加快Spring Boot启动时间

Question

我有一个Spring Boot应用程序。我添加了很多依赖项（不幸的是，看起来我需要所有这些依赖项），启动时间大大增加。仅运行SpringApplication.run(source, args)就需要10秒钟。

尽管与我们通常的情况相比可能并不算多，但我对它花费那么长时间感到不满，主要是因为它破坏了开发流程。目前该应用程序本身相当小，因此我认为大部分时间都与添加的依赖项有关，而不是应用程序类本身。

我认为问题出在类路径扫描上，但我不确定如何：

• 确认是否是该问题（即如何“调试”Spring Boot）
• 如果真的是原因，我该如何限制它，以使它变快？例如，如果我知道某个依赖项或包不包含Spring应该扫描的任何内容，是否有一种方式可以限制它？

我认为增强Spring以在启动期间具有并行bean初始化将加快速度，但该增强请求自2011年以来一直处于打开状态，没有任何进展。我在Spring Boot本身中看到了一些其他努力，例如研究Tomcat JarScanning速度改进，但这是特定于Tomcat的，并且已经被放弃。

这篇文章：

• http://www.nurkiewicz.com/2010/12/speeding-up-spring-integration-tests.html

虽然针对集成测试，但建议使用lazy-init=true，但我不知道如何在Java配置中将其应用于所有bean - 有什么提示吗？

欢迎任何（其他）建议。

- steady rain

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发布你的代码。通常只有定义应用程序运行器的包被扫描。如果你为 @ComponentScan 定义了其他包，那么它们也会被扫描。另一件事是确保你没有启用调试或跟踪日志记录，因为通常日志记录很慢，非常慢。 - M. Deinum

如果您使用Hibernate，它也往往会在应用程序启动时占用大量时间。 - Knut Forkalsrud

Spring的自动绑定按类型与工厂bean相结合，一旦添加了大量bean和依赖项，就有可能变得很慢。 - Knut Forkalsrud

感谢所有的评论 - 很不幸我无法提供代码（有很多内部jar包），但是我仍在寻找调试的方法。是的，我可能正在使用A或B或正在执行X或Y，这会导致速度变慢。我如何判断哪个是问题所在？如果我添加一个依赖项X，它有15个传递依赖项，我怎么知道其中哪个使它变慢了呢？如果我可以找到原因，是否有什么后续措施可以让Spring停止检查它们？这样的指针将非常有用！ - steady rain

根据您配置的数据源，初始化数据库架构也需要相当长的时间。 - Kevin Wittek

Answer 1

其他回答没有深入探讨，也没有提供科学证据。Spring Boot团队经过一番努力为Boot 2.0缩短启动时间，票号11226包含了许多有用的信息。还有一个票号7939，旨在向条件评估添加计时信息，但似乎没有具体的预计完成时间。 调试Boot启动最有用、最系统的方法是由Dave Syer完成的。https://github.com/dsyer/spring-boot-startup-bench 我也有类似的用例，所以我采用了Dave的微基准测试方法，并进行了改进。结果就是boot-benchmark项目。我设计它可以用于测量任何Spring Boot应用程序的启动时间，使用bootJar（在Boot 1.5中称为bootRepackage）Gradle任务生成的可执行jar文件。欢迎使用并提供反馈。

我的发现如下：

1. CPU很重要。
2. 使用-Xverify:none启动JVM会有很大帮助。
3. 排除不必要的自动配置也有帮助。
4. Dave建议使用JVM参数-XX:TieredStopAtLevel=1，但我的测试结果并没有显示出明显的改进。此外，-XX:TieredStopAtLevel=1可能会减缓您的第一个请求。
5. 有报道称主机名解析较慢，但我在测试的应用程序中并未发现此问题。

- Abhijit Sarkar

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根据我的Gradle包装器，我正在使用v4.6。如果你有更具体的问题，请创建一个gist并在此处发布链接，"无法构建"是一个非常模糊的陈述。您的gist应列出您遵循的步骤和您遇到的错误。 - Abhijit Sarkar

另外，您是否可以提供一个示例，说明有人如何使用您的基准测试与自定义应用程序？它是否必须像“minimal”一样作为项目添加，还是可以简单地提供jar文件？我尝试过前者，但没有进展。 - filpa

在生产环境中不要运行“-Xverify：none”，因为它会破坏代码验证并导致问题。如果您运行的应用程序仅运行几秒钟，那么“-XX：TieredStopAtLevel = 1”是可以接受的；否则，它将不太有效，因为它将向JVM提供长时间运行的优化。 - loicmathieu

许多连接池（肯定包括Oracle UCP，但在我的测试中也包括Hikari和Tomcat）会对池中的数据进行加密。实际上，我不知道它们是否加密了连接信息，或者是对流进行了封装。无论如何，加密使用随机数生成，因此具有高可用性、高吞吐量的熵源会对性能产生明显影响。 - Daniel

@WirJun 这个答案并不适用于 JDK 50 之前的版本；但在它被写出来时是正确的，现在依然如此。存在着 -Xverify:none 这种选项，以便那些愿意承担风险的人可以这么做；这取决于他们自己的抉择，而不是你我的。我的工作就是记录可用的选项。 - Abhijit Sarkar

Answer 2

Spring Boot 自动配置了很多可能不需要的内容。因此，您可能只想缩小适用于应用程序的自动配置范围。要查看包含在内的自动配置的完整列表，请以 DEBUG 模式运行 org.springframework.boot.autoconfigure 的日志记录 (logging.level.org.springframework.boot.autoconfigure=DEBUG 在 application.properties 中)。另一个选项是使用 --debug 选项运行 Spring Boot 应用程序：java -jar myproject-0.0.1-SNAPSHOT.jar --debug。

输出中会有类似以下的内容：

=========================
AUTO-CONFIGURATION REPORT
=========================

检查此列表并仅包括您需要的自动配置：

@Configuration
@Import({
        DispatcherServletAutoConfiguration.class,
        EmbeddedServletContainerAutoConfiguration.class,
        ErrorMvcAutoConfiguration.class,
        HttpEncodingAutoConfiguration.class,
        HttpMessageConvertersAutoConfiguration.class,
        JacksonAutoConfiguration.class,
        ServerPropertiesAutoConfiguration.class,
        PropertyPlaceholderAutoConfiguration.class,
        ThymeleafAutoConfiguration.class,
        WebMvcAutoConfiguration.class,
        WebSocketAutoConfiguration.class,
})
public class SampleWebUiApplication {

这段代码是从这篇博客文章中复制而来的。

- luboskrnac

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你有测量过吗？？它快得多吗？在我看来，这是一个例外情况，更重要的是确保Spring测试上下文缓存正常工作。 - idmitriev

@idmitriev，我刚刚在我的应用程序上测量了一下，发现如果不排除自动配置类，我的应用程序启动需要53秒左右，而如果排除这些类，则只需73秒。尽管我排除的类比上面列出的还多。 - apkisbossin

如何处理私有配置类？ - user1767316

有没有一种自动知道哪些自动配置实际被使用的方法？也许有一些长时间运行的东西，可以累加应用程序生命周期中使用的所有自动配置，然后您可以轮询执行器端点以查看该列表？ - payne

@payne，我不知道你所描述的任何内容。 - luboskrnac

Answer 3

Spring Boot 2.2.M1 添加了懒加载特性。

默认情况下，当刷新应用程序上下文时，上下文中的每个bean都会被创建并注入其依赖项。相比之下，当一个bean定义被配置为延迟初始化时，它不会被创建，它的依赖关系也不会被注入，直到需要使用该bean时才进行。

启用懒加载 设置 spring.main.lazy-initialization 为true

何时启用懒加载

懒加载可以显著提高启动时间，但也有一些明显的缺点，因此启用它时需要小心谨慎。

更多详细信息，请查看文档

更新:

Spring Boot 2.4.0 - 启动端点

Spring Boot 2.4.0新增了一个Startup endpoint，可用于识别启动时间超出预期的bean。

您可以在此处获取有关应用程序启动跟踪的更多详细信息。

- Niraj Sonawane

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如果你启用了延迟初始化，第一次加载速度非常快，但当客户端首次访问时可能会注意到一些延迟。我强烈建议将其用于开发而非生产环境。 - Isuru Dewasurendra

正如@IsuruDewasurendra所建议的那样，这确实不是推荐的方式，它会在应用程序开始服务负载时显著增加延迟。 - Narendra Jaggi

它只是把问题拖延下去。 - Abhijit Sarkar

我只在开发阶段使用懒加载，因为第一次访问非常慢，但在Spring Boot中它是一个很好的特性。 - Caio

即使用户第一次访问速度较慢，这仍是启动不需要任何 bean 的初创企业的好方法。即使在生产环境中，与同一人每次等待启动时间相比，我认为这种方式非常可接受。 - Anddo

Answer 4

如在此问答中所述，我认为最好的方法是排除那些你知道不需要的依赖项，而非仅添加你认为需要的依赖项。

请参阅：最小化Spring Boot启动时间

总之：

您可以通过在命令行启动应用程序时指定--debug来查看底层发生的情况并启用调试日志记录。您还可以在application.properties中指定debug=true。

另外，您可以像这样简单设置application.properties中的日志级别：

logging.level.org.springframework.web: DEBUG logging.level.org.hibernate: ERROR

如果检测到您不想要的自动配置模块，则可以将其禁用。有关此的文档可以在此处找到：http://docs.spring.io/spring-boot/docs/current-SNAPSHOT/reference/htmlsingle/#using-boot-disabling-specific-auto-configuration

例如：

@Configuration
@EnableAutoConfiguration(exclude={DataSourceAutoConfiguration.class})
public class MyConfiguration {
}

- pczeus

Answer 5

这里有一个完整的可能操作列表: https://spring.io/blog/2018/12/12/how-fast-is-spring

我会从Spring方面提取最重要的笔记（稍微进行了调整）：

• 从Spring Boot Web Starters中排除Classpath：
  • Hibernate Validator
  • Jackson（但Spring Boot执行程序依赖于它）。如果需要JSON渲染，请使用Gson（只与MVC配合使用）。
  • Logback：改用slf4j-jdk14
• 使用spring-context-indexer。虽然不会增加太多，但每一点都有帮助。
• 如果可以不使用执行器，则不要使用执行器。
• 使用Spring Boot 2.1和Spring 5.1。当它们可用时，请切换到2.2和5.2。
• 通过spring.config.location修复Spring Boot配置文件的位置（命令行参数或系统属性等）。 IDE测试示例：spring.config.location=file://./src/main/resources/application.properties。
• 使用spring.jmx.enabled=false关掉JMX（这是Spring Boot 2.2中的默认值），如果不需要的话
• 默认情况下使bean定义懒加载。在Spring Boot 2.2中有一个新标记spring.main.lazy-initialization=true（在旧版Spring中使用LazyInitBeanFactoryPostProcessor）。
• 解压缩fat jar并使用显式类路径运行。
• 使用-noverify运行JVM。还可以考虑使用-XX:TieredStopAtLevel=1（这将以启动时间为代价稍后减慢JIT）。

上述提到的LazyInitBeanFactoryPostProcessor（如果无法应用来自Spring 2.2的标记spring.main.lazy-initialization=true，则可以将其用于Spring 1.5）：

public class LazyInitBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {

  @Override
  public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
      for (String beanName : beanFactory.getBeanDefinitionNames()) {
        BeanDefinition definition = beanFactory.getBeanDefinition(beanName);
        definition.setLazyInit(true);
      }
  }
}

你也可以使用（或编写自己的 - 非常简单）一些工具来分析bean初始化时间：https://github.com/lwaddicor/spring-startup-analysis。希望能够帮到你！

- Przemek Nowak

Answer 6

警告: 如果您不使用Hibernate DDL进行自动DB模式生成，也不使用L2缓存，则本答案不适用于您。请滚动到下面。

我的发现是，Hibernate会显著增加应用程序启动时间。禁用L2缓存和数据库初始化可以加快Spring Boot应用程序的启动速度。在生产环境中保留缓存并在开发环境中禁用它。

application.yml:

spring:
  jpa:
    generate-ddl: false
    hibernate:
      ddl-auto: none
    properties:
      hibernate:
        cache:
          use_second_level_cache: false
          use_query_cache: false

Test results:

1. L2 cache is ON and ddl-auto: update: 54 seconds

    INFO 5024 --- [restartedMain] o.s.web.context.ContextLoader : Root WebApplicationContext: initialization completed in 23331 ms
    INFO 5024 --- [restartedMain] b.n.spring.Application : Started Application in 54.251 seconds (JVM running for 63.766)
   

2. L2 cache is OFF and ddl-auto: none: 32 seconds

    INFO 10288 --- [restartedMain] o.s.web.context.ContextLoader : Root WebApplicationContext: initialization completed in 9863 ms
    INFO 10288 --- [restartedMain] b.n.spring.Application : Started Application in 32.058 seconds (JVM running for 37.625)
   

获得了22秒的时间！ 现在我想知道我要用这么多自由时间做什么。

- naXa stands with Ukraine

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hibernate.hbm2ddl.auto=update与L2缓存无关。ddl..=update指定扫描当前数据库模式，并计算必要的SQL以更新模式以反映您的实体。'None'不执行此验证（也不尝试更新模式）。最佳实践是使用像Liquibase这样的工具，您将在其中处理模式更改，并且还可以跟踪它们。 - Radu Toader

@RaduToader 这个问题和我的回答都是关于加速Spring Boot启动时间的。它们与Hibernate DDL vs Liquibase讨论无关；这些工具都有其优缺点。我的观点是，我们可以禁用DB模式更新，并仅在必要时启用。即使模型自上次运行以来没有更改（用于将DB模式与自动生成的模式进行比较），Hibernate在启动时也需要显着的时间。对于L2缓存也是如此。 - naXa stands with Ukraine

是的，我知道这一点，但我的观点是不解释它的真正作用有点危险。你很容易会导致数据库为空。 - Radu Toader

@RaduToader，我的回答中有一个关于DB初始化的文档页面链接。你看过了吗？它包含了详尽的指南，列出了所有最流行的工具（包括Hibernate和Liquibase，以及JPA和Flyway）。今天我还在我的回答顶部添加了一个明确的警告。你认为我需要做其他的改动来解释后果吗？ - naXa stands with Ukraine

完美。谢谢。 - Radu Toader

Answer 7

如果你想要优化手动测试的开发周转时间，我强烈推荐使用devtools。

使用spring-boot-devtools的应用程序会在类路径上的文件更改时自动重启。

只需重新编译--服务器将自动重启（对于Groovy，您只需要更新源文件）。如果您使用的是IDE（例如“vscode”），它可能会自动编译您的Java文件，因此仅保存Java文件就可以间接地启动服务器重新启动，并且在这方面，Java与Groovy一样无缝。

这种方法的美妙之处在于增量重启会跳过一些从头开始的启动步骤，因此您的服务将更快地恢复运行！

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不幸的是，这对于部署或自动化单元测试的启动时间没有帮助。

- Brent Bradburn

Answer 8

查看Spring Boot启动报告

https://github.com/maciejwalkowiak/spring-boot-startup-report

Spring Boot Startup Report 库生成一个交互式的 Spring Boot 应用程序启动报告，让您了解是什么导致了应用程序启动时间，并帮助优化它。 启动报告在运行时作为交互式 HTML 页面提供 在集成测试中生成启动报告 火焰图 按类或注释搜索

特点

• 启动报告在运行时作为交互式 HTML 页面提供
• 在集成测试中生成启动报告
• 火焰图
• 按类或注释搜索

在我看来，这是非常酷的实用工具。

- Paul Whelan

Answer 9

我觉得奇怪为什么之前没有人建议过这些优化。以下是一些有关项目构建和启动优化的通用提示：

• 从杀毒软件扫描中排除开发目录：
  • 项目目录
  • 生成输出目录（如果它不在项目目录内）
  • IDE索引目录（例如 ~/.IntelliJIdea2018.3）
  • 部署目录（Tomcat 中的 Web 应用程序）
• 升级硬件。使用更快的 CPU 和 RAM，更好的互联网连接（用于下载依赖项）和数据库连接，切换至 SSD（今天 NVMe SSD 是性能最好的存储设备）。显卡并不重要。
• 使用最新版本的 Gradle 和 JVM。来源：简单的性能提升。
• 并行执行。通过使用更多的并发进程，可以显著减少整个构建时间的并行构建。

警告

1. 第一个选项的代价是降低安全性。
2. 第二个选项需要花费金钱（显然）。

- naXa stands with Ukraine

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问题是关于提高启动时间，而不是编译时间。 - ArtOfWarfare

@ArtOfWarfare 请再次阅读问题。问题陈述了问题为“我不高兴它需要那么长时间，主要是因为它破坏了开发流程”。我认为这是一个主要问题，并在我的答案中进行了解决。 - naXa stands with Ukraine

Answer 10

在我的情况下，断点太多了。当我点击“静音断点”并在调试模式下重新启动应用程序时，应用程序的启动速度快了10倍。

- Daulet Kadirbekov