM по требованию • Соответствует Java SE спецификации!
- 51. Результаты
- 52. On GUI toolkits • Экономия в размере незначительна, если используется Java2D, AWT/Swing • Что делать?
- 53. On GUI toolkits • Экономия в размере незначительна, если используется Java2D, AWT/Swing • Что делать? • Java Core + alternaxve GUI toolkit
- 54. Java Core + alternaxve GUI
- 55. Java Core + alternaxve GUI Фрагментация Java
- 56. Java Core + alternaxve GUI • SWT/JFace • eSWT • Java OpenGL • JavaFX – уже входит в платформу!
- 57. JavaFX Packager vs. Runxme Slim-‐Down JavaFX naxve Packager Java Runxme Slim-‐Down Ensemble Demo 34 MB 19 MB BrickBreaker 30 MB 13 MB Замечание: размеры дистрибутивов для Windows для Java 7, JavaFX зависел от AWT в Java 7
- 58. Java Runxme Slim-‐Down: уроки • Компонентная модель JRE для уменьшения приватного Java Runxme – жизнеспособна – работает • Проверено временем
- 59. Проект Jigsaw
- 60. Проект Jigsaw • Java Module System h.p://openjdk.java.net/projects/jigsaw • Модуляризация JRE – разбиение на компоненты – устранение лишних зависимостей – перевод на Module System
- 61. Прототип Java Module System • Доступен по h.p://jdk8.java.net/jigsaw/ • module-info.java – описывает зависимости модуля (JLS, JVM) • .jmod -‐ бинарный формат модуля • jpkg -‐ инструмент для упаковки модуля – использует pack200, 7z, bzip • javac, jmod – статическое управление зависимостями • java –m ... -‐ модульный режим запуска
- 62. Jigsaw: модуляризация JRE • Планы: J Ä Java8 Ä • Почему так долго? -‐ объективные причины
- 65. Jigsaw: проблемы прототипа • Многие зависимости убраны, но многие еще осталось – процесс оказался очень трудоёмкий • Проблемы с обратной совместимостью – getClassLoader() == null – Class.forName() и правила видимости – classloader delegaxon
- 66. Jigsaw: текущий статус • Определены новые требования – обратная совместимость – «cвященная корова» • Платформенные модули отличаются от пользовательских – нельзя подключать два платформенных модуля с одной функциональностью разных версий – для пользовательских модулей -‐ можно
- 67. • Не Jigsaw: текущий статус будет клона Maven, Ivy, Gradle • Поддержка нативных пакетных мэнеджеров – Java модуль можно поставить через rpm, yum, etc. – без поддержки Mac, Windows – для Mac, Windows будет инструмент паковки в нативный инсталлятор • AOT компиляция Java модулей – если будет найден proof of concept
- 68. JEP-‐161 (Compact Profiles) • Замена Java ME CDC • 3 профиля: Compact1 Compact2 Compact3 java.lang java.rmi java.lang.instrument java.io java.sql java.lang.management java.math javax.transacxon javax.management java.nio javax.xml javax.naming java.uxl org.w3c.dom javax.script java.net org.xml.sax javax.security java.security javax.sql javax.crypto javax.xml.crypto java.text org.ie¯.jgss
- 69. Compact Profiles: инструменты • jdeps – инструмент статического анализа зависимостей приложения • javac –profile – предупреждает о зависимостях вне указанного профиля • jrecreate – создает нужный компактный профиль – Есть только в Java SE Embedded!
- 70. Compact Profiles: размеры • Compact1: 11MB • Compact2: 15MB • Compact3: 21MB • Full JRE: 49MB Замечание: размеры на диске (ROM)
- 71. JEP-‐178 (Staxcally-‐Linked JNI libraries) • Распространение без динамических библиотек – реализация naxve-‐методов линкуется к JVM – единый исполняемый файл • Преодоление существующих барьеров – требования Apple AppStore
- 72. Заключение • Компонентная модель JRE – жизнеспособна • Перевод JRE на модульную систему – статический импорт (без лишних зависимостей) – требует времени • Путь Java to Mobile – модульность: Java core + JavaFX – AOT компиляция + JEP-‐178
- 73. Вопросы и ответы Никита Липский, Excelsior [email protected] twitter: @pjBooms