OpenJDK提议Galahad项目合并GraalVM的原生编译

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• Ben Evans

摘要：

OpenJDK提出了一个新的项目，代号为Galahad，以便于将GraalVM原生编译中的一些功能合并到OpenJDK代码库中。

OpenJDK提出了一个新的项目 ，代号为Galahad，以便于将GraalVM社区版代码库中的一部分功能合并到OpenJDK中。

这是一项长期努力的最新进展，也就是在程序执行之前将Java应用编译为机器码的能力。乍看上去，这似乎有些奇怪，毕竟，一位新的Java开发人员最先了解到的一点就是“Java不会编译成机器码，而是编译成JVM字节码”。

这句简单的格言有着深远的影响，其中最基础的就是，Java平台依赖一个强大的运行时来执行，也就是JVM。这个运行时实现了动态运行技术，比如类加载和反射，这些技术在提前编译（ahead-of-time，AOT）语言中并没有真正类似的特性。实际上，这是Java强大功能的起点，也是Java能够在25年左右的时间内一直位于软件舞台中央的重要原因。

尽管如此，人们始终对Java程序直接编译为机器代码并在没有JVM情况下独立运行的可能性抱有强烈的兴趣。这种期望有多种原因，比如为了减少Java程序达到峰值性能的时间，减少Java应用的内存需求，甚至只是为了避免将资源用到应用本身并不需要的运行时子系统中。

迄今为止，已经有多个项目尝试实现这种可能性。最近的一个，也可以说是到目前为止最成功的一个，就是GraalVM项目。这个项目并不是来自OpenJDK，而是来源于Oracle Labs的一个研究性项目。它的第一个生产级别的版本GraalVM 19.0是在2019年5月份发布的。

从那时起，它一直作为一个独立项目来运作，具有与OpenJDK不同的发布周期，并且与OpenJDK的互动有限。在为数不多的Java增强提案（Java Enhancement Proposal，JEP）中，有两个是与GraalVM相关的：

• JEP 243：Java级别的JVM编译器接口（Java-Level JVM Compiler Interface）
• JEP 295：提前编译（Ahead-of-Time Compilation）

这两个JEP都是在Java 9中出现的，它们一起将Graal编译器引入到了OpenJDK代码库中。

Graal编译器是GraalVM的主要组件之一，它是一个操作Java字节码并生成机器码的编译器，可以在JIT或AOT模式下运行。在JIT模式下，它可以用来代替C2（有时被称为“服务器编译器”）。值得注意的是，Graal本身是用Java编写的，不像其他用于JVM的JIT编译器都是用C++编写的。

在Java 10中，Graal凭借JEP 317作为实验性的、基于Java的JIT编译器添加了进来。但是，在Java 17（2021年9月发布）中，AOT和JIT编译器的实验性形式都被移除掉了。尽管如此，实验性的Java级JVM编译器接口（JVMCI）被保留了下来，因此，我们仍然可以使用外部构建的Graal编译器版本进行JIT编译。

如果最新的公告能够如期交付，将标志着Graal重新回到了OpenJDK代码库中。然而，更重要的也许是GraalVM流程和项目的变化。Galahad将作为OpenJDK的一个子项目来运作，并维护单独的仓库，定期与主线仓库进行rebase操作。当功能就绪时，它们将被迁移到主线仓库。这与长期运行的成功项目（如Loom和Lambda）所使用的模式是相同的。

Galahad将JDK 20作为初始基线。这基本上就是代码和技术的起点而已，因为JDK 20已经进入了Rampdown阶段，所以至少在JDK 21（预计2023年9月）之前，不可能有任何重新引入的Graal代码作为Java的一部分交付。目前，Galahad将专注于贡献最新版本的GraalVM JIT编译器，并将其作为C2的替代方案进行集成。稍后，一些必要的AOT编译技术将被加入进来，以便于Graal JIT编译器在JVM启动时立即可用。

这是必要的，因为Graal本身就是用Java编写的，它可能会遭受我们广泛面临的启动缓慢问题：

• Hotspot基于C1编译器和Graal（如果可用的话）启动
• Graal会在Java解释器线程上执行，最初速度会很慢，直到它自己得到了编译。

将Graal编译器预编译为原生代码有可能会解决这个问题，有一个旧的JEP草案提出了这种方式，但是目前还不知道它是否会被恢复或重新开始寻找新的方案。

需要注意的是，并不是所有的GraalVM代码库都会被提交至OpenJDK，它只包含核心的JIT和AOT组件，以及原生镜像工具。甲骨文公司在GralVM企业版中的专有特性预计不会捐献给该项目。

Galahad在项目之初就有一个值得关注的提交者名单，他们不仅来自甲骨文的OpenJDK和GraalVM团队，还有来自更广泛的OpenJDK社区的许多贡献者，包括来自Red Hat的Andrew Dinn和Dan Heidinga以及来自AWS的Roman Kennke。Galahad和Leyden项目（另一个研究AOT编译和相关技术的OpenJDK项目）之间的确切关系尚不清楚，但Galahad的一些贡献者也一直活跃在Leyden中。

尽管该项目仍处于早期阶段，但许多有影响力的社区成员对Galahad表示欢迎，认为它代表了在保持Java处于云原生技术栈的领先地位方面，这是一项重要的进展。

查看英文原文：OpenJDK Proposes Project Galahad to Merge GraalVM Native Compilation