优化springboot服务启动

布景

java程序发动，仍是蛮快的，可是springboot的项目发动就很慢。为啥发动这么慢呢，能不能优化？这儿暂时只涉及发动优化。

一、运用发动慢

测验运用：内部有个springboot服务Order-System，依靠有数据库、redis、mq。发动耗时：

Started NeoOrderSystemApplication in 81.579 seconds

（1）先问下chatGpt

发问：springboot 发动慢怎么优化?
答案：
Spring Boot发动慢的原因或许有许多，以下是一些常见的优化主张：
优化依靠办理
依靠办理是影响Spring Boot发动时刻的主要因素之一。主张运用适宜的版本和精简的依靠
来防止不必要的加载。在pom.xml文件中，能够扫除不需求的依靠和模块。
启用Spring Boot的主动装备
Spring Boot供给了主动装备功用，它能够协助咱们更快地构建运用程序并节省时刻。主张在项目中敞开主动装备，并仔细检查是否有不必要的主动装备类。
削减扫描途径
Spring Boot会主动扫描整个classpath，以寻找服务和组件。这或许会导致发动缓慢的问题。主张尽或许削减扫描途径，只扫描必要的包和类。
运用懒加载
运用懒加载能够推迟Bean的初始化，从而削减发动时刻。例如，在@Configuration注释上增加@Lazy注释以将Bean界说为懒加载。
装备线程池
在处理大量恳求时，线程池或许会成为瓶颈。经过恰当地装备线程池，能够使运用程序更好地利用体系资源。主张将线程池巨细设置为恰当的值，以防止过多或过少的线程。
装备缓存
在发动运用程序时，Spring Boot会预热缓存以进步功用。可是，假如缓存过大或数据量过于庞大，则会导致发动时刻延伸。主张运用恰当的缓存战略，并装备适宜的缓存巨细。
启用日志等级调整
根据需求，能够将日志等级调整为更高或更低的等级。较高的等级或许会导致发动缓慢，而较低的等级或许会导致无法检查重要的信息。主张根据需求进行调整。
经过以上优化主张，能够显著削减Spring Boot的发动时刻，并进步运用程序的功用和稳定性。

（2）考虑

有可行性的有：

• 第一点：依靠办理，这个maven依靠剖析能够看看；
• 第三点：削减扫描途径；
• 第四点：运用懒加载

二、实践

先易后难，先试下懒加载

（1）懒加载

问下chatGpt：springboot 懒加载
答复：
Spring Boot 中的懒加载是指在 Bean 实例化时，仅在需求运用该 Bean 的时分才会进行初始化。这种办法能够削减发动时的负载和时刻，并进步运用程序的功用。
在 Spring Boot 运用程序中，能够经过以下的办法将 Bean 设置为懒加载：
1.在 @Bean 注解上增加 @Lazy 注解
2.在 application.properties 或 application.yml 文件中装备全局懒加载
spring.main.lazy-initialization=true
以上是几种常见的设置 Spring Boot Bean 懒加载的办法。在实践开发中，能够根据详细需求挑选适宜的办法进行设置。

结果：

Started NeoOrderSystemApplication in 56.148 seconds
泰裤辣!81s下到了56s，有点夸张了。

（2）削减扫描途径

先PUA下chatGpt：springboot 削减扫描

答复：
在 Spring Boot 中，运用 @SpringBootApplication 或 @ComponentScan 注解扫描包的时分，默认会扫描整个类途径（classpath）。扫描途径较大会导致发动缓慢的问题。因此，咱们能够经过以下办法来削减扫描途径：
1.将发动类放在根包下
2.在 @ComponentScan 注解上指定扫描途径
3.运用 excludeFilters 和 includeFilters 过滤特定的组件
总归，在实践开发中，咱们应该尽或许削减扫描途径，这样能够有效地进步 Spring Boot 运用程序的发动速度和功用。

可是看了项目，以上几点项目现已基本做到了，搜索引擎查下springboot加载优化，看到有个spring-context-indexer的技能，maven装备：

<dependency>
  <groupId>org.springframework</groupId>
  <artifactId>spring-context-indexer</artifactId>
  <optional>true</optional>
</dependency>

结果：

Started NeoOrderSystemApplication in 21.435 seconds
作用还能够，56s下到了21s.

参阅： Spring 5 发动功用优化之 @Indexed

（3）削减依靠

发问chatGpt：maven 去掉不必的依靠
答复：
在 Maven 项目中，能够运用以下两种办法去掉不必的依靠：
1. 运用 Maven Dependency Plugin 剖析依靠联系
> $ mvn dependency:analyze
Maven Dependency Plugin 输出的结果会列出哪些依靠项未被运用，例如：
[INFO] The following dependencies were unused:
[INFO]   com.example:unused:jar:1.0-SNAPSHOT
然后，咱们能够在 pom.xml 文件中移除这些依靠项。
2. 运用 Maven Enforcer Plugin 强制履行依靠项规矩
Maven Enforcer Plugin 能够强制履行 Maven 项目中的一些规矩，包含制止运用某些依靠项。能够经过在 pom.xml 文件中装备 enforcer 规矩来完成.
总归，在开发过程中，咱们应该及时整理不必的依靠项，以防止对项目功用和安全造成影响。

试了下，不过结果有点不准，有些依靠是间接用上的，maven检测不出来。

三、调查和测验

上面这些办法都是全局优化的，针对详细的加载逻辑，有那些耗时呢?下面介绍几个调查的办法。

（1）日志记载bean加载时刻

spring加载bean有那些耗时操作?结合spring加载生命周期，完成BeanPostProcessor接口能够计算时刻。

postProcessBeforeInitialization 记载开始时刻
postProcessAfterInitialization  记载结束时刻

代码：

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import lombok.Data;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.commons.collections4.list.UnmodifiableList;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanPostProcessor;
import org.springframework.boot.CommandLineRunner;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.util.*;
@Slf4j
@Component
public class BeanInitMetrics implements BeanPostProcessor, CommandLineRunner {
 private Map<String, Long> stats = new HashMap<>();
 private List<Metric> metrics = new ArrayList<>();
 @Override
 public void run(String... args) throws Exception {
  /**
   * 发动完成之后打印时刻
   */
  List<Metric> metrics = getMetrics();
  log.info(JSON.toJSONString(metrics));
 }
 @Override
 public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
  stats.put(beanName, System.currentTimeMillis());
  return bean;
 }
 @Override
 public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
  Long start = stats.get(beanName);
  if (start != null) {
   metrics.add(new Metric(beanName, Math.toIntExact(System.currentTimeMillis() - start)));
  }
  return bean;
 }
 public List<Metric> getMetrics() {
  metrics.sort((o1, o2) -> {
   try {
    return o2.getValue() - o1.getValue();
   } catch (Exception e) {
    return 0;
   }
  });
  log.info("metrics {}", JSON.toJSONString(metrics));
  return UnmodifiableList.unmodifiableList(metrics);
 }
 @Data
 public static class Metric {
  public Metric(String name, Integer value) {
   this.name = name;
   this.value = value;
   this.createDate = new Date();
  }
  private String name;
  private Integer value;
  private Date createDate;
 }
}

得到bean时刻日志,这几个xxxEntityManagerFactory是和数据库资源相关的：

[    {        "createDate": 1686846750336,        "name": "liansEntityManagerFactory",        "value": 6410    },    {        "createDate": 1686846750352,        "name": "arkEntityManagerFactory",        "value": 3385    },    {        "createDate": 1686846750284,        "name": "insuranceEntityManagerFactory",        "value": 1669    }]

想法：

• 1.这部分看起来是没有做懒加载也没有做异步加载。异步加载bean技能，SOFA供给了一个方案: 运用线程处理init办法。
• 2.功用优化：部分功用其完成已事务过期了，无用的数据库表要下掉。这部分需求结合详细事务删去代码。

去掉无关的数据库调用目标，时刻：

Started NeoOrderSystemApplication in 12.068 seconds

（2）发动日志剖析

这儿我没有看springboot的详细发动源码，直接从日志看springboot 发动事情，看到做的工作有：

• 1-加载banner
• 2-spring data 扫描数据源
• 3-Tomcat 容器发动
• 4-加载Jpa的映射库dao/Repository
• 5-MVC 发动
• 6-MQ 消费者

敞开debug等级日志，看日志有许多时刻是消耗在4-加载Jpa的映射库dao/Repository，这个在jprofiler也能看到。看了一些文章得到的主张是：

spring.jpa.hibernate.ddl-auto=none
spring.jpa.properties.hibernate.temp.use_jdbc_metadata_defaults=false
spring.data.jpa.repositories.bootstrap-mode=lazy
删去用重复的QuerydslPredicateExecutor接口

结果：

Started NeoOrderSystemApplication in 9.949 seconds
第一次打破10s大关！

参阅： Speed up Spring Boot Startup 记一次JPA项目发动速度优化

（3）办法等级的调查：Profile

打印火焰图，用async-profile打印火焰图，能够经过idea或者arthas操作，不过我是windows体系，用的jprofiler检查cpu viewer：

图中看到耗时主要是：一个是Hibernate/Jpa创立字节码，另一个是阿里云MQ初始化。

windows下idea里的profile是基于jfr的，以下是chatGpt的jfr介绍和运用。

发问chatGpt：JFR运用
答复：
Java Flight Recorder（JFR）是 JDK 自带的一个功用剖析东西，能够捕获运用程序履行期间的数据和事情。JFR 通常会记载以下类型的数据：
CPU 运用率、线程数、内存运用量等体系目标。
办法调用、锁状态、IO 操作等运转时信息。
废物搜集信息、类加载状况等 JVM 相关信息。
JFR 能够生成丰富的数据报告，从而协助开发人员进行功用剖析和毛病扫除。
以下是运用 JFR 的一般过程：
1.启用 JFR
JFR 默认状况下未启用，需求在发动时显式地启用它。能够经过以下指令来启用 JFR：
java -XX:+UnlockCommercialFeatures -XX:+FlightRecorder ...
其间 -XX:+UnlockCommercialFeatures 敞开了商业特性，-XX:+FlightRecorder 启用了 JFR。
2.剖析数据
一旦 JFR 数据搜集完成，就能够运用 JFR 东西来剖析数据了。JDK 自带了一个名为 jcmd 的指令行东西，能够用它来剖析和导出 JFR 数据。例如，以下指令能够列出当时正在运转的 JVM 进程，并显现它们的 PID 和称号：
jcmd -l
要导出 JFR 数据，能够运用以下指令：
jcmd <PID> JFR.dump filename=<filename>
其间 <PID> 是 JVM 进程的 ID，<filename> 是导出文件的称号和途径。
3.运用 JMC
Java Mission Control（JMC）是一个用于监视和办理 Java 运用程序的东西套件，包含对 JFR 数据的检查和剖析功用。能够运用 JMC 打开 JFR 数据文件，然后检查各种功用目标、办法调用和线程活动等信息。
以上是运用 JFR 的一般过程。JFR 供给了丰富的功用剖析和毛病扫除功用，能够协助开发人员更好地优化运用程序的功用和稳定性。

在idea导航栏Run–>Run with Profiler，idea或许反常，需求设置发动参数-XX:+UnlockCommercialFeatures。得到下图：

还有GC事情数据：

在JMC中检查：

GC:

从2图中其实看不出什么，却是看到初始化阿里云的MQ初始化有点慢，暂时还没有好的优化战略。至于GC 总时刻是330多ms，优化含义不大。

四、一些测验和坑

下面是优化过程中做的一些测验和发现的坑。

（1）sofa 异步加载

试用了下还行，可是要改动代码，里边是针对目标创立做了初始化，需求装备异步而且指定一个init办法交给线程。

<dependency>
    <groupId>com.alipay.sofa</groupId>
    <artifactId>runtime-sofa-boot-starter</artifactId>
</dependency>
bean 装备，也能够注解：
<bean id="testBean" class="com.alipay.sofa.runtime.beans.TimeWasteBean" init-method="init" async-init="true"/>

参阅：Spring Bean 异步初始化

（2）域名解析导致的推迟

数据库，redis，mq 是经过域名装备，windows有时分域名解析有问题，会导致加载时刻延伸。本地能够改host装备，或者直接改成ip连接，其他环境不必动。

参阅：Windows下SpringBoot发动十分慢排查经历

（3）避坑攻略

• 1.在测验过程中有几点坑，首先是推迟加载会导致发动运用之后是部分恳求触发了真实的加载，时刻会献身在第一次恳求这儿。
• 2.spring-context-index 会有部分bean加载不到，比如swagger的装备。

参阅： 这样优化Spring Boot，发动速度快到飞起!

五、总结

回头看，做发动优化或许含义不大，因为许多技巧只适合在本地运用，可是，在这个过程中，涨了许多的常识。

• 了解spring-context-indexer技能
• 运用arthas\profile，打印火焰图，检查CPU\线程\内存\IO\堆\GC，运用Jprofiler和JMC东西剖析程序功用
• 解构spring bean的生命周期，能够是在对应节点打印日志，能够是改写同步变异步，sofa 异步加载bean也是在生命周期做的处理。
• 有想法就去履行！