Seminar Spring Boot – Native Images mit GraalVM

Inhaltsverzeichnis

• Seminarprofil
• Lernziele
• Schwerpunkte
• Praxisübungen
• Zielgruppe und Vorkenntnisse

Seminarprofil

Native Images versprechen kurze Startzeiten und einen geringeren Speicherbedarf, verändern aber Build, dynamische Laufzeitfunktionen und Diagnose. Dieses Seminar zeigt, wie Spring Boot seine Ahead-of-Time-Verarbeitung nutzt und welche Anwendungen von einem nativen Artefakt tatsächlich profitieren.

Der Praxisteil behandelt Buildpacks und Native Build Tools, Reachability-Metadaten, Reflection, Ressourcen, Proxies und Teststrategien. JVM- und Native-Betrieb werden anhand gemessener Startzeit, Speichernutzung, Durchsatz und Buildkosten verglichen.

Lernziele

• AOT-Verarbeitung und Closed-World-Annahmen technisch einordnen
• Spring-Boot-Anwendungen als native Executables und Images bauen
• Reflection-, Proxy-, Ressourcen- und Serialisierungsprobleme diagnostizieren
• Reachability-Metadaten und Runtime Hints gezielt ergänzen
• Native Tests und realistische Integrationsprüfungen automatisieren
• JVM und Native Image anhand messbarer Kriterien vergleichen

Schwerpunkte

Grundlagen von AOT und Native Image

• Closed-World-Annahme, statische Analyse und Initialisierung
• Spring AOT und erzeugte Konfiguration
• Grenzen dynamischer Klassenladung und Reflection

Buildverfahren

• Native Build Tools für Maven und Gradle
• Cloud Native Buildpacks für native Container Images
• Toolchains, Caching und reproduzierbare Builds

Reachability und Runtime Hints

• Reflection, Ressourcen, Serialisierung und Proxies
• Automatisch erkannte gegenüber manuell registrierten Hinweisen
• Diagnose fehlender Klassen und Ressourcen zur Laufzeit

Framework- und Bibliotheksgrenzen

• Datenzugriff, Security, JSON und Netzwerkclients
• Dynamische Bibliotheken und Kompatibilitätsprüfung
• Strategien für eigene Frameworkkomponenten

Tests und Diagnose

• AOT-Tests und native Integrationstests
• Fehleranalyse während Build und Start
• Vergleichbare Messbedingungen für JVM und Native

Entscheidung und Betrieb

• Startzeit, Speicherbedarf, Durchsatz und Peak-Performance
• Builddauer, Plattformbindung und Wartungskosten
• Geeignete Einsatzprofile und hybride Betriebsstrategien

Praxisübungen

1. Eine Spring-Boot-Anwendung zunächst regulär bauen und Basismesswerte erfassen.
2. Ein natives Executable mit den Native Build Tools erzeugen.
3. Ein Reflection- oder Ressourcenproblem reproduzieren und die Ursache eingrenzen.
4. Passende Runtime Hints beziehungsweise Reachability-Metadaten ergänzen.
5. Ein natives Container Image mit Buildpacks erstellen und starten.
6. Automatisierte Tests gegen das native Artefakt ausführen.
7. Startzeit, Speichernutzung, Durchsatz und Buildkosten gegenüber der JVM vergleichen.

Zielgruppe und Vorkenntnisse

Zielgruppe: Erfahrene Java- und Spring-Entwicklung, Softwarearchitektur, Plattformengineering und Teams mit Anforderungen an Startzeit oder Speicherverbrauch.

Vorkenntnisse: Gute Spring-Boot- und Java-Kenntnisse, sichere Nutzung von Maven oder Gradle sowie Grundverständnis von Container Images und Laufzeitmessungen.