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1. 簡介

本教程將介紹各種配置和設置，以幫助降低 Spring Boot 的啓動時間。首先，我們將探討 Spring 相關的配置。其次，我們將介紹 Java 虛擬機選項。最後，我們將探討如何利用 GraalVM 和原生鏡像編譯技術進一步降低啓動時間。

2. Spring Tweaks

在我們開始之前，我們先創建一個測試應用程序。我們將使用 Spring Boot 2.5.4 版本，並添加 Spring Web、Spring Actuator 和 Spring Security 作為依賴。在 <em pom.xml</em>> 中，我們將添加 <em spring-boot-maven-plugin</em>> 並配置將其應用程序打包為 jar 文件：

<plugin> 
    <groupId>org.springframework.boot</groupId> 
    <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId> 
    <version>${spring-boot.version}</version> 
    <configuration> 
        <finalName>springStartupApp</finalName> 
        <mainClass>com.baeldung.springStart.SpringStartApplication</mainClass> 
    </configuration> 
    <executions> 
        <execution> 
            <goals> 
                <goal>repackage</goal> 
            </goals> 
        </execution> 
    </executions> 
</plugin>

我們使用標準命令 java -jar 運行我們的 jar 文件，並監控應用程序的啓動時間：

c.b.springStart.SpringStartApplication   : Started SpringStartApplication in 3.403 seconds (JVM running for 3.961)

我們可以看到，我們的應用程序大約在 3.4 秒處啓動。我們將使用這個時間作為未來調整的參考。

2.1. 延遲初始化

Spring Framework 支持延遲初始化。延遲初始化意味着 Spring 在啓動時不會創建所有 Bean。同時，Spring 在需要該 Bean 時才會注入依賴項。 自 Spring Boot 2.2 版本起，可以使用 <em application.properties</em> 來啓用延遲初始化：

spring.main.lazy-initialization=true

構建一個新的 JAR 文件並在先前示例中啓動它後，啓動時間略有改善：

 c.b.springStart.SpringStartApplication   : Started SpringStartApplication in 2.95 seconds (JVM running for 3.497)

根據我們的代碼庫大小，延遲初始化可以顯著減少啓動時間。 減少量取決於應用程序的依賴關係圖。

此外，在利用 DevTools 熱重啓功能時，延遲初始化也有優勢。 頻繁的熱重啓與延遲初始化結合使用，可以使 JVM 更好地優化代碼。

然而，延遲初始化也存在一些缺點。 最主要的缺點是應用程序將首次請求響應變慢。 因為 Spring 需要時間來初始化所需的 Bean，另一個缺點是我們在啓動時可能會錯過一些錯誤。 這可能導致在運行時出現 ClassNotFoundException。

2.2. 排除不必要的自動配置

Spring Boot 始終秉持着“約定優於配置”的原則。 Spring 可能會初始化應用程序不需要的 Bean。我們可以通過啓動日誌檢查所有自動配置的 Bean。 將 org.springframework.boot.autoconfigure 的日誌級別設置為 DEBUG，在 application.properties 中：

logging.level.org.springframework.boot.autoconfigure=DEBUG

在日誌中，我們將看到專門用於自動配置的新行，從以下開始：

============================
CONDITIONS EVALUATION REPORT
============================

使用本報告，我們可以排除應用程序配置的一部分。要排除配置的一部分，我們使用 @EnableAutoConfiguration 註解：

@EnableAutoConfiguration(exclude = {JacksonAutoConfiguration.class, JvmMetricsAutoConfiguration.class, 
  LogbackMetricsAutoConfiguration.class, MetricsAutoConfiguration.class})

如果我們排除 Jackson JSON 庫以及我們未使用的部分指標配置，就可以節省一些啓動時間：

c.b.springStart.SpringStartApplication   : Started SpringStartApplication in 3.183 seconds (JVM running for 3.732)

2.3. 其他小調整

Spring Boot 包含一個嵌入式 Servlet 容器。默認情況下，我們使用 Tomcat。雖然 Tomcat 在大多數情況下已經足夠，但其他 Servlet 容器可能性能更優。在測試中，來自 JBoss 的 Undertow 的性能優於 Tomcat 或 Jetty。它需要的內存更少，平均響應時間也更好。要切換到 Undertow，我們需要更改 pom.xml：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    <exclusions>
        <exclusion>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-undertow</artifactId>
</dependency>

以下改進可以應用於類路徑掃描。Spring 類路徑掃描具有快速啓動的特性。通過在大型代碼庫中創建靜態索引，我們可以提高啓動時間。需要添加對 spring-context-indexer 的依賴，以生成索引。Spring 不需要任何額外的配置。在編譯時，Spring 會在 META-INF\spring.components 中生成一個額外的文件，並在啓動時自動使用它：

<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-context-indexer</artifactId>
    <version>${spring.version}</version>
    <optional>true</optional>
</dependency>

由於我們只有一個 Spring 組件，這種調整在我們的測試中沒有產生顯著結果。

請注意，spring-context-indexer 自 Spring 6.1 版本起已棄用。有關更多信息，請參閲 此處。

接下來，application.properties (或 .yml) 文件的有效位置有幾個。最常見的位於 classpath 根目錄或與 jar 文件相同的文件夾中。通過使用 spring.config.location 參數設置明確路徑，可以避免在多個位置搜索，並節省數毫秒的搜索時間：

java -jar .\target\springStartupApp.jar --spring.config.location=classpath:/application.properties

spring.jmx.enabled=false

java -jar -noverify .\target\springStartupApp.jar 

 c.b.springStart.SpringStartApplication   : Started SpringStartApplication in 3.193 seconds (JVM running for 3.686)

 c.b.springStart.SpringStartApplication   : Started SpringStartApplication in 2.754 seconds (JVM running for 3.172)

 java -jar -XX:TieredStopAtLevel=1 -noverify .\target\springStartupApp.jar
c.b.springStart.SpringStartApplication : Started SpringStartApplication in 2.537 seconds (JVM running for 2.912)