Уменьшение размера дистрибутива в Java 9

Через четыре месяца планируется выпустить Java 9 (надеемся, что переносов сроков больше не произойдёт). Ничто не мешает уже сейчас на предварительной версии проверить, насколько соответствует ожиданиям главная возможность новой версии — модульность (проект Jigsaw).

^[1]

В статье описываются изменения, требуемые для сборки дистрибутива с поддержкой модульности. Сборка дистрибутива производится в операционных системах Windows, macOS и Linux.

Полный список новых функций JDK 9 впечатляет ^[2]. Проект Jigsaw ^[3] является главной целью версии 9. Предметом данной статьи является составная часть проекта Jigsaw — JEP 275: Modular Java Application Packaging ^[4] и связанные с ним

• JEP 282: jlink: The Java Linker ^[5]
• JEP 220: Modular Run-Time Images ^[6]
• JEP 261: Module System ^[7]
• JEP 200: The Modular JDK ^[8]

В JDK входит утилита командной строки Java Packager ^[9], позволяющая выполнять компиляцию, сборку, создание цифровой подписи и дистрибутивов Java-приложений. Функции, которые выполняет Java Packager, начиная с JDK 7 Update 6, доступны и в виде задач (tasks) для Ant ^[10]. В официальной документации они имеют наименование JavaFX Ant Tasks ^[11], т.к. ранее предназначались в первую очередь для JavaFX-приложений.

JEP 275: Modular Java Application Packaging ^[4] направлен на интеграцию модульности в Java Packager, в том числе для создания образа JRE, включающего только те модули, которые использует приложение. JavaFX Ant Tasks ^[11] так же могут быть вызваны и из Maven ^[12], доминирующего на сегодня инструмента сборки, посредством Maven AntRun Plugin ^[13].

В экспериментах использовались:

• операционные системы Windows 10, macOS Sierra 10.12.4, Ubuntu 16.04.2 LTS;
• JDK 9 Early Access ^[14] (Build 163 на момент написания статьи) для всех трёх операционных систем;
• Apache Maven 3.3.9 ^[15];
• Inno Setup 5.5.9 ^[16];
• IDE с поддержкой Java 9 (например, IntelliJ IDEA 2017.1 ^[17]).

Код примера доступен на GitHub ^[18]. Для компиляции и сборки дистрибутива используется Maven. Проект состоит из четырёх частей (модулей в терминологии Maven):

• консольное (console) приложение без использования модулей (модулей Java 9);
• консольное приложение с использованием модулей;
• настольное (desktop) приложение без использования модулей;
• настольное приложение с использованием модулей.

Сборка дистрибутивов выполняется во всех трёх операционных системах.

Сборка дистрибутива без использования модулей

Процесс сборки дистрибутива состоит из нескольких шагов:

• компиляция и создание файла JAR;
• формирование образа JRE;
• создание дистрибутива, включающих JAR, образ JRE и вспомогательные исполняемые файлы для запуска.

Для создания дистрибутивов в macOS и Linux ничего дополнительно не нужно (кроме JDK и Maven). В операционной системе Windows предварительно необходимо установить Inno Setup ^[16] или WiX Toolset ^[19]. Далее подразумевается, что используется Inno Setup.

Создание файла JAR при использовании Maven проще выполнить обычным способом, т.е. используя Apache Maven JAR Plugin ^[20] (другой способ — использование <fx:jar> ^[21]). В манифесте (файле MANIFEST.MF) файла JAR, используемом для сборки дистрибутива немодульного (без использования модулей Java 9) приложения, обязательно должен быть указан Main-Class. По этой причине использование вышеуказанного плагина должно быть явно задано с указанием в конфигурации основного класса.

Описание использования задачи <fx:deploy> ^[22] в файле pom.xml:

Запуск компиляции и сборки дистрибутива в Windows и macOS:

mvn clean package -P native-deploy

Запуск компиляции и сборки дистрибутива в Linux (дополнительно создаётся файл архива tar.gz):

mvn clean package -P native-deploy,tar-gz

Файлы созданного дистрибутива с расширением exe, dmg располагаются в каталоге <module name>/target/deploy/native, с расширением tar.gz — в каталоге <module name>/target.

Добавление использования модулей

На этапе формирования образа JRE неявно будет задействован jlink ^[5], которому нужно передать информацию об используемых модулях.

Для определения, какие модули Java использует приложение, должна быть вручную запущена утилита jdeps ^[23]. В версии 9 она дополнительно показывает используемые модули.

jdeps -s <name>.jar

Первое приложение (console) использует единственный модуль java.base, второе (desktop) — модули java.base и java.desktop (вместе с транзитивными модулями, т.к. java.desktop сам зависит от других модулей).

Для первого приложения требуется добавить файл module-info.java, содержащий (указание базового модуля java.base необязательно):

module console.modular {
}

Файл module-info.java для второго приложения должен содержать:

module desktop.modular {
    requires java.desktop;
}

В файле pom.xml появляются обязательные параметры пути к файлам модулей (путь к стандартным модулям $JAVA_HOME/jmods указывать необязательно) и наименования модуля приложения. Включать в качестве ресурса JAR приложения становится излишним, т.к. он уже включён в виде модуля в образ JRE.

Запуск компиляции и сборки аналогичен ранее указанному.

Сравнение результатов

Размер в мегабайтах образа JRE в составе дистрибутива и собственно файла дистрибутива, созданных с использованием Java Packager:

Размер в мегабайтах образа JRE, созданного при ручном запуске jlink с наиболее оптимальным набором параметров (недоступном из Java Packager):

jlink --module-path <module path> --add-modules <modules> --output <directory> --compress=2 --no-header-files --no-man-pages --strip-debug

Сильнее всего размер образа JRE уменьшился на macOS:

• на 81% скриптом сборки при использовании Java Packager;
• на 88% при использовании jlink.

Выводы

Значительное уменьшение размеров дистрибутива достигается относительно легко для простых проектов. В случае более сложных проектов, по крайней мере на предварительной версии JDK 9, для решения возникающих проблем может потребоваться изучение кода Java Packager ^[24].

На проходящих 4 апреля (JBreak 2017 ^[25] в Новосибирске) и 7-8 апреля (JPoint 2017 ^[26] в Москве) конференциях можно будет послушать доклады о других интересных возможностях Java 9 и следующих версий Java:

• Functional Reactive with Core Java9 ^[27] (Sven Ruppert)
• Going Native: Foreign Functions on the JVM ^[28] (Charles Nutter)
• Техники векторизации кода в JVM ^[29] (Владимир Иванов)
• Повесть о том, как один инженер HTTP/2 Client разгонял ^[30] (Сергей Куксенко)
• Java 9 Модули. Почему не OSGi? ^[31] (Никита Липский)
• «Преждевременная» компиляция — это нормально? ^[32] (Дмитрий Чуйко)
• Java Puzzlers NG S02: Всё чудесатее и чудесатее ^[33] (Тагир Валеев, Барух Садогурский)

Автор: JUG.ru Group

Источник ^[34]