Spring Boot Spring Native Image (GraalVM)

Sharing is caring!

Spring Boot Native Image คืออะไร?

Spring Boot Native Image คือการแปลงแอปพลิเคชัน Java ให้เป็น binary executable (.exe, .out) ด้วยการใช้เทคโนโลยีจาก GraalVM เพื่อให้สามารถรันได้โดยไม่ต้องมี JVM อยู่บนเครื่องปลายทาง (native runtime)

ข้อดีหลักคือ startup time เร็ว, ใช้ memory น้อย, และสามารถ deploy บน container ขนาดเล็กได้เหมาะกับ cloud-native workload

คุณสมบัติเด่นของ Native Image

  • ลดเวลา startup หลักวินาทีเหลือหลักมิลลิวินาที
  • ลด memory footprint
  • เหมาะกับ serverless, CLI tools และ microservice
  • ไม่มี dependency กับ JVM runtime

ขั้นตอนการใช้งาน Spring Boot กับ GraalVM

1. ติดตั้ง GraalVM

สามารถดาวน์โหลดได้จาก https://www.graalvm.org/downloads/

# สำหรับ macOS (ผ่าน SDKMAN)
sdk install java 22.3.r17-grl

# เช็คว่าติดตั้ง native-image แล้วหรือยัง
gu install native-image

2. สร้างโปรเจกต์ Spring Boot

แนะนำใช้ Spring Initializr (https://start.spring.io)

  • เลือก Spring Boot >= 3.0
  • เลือก Dependency: Spring Web, Spring Native, Spring AOT
  • เลือก Java 17+

3. แก้ไข pom.xml (หรือ build.gradle)

<properties>
  <java.version>17</java.version>
  <spring-aot.version>3.1.0</spring-aot.version>
</properties>

<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot.experimental</groupId>
  <artifactId>spring-aot-maven-plugin</artifactId>
  <version>0.13.0</version>
</dependency>

<plugin>
  <groupId>org.graalvm.buildtools</groupId>
  <artifactId>native-maven-plugin</artifactId>
  <version>0.9.19</version>
  <executions>
    <execution>
      <goals>
        <goal>native-image</goal>
      </goals>
    </execution>
  </executions>
</plugin>

4. สร้าง Controller ตัวอย่าง

@RestController
public class HelloController {

  @GetMapping("/hello")
  public String hello() {
    return "Hello from Native Image!";
  }
}

5. Build Native Image

# สร้าง native image (ใช้เวลาอาจนาน)
./mvnw -Pnative native:compile

จะได้ไฟล์ executable เช่น target/demo ที่สามารถรันได้โดยตรง

./target/demo

6. สร้าง Docker Image แบบ Native

FROM ghcr.io/graalvm/native-image:ol8-java17 as builder
WORKDIR /app
COPY . .
RUN ./mvnw -Pnative native:compile

FROM scratch
COPY --from=builder /app/target/demo /demo
ENTRYPOINT ["/demo"]

ทดสอบกับ K8s / Cloud

  • สามารถ deploy บน K8s ได้ใน image ขนาดเล็ก
  • ใช้ร่วมกับ Knative / AWS Lambda ได้ดี เพราะ startup time เร็วมาก
  • ใช้ memory เพียง ~40MB (เทียบกับ JVM ปกติใช้ 100MB+)

ข้อดีของ Spring Boot Native Image

  • Startup time เร็ว (เหมาะกับ serverless)
  • Memory ใช้น้อย
  • ไม่มี dependency บน JVM (lightweight)
  • Deploy ได้ง่ายใน container environment
  • ดีต่อ performance-sensitive application

ข้อเสียของ Spring Boot Native Image

  • Build นาน (หลายวินาทีถึงนาที)
  • Debugging ทำได้ยากกว่าปกติ
  • บาง library ใช้ reflection ไม่ได้ต้องระบุ manual
  • ต้องเพิ่ม configuration AOT/Native-aware เพิ่มเติม
  • ยังไม่เหมาะกับ dynamic use case (เช่น dynamic proxy-heavy framework)

สิ่งที่ควรรู้

  • รองรับเฉพาะ Spring Boot 3.x ขึ้นไป
  • Annotation ต่าง ๆ ต้องถูกจัดการแบบ explicit หากใช้ reflection
  • Spring Native ปรับปรุงให้รองรับ automatic hints มากขึ้นเรื่อย ๆ

กรณีศึกษาใช้งานจริง

  • Application ที่ใช้แค่ REST + Repository ไม่มี runtime proxy มากนัก เหมาะสมที่สุด
  • Command Line Tools เช่น batch job, CLI app
  • Spring Boot ใน Cloud Function เช่น AWS Lambda, Google Cloud Run

บทสรุป

Spring Boot Native Image คือเทคโนโลยีที่น่าจับตามองอย่างมากสำหรับโลกของ Cloud Native และ Serverless เพราะสามารถลด resource ลงอย่างเห็นได้ชัด ทั้งในแง่ของ memory และ startup time โดยเฉพาะเมื่อต้อง deploy บน container, Kubernetes หรือ AWS Lambda

อย่างไรก็ตาม การใช้งานยังมีข้อจำกัดอยู่บ้าง เช่น ความยุ่งยากใน build time, debugging และการปรับแต่งให้ native-aware จึงเหมาะกับ use case ที่ต้องการ performance สูงเป็นพิเศษ หรือ deployment ที่ต้อง startup เร็ว เช่น workload แบบ ephemeral

Leave a Reply

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น ช่องข้อมูลจำเป็นถูกทำเครื่องหมาย *