Windows 系统配置 GraalVM 的 native-image 环境

由于 GraalVM 和相关组件会更新变化，所以文章内容的有效性会受影响。

1. 下载 GraalVM

打开官网 https://www.graalvm.org/ 点击 Download 下载。

在这里插入图片描述

在当前时间（2023-11-29）我下载的版本为: graalvm-jdk-21_windows-x64_bin.zip

解压 GraalVM，例如目录 D:\Dev\graalvm-jdk-21.0.1+12.1。

配置 JAVA_HOME 环境变量为 D:\Dev\graalvm-jdk-21.0.1+12.1，将 %JAVA_HOME%/bin 添加到 PATH 环境变量中，配置完成后执行下面命令验证：

>java -version
java version "21.0.1" 2023-10-17
Java(TM) SE Runtime Environment Oracle GraalVM 21.0.1+12.1 (build 21.0.1+12-jvmci-23.1-b19)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM Oracle GraalVM 21.0.1+12.1 (build 21.0.1+12-jvmci-23.1-b19, mixed mode, sharing)>native-image --version
native-image 21.0.1 2023-10-17
GraalVM Runtime Environment Oracle GraalVM 21.0.1+12.1 (build 21.0.1+12-jvmci-23.1-b19)
Substrate VM Oracle GraalVM 21.0.1+12.1 (build 21.0.1+12, serial gc, compressed references)

2. Windows 环境安装 Visual Studio 2022 生成工具

想要编译 exe 还需要安装 Visual Studio and Microsoft Visual C++(MSVC)，官方文档提供的下载地址（2019）版本比较老，运行时会出现 cl.exe 版本过低的问题，因此我们从下面地址下载最新版本（也会受时间影响）。

下载地址：https://visualstudio.microsoft.com/zh-hans/downloads/

打开下载地址后，在下面的所有下载中，展开 用于 Visual Studio 的工具

找到 Visual Studio 2022 生成工具，点击下载，下载后打开 vs_BuildTools.exe。

该程序会安装 Visual Studio Installer，安装后打开如下界面：

勾选 使用 C++ 的桌面开发，在从右侧根据自己的系统版本选择最新的 Windows 11 SDK 或 Windows 10 SDK，除此之外官方文档中还有个被选中的 Visual Studio SDK，不确定是否有影响，我们也额外选择这个，在 单个组件 中搜索勾选：

还有一个很关键的操作，点击 语言包，取消 中文（简体） 选项，勾选英语，使用英语语言包。

参考：Error: Native-image building on Windows currently only supports target architecture: AMD64 (?? unsupported)
有可能是 GraalVM 对多语言的支持有问题，所以使用英语语言包。

点击安装，安装完成后重启系统。

3. 执行 native-image 命令测试

写一个简单例子：

public class TestNative {public static void main(String[] args) {System.out.println("hello native");}
}

编译 Java 代码为 class 时没有特别的要求，但是执行 native-image 需要特别注意。

在 Windows 中搜索 x64 Native Tools Command Prompt for VS 2022：
在这里插入图片描述

以普通方式打开即可。

这一步也可以先使用 CMD 执行，如果遇到问题再换 x64 Native Tools Command Prompt for VS 2022 试试。

在这里插入图片描述

进入编译好的 class 目录，执行 native-image 命令：

>native-image TestNative
========================================================================================================================
GraalVM Native Image: Generating 'testnative' (executable)...
========================================================================================================================
For detailed information and explanations on the build output, visit:
https://github.com/oracle/graal/blob/master/docs/reference-manual/native-image/BuildOutput.md
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
[1/8] Initializing...                                                                                    (9.6s @ 0.13GB)Java version: 21.0.1+12, vendor version: Oracle GraalVM 21.0.1+12.1Graal compiler: optimization level: 2, target machine: x86-64-v3, PGO: ML-inferredC compiler: cl.exe (microsoft, x64, 19.38.33130)Garbage collector: Serial GC (max heap size: 80% of RAM)1 user-specific feature(s):- com.oracle.svm.thirdparty.gson.GsonFeature
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Build resources:- 21.38GB of memory (53.9% of 39.68GB system memory, determined at start)- 16 thread(s) (100.0% of 16 available processor(s), determined at start)
[2/8] Performing analysis...  [******]                                                                   (8.0s @ 0.20GB)2,087 reachable types   (61.3% of    3,402 total)1,994 reachable fields  (45.7% of    4,365 total)9,638 reachable methods (38.5% of   25,031 total)768 types,   109 fields, and   474 methods registered for reflection53 types,    30 fields, and    48 methods registered for JNI access1 native library: version
[3/8] Building universe...                                                                               (1.2s @ 0.28GB)
[4/8] Parsing methods...      [**]                                                                       (2.2s @ 0.32GB)
[5/8] Inlining methods...     [***]                                                                      (0.7s @ 0.32GB)
[6/8] Compiling methods...    [****]                                                                    (14.1s @ 0.34GB)
[7/8] Layouting methods...    [*]                                                                        (1.0s @ 0.36GB)
[8/8] Creating image...       [*]                                                                        (1.3s @ 0.38GB)3.50MB (47.56%) for code area:     4,547 compilation units3.78MB (51.33%) for image heap:   57,083 objects and 71 resources84.22kB ( 1.12%) for other data7.37MB in total
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Top 10 origins of code area:                                Top 10 object types in image heap:1.84MB java.base                                          891.79kB byte[] for code metadata1.35MB svm.jar (Native Image)                             722.13kB byte[] for java.lang.String90.68kB com.oracle.svm.svm_enterprise                      429.80kB heap alignment42.32kB jdk.proxy3                                         382.85kB java.lang.String40.36kB jdk.proxy1                                         331.77kB java.lang.Class30.28kB org.graalvm.nativeimage.base                       153.84kB java.util.HashMap$Node29.82kB org.graalvm.collections                            114.01kB char[]21.47kB jdk.internal.vm.ci                                 100.73kB byte[] for reflection metadata17.29kB jdk.internal.vm.compiler                            91.66kB java.lang.Object[]11.80kB jdk.proxy2                                          81.52kB com.oracle.svm.core.hub.DynamicHubCompanion389.00B for 1 more packages                                571.89kB for 552 more object typesUse '-H:+BuildReport' to create a report with more details.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Security report:- Binary does not include Java deserialization.- Use '--enable-sbom' to embed a Software Bill of Materials (SBOM) in the binary.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Recommendations:PGO:  Use Profile-Guided Optimizations ('--pgo') for improved throughput.INIT: Adopt '--strict-image-heap' to prepare for the next GraalVM release.HEAP: Set max heap for improved and more predictable memory usage.CPU:  Enable more CPU features with '-march=native' for improved performance.QBM:  Use the quick build mode ('-Ob') to speed up builds during development.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1.6s (3.9% of total time) in 216 GCs | Peak RSS: 0.93GB | CPU load: 6.20
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Produced artifacts:D:\xxxxxxxxx\testnative.exe (executable)
========================================================================================================================
Finished generating 'testnative' in 39.2s.

控制台执行 testnative.exe 会输出 hello native。

到这里就配置完成可以正常使用了。

4. 总结

我在安装过程中主要遇到下面2个问题：

使用官方文档链接下载的 vs_buildtools__9e116ae0599f413e8e5d9edd8a3e7929.exe，这个工具安装的 VS CODE 2019 版本，安装的 cl.exe 版本低，会报下面的错误：
```
Error: On Windows, GraalVM Native Image for JDK 21 requires Visual Studio 2022 version 17.1.0 or later (C/C++ Optimizing Compiler Version 19.31 or later).
Compiler info detected: cl.exe (microsoft, ??, 19.29.30153)
```
解决办法就是安装 VS CODE 2022版本，这个版本的 cl.exe 版本如下：
第2个问题就是 Error: Native-image building on Windows currently only supports target architecture: AMD64 (?? unsupported)，这个问题搜到了 github 上的 Issues，按照里面的操作选择英文语言就可以了。问题的原因可能是因为不支持中文，导致获取操作系统类型时出现了乱码。这一步使用普通的 CMD 也可以执行命令，关键的地方在于语言包。