#JavaDayKiev presentation

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

12. Small
Private
JRE

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
…

33. Single
Executable

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

45. Java
Runxme
Slim-­‐Down

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

63. Jigsaw:
трудности
перевода

64. Jigsaw:
трудности
перевода

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
nlipsky@excelsior-usa.com
twitter: @pjBooms