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書名：鯤鵬架構入門與實戰
作者名：張磊編著
本章字數： 2374字
更新時間： 2022-07-29 14:17:51

5.3.2　依賴編譯型語言的Java應用遷移

對于大型項目來說，很多時候不僅僅使用一種語言來開發應用，有時候會使用多種語言進行混合編程，例如著名的開源項目Netty，主體開發語言是Java，但是在部分項目里還使用了C語言。出現這種情況的一個原因是Netty在Linux下的異步／非阻塞網絡傳輸中，使用了Epoll——一個基于I/O事件通知的高性能多路復用機制。Netty是通過JNI方式提供Native Socket Transport的，在Netty的transport-native-epoll項目中，有相關調用的C代碼。

除此之外，在Netty的依賴項目netty-tcnative-parent中，也有JNI方式提供的C語言調用。

筆者負責的一款基于Java的物聯網平臺中也使用了Netty，在進行應用遷移時經過多次嘗試，解決了多個問題，最后遷移成功，這里通過Netty項目，演示一下依賴編譯型語言的Java應用的遷移。

1．遷移過程分析

Netty是開源的項目，在獲得所有的源代碼后，可以通過對代碼進行重新編譯的方式來執行遷移。因為代碼里有Java和C語言，并且Netty項目是通過Pom進行項目組織管理的，在遷移時不但要安裝C的編譯環境，還要安裝openjdk和Maven。

2．安裝依賴項

要安裝的依賴項較多，大部分可以通過yum安裝，命令如下：

     yum install gcc gcc-c++ make cmake3 libtool autoconf automake ant wget git openssl openssl -
     devel apr-devel ninja-build java-1.8.0-openjdk.aarch64 – y

安裝依賴項的時間有點長，根據系統中已安裝的軟件情況，可能需要幾分鐘到十幾分鐘，最后回顯如下：

因為后續步驟在編譯libressl-static模塊的時候需要cmake版本號大于3，并且需要ninja，這里提前做好軟連接，命令如下：

    ln -s /usr/bin/cmake3 /usr/bin/cmake
    ln -s /usr/bin/ninja-build /usr/bin/ninja

3．安裝Maven

Java應用的編譯打包需要Maven，安裝步驟如下：

步驟1：下載Maven 3.6.3安裝包，為了提高下載速度，可以使用國內的下載源，命令如下：

    wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/apache/maven/maven - 3/3.6.3/binaries/apache -
    maven-3.6.3 -bin.tar.gz

步驟2：解壓Maven安裝包，命令如下：

    tar -zvxf apache-maven-3.6.3 -bin.tar.gz

步驟3：移動Maven到指定目錄，命令如下：

    mv apache-maven-3.6.3 /opt/tools/

步驟4：配置環境變量，修改/etc/profile文件，在文件最后增加Maven的環境信息，增加的內容如下：

    MAVEN_HOME=/opt/tools/apache-maven-3.6.3
    PATH= $ MAVEN_HOME/bin:$ JAVA_HOME/bin: $ PATH
    export MAVEN_HOME JAVA_HOME PATH

步驟5：使環境變量生效，命令如下：

    source /etc/profile

步驟6：由于Maven中央倉庫的下載速度受限，所以這里配置Maven的鏡像倉庫網址為國內的鏡像，要修改的配置文件路徑為/opt/tools/apache-maven-3.6.3/conf/settings.xml，在該文件的<mirrors>節中添加新的鏡像，添加的內容如下：

步驟7：查看Maven是否安裝成功，命令及回顯如下：

如果出現類似上面的回顯，表示Maven安裝配置成功了。

4．處理鯤鵬架構中char類型為無符號型的默認設置

直接對代碼中char類型進行更改風險較高，工作量也很大，這里通過設置gcc和g++的編譯選項來處理，也就是把這兩個編譯器的編譯加上-fsigned-char的選項。

1）修改gcc編譯選項

步驟1：確認gcc的位置，命令及回顯如下：

    [root@ecs-kunpeng ~]#command -v gcc
    /usr/bin/gcc

根據系統不同，位置可能有差異，筆者本機的位置在/usr/bin/gcc。

步驟2：修改gcc的名字為gcc-ori，命令如下：

    mv/usr/bin/gcc /usr/bin/gcc-ori

步驟3：創建/usr/bin/gcc文件，命令如下：

    vi /usr/bin/gcc

步驟4：編輯/bin/gcc文件，輸入內容如下：

    #! /bin/sh
    /usr/bin/gcc-ori -fsigned-char "$@"

步驟5：給/bin/gcc添加執行權限，命令如下：

    chmod +x /usr/bin/gcc

步驟6：查看gcc是否可以成功執行，命令及回顯如下：

    [root@ecs-kunpeng ~]#gcc --version
    gcc-ori (GCC) 4.8.5　20150623 (Red Hat 4.8.5-44)
    Copyright (C) 2015 Free Software Foundation, Inc.
    This is free software; see the source for copying conditions. There is NO
    warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

如果看到類似上面的回顯，表示gcc修改成功了。

2）修改g++編譯選項

步驟1：確認g++的位置，命令及回顯如下：

    [root@ecs-kunpeng ~]#command -v g++
    /usr/bin/g++

本機位置是/usr/bin/g++，不同的服務器位置可能不同。

步驟2：修改g++的名字為g++-ori，命令如下：

    mv /usr/bin/g++ /usr/bin/g++ -ori

步驟3：創建/usr/bin/g++文件，命令如下：

    vi /usr/bin/g++

步驟4：編輯/bin/g++文件，輸入內容如下：

    #! /bin/sh
    /usr/bin/g++ -ori -fsigned-char "$@"

步驟5：給/bin/g++添加執行權限，命令如下：

    chmod +x /usr/bin/g++

步驟6：查看g++是否可以成功執行，命令及回顯如下：

    [root@ecs-kunpeng ~]#g++ --version
    g++ -ori (GCC) 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-44)
    Copyright (C) 2015 Free Software Foundation, Inc.
    This is free software; see the source for copying conditions. There is NO
    warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

如果看到類似上面的回顯，表示g++修改成功了。

5．加速編譯準備

在正式編譯以前，需要先下載3個安裝包。后面的編譯過程需要從多個網站下載安裝包，這些網站的服務器一般都在境外，下載速度較慢，可能會因為下載不成功導致編譯失敗。

步驟1：下載apr-1.6.5，進入/data/soft/文件夾，下載命令如下：

    wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/apache/apr/apr-1.6.5.tar.gz

步驟2：下載libressl-3.1.1，下載命令如下：

    wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/OpenBSD/LibreSSL/libressl-3.1.1.tar.gz

步驟3：下載openssl-1.1.1g，下載命令如下：

    wget https://www.openssl.org/source/openssl-1.1.1g.tar.gz

6．編譯netty-tcnative-2.0.34

步驟1：進入/data/soft/下載netty-tcnative源碼包，下載命令如下：

    wget https://GitHub.com/netty/netty - tcnative/archive/netty - tcnative - parent - 2.0.34.
    Final.tar.gz

步驟2：解壓源碼包，并進入解壓后目錄，命令如下：

    tar -zxvf netty-tcnative-parent-2.0.34.Final.tar.gz
    cd netty-tcnative-netty-tcnative-parent-2.0.34.Final/

步驟3：修改pom文件，注釋掉對apr的下載，對于2.0.34版本來說，注釋行在第474行，修改后的該段配置如下：

注釋掉該行后，mvn編譯時將不再從這里下載。

步驟4：進入libressl-static目錄，修改pom文件，注釋掉對libssl的下載，注釋行在第263行，修改后的該段配置如下：

步驟5：進入openssl-static目錄，修改pom文件，注釋掉對openssl的下載，注釋行在第334行和第338行，修改后的該段配置如下：

步驟6：注釋掉對boringssl-static的編譯（在第603行），因為boringssl-static需要從谷歌服務器獲取資源，由于無法獲取成功，這里就取消對它的編譯，但不影響后續的使用（如果確實要用，可以把獲取源碼網址改為GitHub上的源碼網址，這里就不演示了）。編輯源代碼主目錄的pom文件，修改后的該段配置如下：

步驟7：提前創建好openssl-static和libressl-static項目的target目錄，命令如下：

     mkdir /data/soft/netty- tcnative-netty- tcnative-parent- 2.0.34.Final/openssl - static/
     target/
     mkdir /data/soft/netty- tcnative-netty- tcnative-parent- 2.0.34.Final/libressl - static/
     target/

步驟8：復制預先下載的文件到target目錄，命令如下：

     cp /data/soft/apr-1.6.5.tar.gz /data/soft/netty-tcnative-netty-tcnative-parent-2.0.
     34.Final/openssl-static/target/
     cp /data/soft/openssl-1.1.1g.tar.gz /data/soft/netty-tcnative-netty-tcnative-parent-
     2.0.34.Final/openssl-static/target/
     cp /data/soft/apr-1.6.5.tar.gz /data/soft/netty-tcnative-netty-tcnative-parent-2.0.
     34.Final/libressl-static/target/
     cp /data/soft/libressl-3.1.1.tar.gz /data/soft/netty-tcnative-netty-tcnative-parent-
     2.0.34.Final/libressl-static/target/

步驟9：進入主目錄，執行編譯，命令如下：

     cd /data/soft/netty-tcnative-netty-tcnative-parent-2.0.34.Final/
     mvn install

最后編譯成功的回顯如下：

7．編譯netty-all-4.1.52

步驟1：進入/data/soft/下載netty-all源碼包，下載命令如下：

     wget https://GitHub.com/netty/netty/archive/netty-4.1.52.Final.tar.gz

步驟2：解壓源碼包，并進入解壓后目錄，命令如下：

     tar -zxvf netty-4.1.52.Final.tar.gz
     cd netty-netty-4.1.52.Final/

步驟3：處理jni.h問題。在后續的編譯中，可能會出現找不到jni.h和jni_md.h的錯誤，如圖5-9所示。

圖5-9　編譯錯誤

出現這種錯誤的原因是C編譯器找不到頭文件的位置，所以需要直接告訴編譯器頭文件在哪里，就是通過C編譯器選項CFLAGS傳過去頭文件的路徑。本機的jni.h文件在/usr/lib/jvm/java/include目錄下，jni_md.h文件在/usr/lib/jvm/java/include/Linux/目錄下。編輯transport-native-UNIX-common下的pom文件，命令如下：

     vim /data/soft/netty-netty-4.1.52.Final/transport-native-UNIX-common/pom.xml

要修改的CFLAGS選項在第198行和第263行，在值的后面加上頭文件的位置，代碼如下：

     -I/usr/lib/jvm/java/include -I/usr/lib/jvm/java/include/Linux/

修改后的效果如下所示，注意修改后的字符串也是全部在value值的引號里面，代碼如下：

步驟4：編譯netty-all，進入源碼主目錄，執行編譯，命令如下：

     mvn install -DskipTests

該命令將跳過測試過程，經過十幾分鐘的編譯后，可以看到成功編譯的回顯如下所示：

鯤鵬架構的jar包就在各個項目的target目錄下，例如transport-native-epoll項目下的jar包，顯示如下：

包含aarch_64的jar包就是鯤鵬架構下適用的jar包。

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5.3.2 依賴編譯型語言的Java應用遷移

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