Hotel service: High-Performance AOT Reference

Микросервис бронирования отелей с возможностью управлять контентом через административную панель с ролевой моделью доступа (RBAC), оптимизированный для запуска в среде Axiom NIK.

Performance Benchmarks (JRE vs Native)

Сравнение выполнено на стеке Java 21 + Spring Boot 3.5 + Postgres 17.

Метрика	JRE (Standard)	Axiom NIK Native	Win %
Memory (RSS)	~350 MiB	49.6 MiB	-86%
Startup Time	~15.5 сек	1.45 сек	x10 Faster
OS Threads (PIDS)	55	26	-52%
First Request Latency	~1150 ms	870 ms	-24%

Key takeaway: Оптимизация под Axiom NIK позволяет запускать до 7 инстансов сервиса на тех же ресурсах, где раньше помещался один.

Core Features

RBAC Model: Предустановленный ADMIN для инициализации системы, поддержка ролей ADMIN и USER.
Async Engine: Стек на базе Spring MVC с поддержкой Project Loom.
Cloud Native: Полная готовность к нативной компиляции и работе в Read-Only файловых системах.
AOT-friendly Architecture: Использование MapStruct, Static Metamodel и отказ от динамических прокси.
Data Integrity: Использование TransactionSynchronizationManager для гарантии доставки событий в Kafka только после коммита в Postgres.
High-Density: Оптимизация Hibernate-запросов через @EntityGraph и Slice для минимизации Heap-памяти.
High-Perf JPA: UUID v7, Specification API, Slice и @EntityGraph.
Native Warmup Strategy: Кастомный WarmupService для прогрева сетевого стека и пулов соединений через ApplicationReadyEvent, устраняющий проблему Cold Start.
Zero-Overhead Observability: Интеграция с Prometheus и Actuator, адаптированная под Native Image (Zero Classloading Reflection).
Infrastructure-as-Code Friendly: Полная поддержка health и readiness проб для мгновенного автоскейлинга в Kubernetes/Knative.

Optimization Details

Static Indexing: Использование spring-context-indexer для исключения сканирования classpath в рантайме.
Hibernate Enhancement: Инструментация байт-кода на этапе сборки для поддержки Lazy Loading без динамических прокси.
Runtime Hints: Регистрация кастомных хинтов для сериализации сложных DTO и работы драйверов БД в AOT-режиме.
Memory Management: Жесткое ограничение кучи (-Xmx64m) при сохранении высокой пропускной способности за счет Project Loom.

Observability & Monitoring

Сервис предоставляет полный набор инструментов для телеметрии:

Health Check: GET /actuator/health (Liveness & Readiness probes).
Prometheus Metrics: GET /actuator/prometheus (JVM, CPU, Connections).
Deep Metrics: GET /actuator/metrics (доступно для ADMIN).

Для мониторинга нативного образа используются специфичные метрики native_image_memory_used_bytes, позволяющие отслеживать потребление RAM с точностью до байта.

Build & Deployment

Проект поддерживает стандартный цикл сборки Gradle и контейнеризацию:

# Сборка артефакта
./gradlew bootJar

docker build -t hotel-app .

Environment Variables

Переменная	Описание	Дефолтное значение
APP_SERVER_PORT	Порт публикации сервиса	8080
APP_ADMIN_USERNAME	Логин системного администратора	admin
APP_ADMIN_PASSWORD	Пароль системного администратора	admin
DB_HOST	Host подключения к Postgres	localhost
DB_PORT	Port подключения к Postgres	5432
DB_NAME	База данных в Postgres	hotel_db
DB_SCHEMA	Схема в Postgres	hotel_schema
DB_USER	Логин в Postgres	postgres
DB_PASSWORD	Пароль в Postgres	postgres
MONGODB_HOST	Host подключения к MongoDB	localhost
MONGODB_PORT	Port подключения к MongoDb	27017
MONGODB_DBNAME	База данных в MongoDB	statistics-db
MONGODB_USER	Логин в MongoDB	root
MONGODB_PASSWORD	Пароль в MongoDB	root
KAFKA_HOST	Host подключения к Kafka	localhost
KAFKA_PORT	Port подключения к Kafka	9092
SPRING_PROFILES_ACTIVE	Профиль запуска (native/pgo)	default

Deployment Options

Приложение подготовлено к работе в различных окружениях: от локальной разработки до высокоплотных кластеров.

1. Bare Metal / Local JRE

Для запуска классического JAR-файла (используется Axiom JDK 21+):

java -jar hotel.jar --spring.config.import=optional:file:./application.yml

2. Docker (Standalone)

docker run --rm -p 8080:8080 \
  --name hotel \
  -e APP_SERVER_PORT=8080 \
  -e APP_ADMIN_USERNAME=admin \
  -e APP_ADMIN_PASSWORD=admin \
  -e DB_HOST=host.docker.internal \
  -e DB_PORT=5432 \
  -e DB_NAME=hotel_db \
  -e DB_SCHEMA=hotel_schema \
  -e DB_USER=postgres \
  -e DB_PASSWORD=postgres \
  -e MONGODB_HOST=host.docker.internal \
  -e MONGODB_PORT=27017 \
  -e MONGODB_DBNAME=statistics-db \
  -e MONGODB_USER=root \
  -e MONGODB_PASSWORD=root \
  -e KAFKA_HOST=host.docker.internal \
  -e KAFKA_PORT=9092 \
  hotel

3. Docker Compose (Full Stack)

# Развертывание стека в фоновом режиме
# Запуск всего стека (App + Postgres + Mongo + Kafka)
docker-compose up -d

# Мониторинг логов
docker-compose logs -f app

4. Native Image Execution (Axiom NIK)

./hotel -Xmx64m -Xms64m

Запуск проекта

Запуск приложения на локальной машине:

java -jar -Dspring.config.location=application.yaml hotel-0.0.1-SNAPSHOT.jar

Запуск приложения в Docker контейнере:

docker run --rm -e APP_ADMIN_USERNAME=admin -e APP_ADMIN_PASSWORD=admin -e DB_HOST=localhost -e DB_PORT=5436 -e DB_NAME=hotel_db -e DB_SCHEMA=hotel_schema -e DB_USER=postgres -e DB_PASSWORD=postgres -e APP_SERVER_PORT=8080 -e MONGODB_HOST=host.docker.internal -e MONGODB_PORT=27017 -e MONGODB_DBNAME=statistics-db -e MONGODB_USER=root -e MONGODB_PASSWORD=root -e KAFKA_HOST=localhost -e KAFKA_PORT=9092 hotel

Запуск приложения с помощью Docker-compose:

cd docker
docker-compose up

Остановка приложения с помощью Docker-compose:

docker-compose down

Продвинутый блок (исследования)

Сборка проекта с разными Docker-образами

1. Слоеная сборка (Temurin)

Оптимизированная слоеная сборка. Benefit: Разделение зависимостей и прикладного кода позволяет эффективно использовать Docker Cache, минимизируя трафик при CI/CD.

docker build -t hotel:layers .

2. Uber-JAR (Legacy)

Классическая сборка «все-в-одном». Deprecated (2026): Избыточный размер пересылаемых данных при минимальных изменениях в коде.

docker build -f Dockerfile_uber_jar -t hotel:uber .

3. Axiom (Alpaquita + Musl)

Оптимизированная слоеная сборка на базе Axiom образа. Разделение зависимостей и прикладного кода позволяет эффективно использовать Docker Cache, минимизируя трафик при CI/CD.

Base Image: bellsoft/liberica-runtime-alpine (или Alpaquita).
Benefit: Баланс между скоростью сборки и эффективностью кеширования.

docker build -f Dockerfile_axiom -t hotel:axiom .

4. Axiom (musl) Native Image Kit (NIK)

Вершина оптимизации: компиляция в нативный бинарник с использованием musl libc.

Build Metrics: ~13.3 мин (на i7-3720QM). Требует 8GB+ RAM для фазы анализа графа объектов.
Startup: 1.566s (Ready to serve).
Security: Исполнение в среде Alpaquita Cloud Native OS от не-привилегированного пользователя (Non-root).
Verdict: Идеально для масштабируемых микросервисов и Serverless.

docker build -f Dockerfile_axiom_native -t hotel:native .

5. Vanilla (debian:bookworm-slim) Native

Сравнение с эталонным GraalVM на базе GLIBC (Debian Slim).

Build Metrics: ~20.6 мин (в 1.8 раза медленнее Axiom).
Startup: 1,276s (Агрессивная оптимизация ценой времени сборки).
Issues: Нестабильность сетевых загрузок при сборке и увеличенный размер итогового образа из-за веса Debian-слоев

docker build -f Dockerfile_vanilla_native -t hotel:vanila-native .

6. Axiom (musl) Native Image Kit (NIK)

Future Work.

Status: Исследование в процессе (требует лицензии BellSoft NIK Pro).
Target: Внедрение PGO (Profile Guided Optimization) для достижения лимитов памяти в <40 MB и сокращения времени отклика на 15-20%.

docker build -f Dockerfile_axiom_native_pro -t hotel:native-pro .

Сводный результат

Результаты всех сборок. Статистика по работе в Docker контейнерах.

Ниже приведён результат собранных образов, размеры.

Размеры образов:

REPOSITORY	TAG	IMAGE ID	BUILDING TIME (s)	SIZE
hotel	layers	ae26d29918f9	7.3	460MB
hotel	uber	4cabf402d48b	8.5	456MB
hotel	axiom	af088597f55a	12.8	362MB
hotel	native	bd2e31f8d511	800.1	317MB
hotel	vanila-native	abd85388adfc	1237.8	443MB
hotel	native-pro	-	-	-

Ниже представлен результат команды Docker stats (1-й запуск).

Внимание заслуживают показатели MEM USAGE и PIDS (количество системных потоков)

1-й запуск:

CONTAINER ID	NAME	CPU %	MEM USAGE / LIMIT	MEM %	NET I/O	BLOCK I/O	PIDS
68dad70a5e17	hotel-layers	3.24%	323.4MiB / 15.58GiB	2.03%	25.8kB / 26kB	8.19kB / 61.4kB	55
bd3f0ffd16ef	hotel-uber	2.94%	350.6MiB / 15.58GiB	2.20%	24.2kB / 25.4kB	0B / 49.2kB	53
c209959f86a4	hotel-axiom	0.29%	399.4MiB / 15.58GiB	2.50%	24.1kB / 25.3kB	0B / 49.2kB	55
a1c22e9f5892	hotel-native	0.05%	49.08MiB / 15.58GiB	0.31%	22.7kB / 24.2kB	0B / 0B	26
3e62c302c13d	hotel-vanila-native	0.03%	34.54MiB / 15.58GiB	0.22%	26.5kB / 25.7kB	0B / 0B	25
b14f4d920027	hotel-native-pro	-	-	-	-	-	-

Ниже представлен результат значений времени запуска и latency по запросу-ответу (1-й запуск).

CONTAINER ID	NAME	Started(s)	process running (s)	Latency 1 request (ms)	Latency 2 request (ms)
68dad70a5e17	hotel-layers	15.524	16.461	1176	404
bd3f0ffd16ef	hotel-uber	16.81	18.648	1019	381
c209959f86a4	hotel-axiom	13.8	14.763	1035	403
a1c22e9f5892	hotel-native	1.566	1.592	1255	388
3e62c302c13d	hotel-vanila-native	1.357	1.377	912	436
b14f4d920027	hotel-native-pro	-	-	-	-

Ниже представлен результат команды Docker stats (2-й запуск).

Внимание заслуживают показатели MEM USAGE и PIDS (количество системных потоков)

2-й запуск:

CONTAINER ID	NAME	CPU %	MEM USAGE / LIMIT	MEM %	NET I/O	BLOCK I/O	PIDS
68dad70a5e17	hotel-layers	0.39%	327.9MiB / 15.58GiB	2.05%	36.4kB / 39.1kB	0B / 32.8kB	55
bd3f0ffd16ef	hotel-uber	3.36%	346.8MiB / 15.58GiB	2.17%	37.9kB / 39.5kB	0B / 57.3kB	53
c209959f86a4	hotel-axiom	0.28%	395.1MiB / 15.58GiB	2.48%	37.9kB / 39.5kB	0B / 49.2kB	54
a1c22e9f5892	hotel-native	0.12%	49.61MiB / 15.58GiB	0.31%	36.4kB / 38.6kB	0B / 0B	26
3e62c302c13d	hotel-vanila-native	2.80%	36.06MiB / 15.58GiB	0.23%	36.4kB / 38.7kB	0B / 0B	26
b14f4d920027	hotel-native-pro	-	-	-	-	-	-

Ниже представлен результат значений времени запуска и latency по запросу-ответу (2-й запуск).

CONTAINER ID	NAME	Started(s)	process running (s)	Latency 1 request (ms)	Latency 2 request (ms)
68dad70a5e17	hotel-layers	15.227	15.853	1121	411
bd3f0ffd16ef	hotel-uber	16.628	17.996	1212	453
c209959f86a4	hotel-axiom	14.411	15.09	1141	451
a1c22e9f5892	hotel-native	1.458	1.472	879	435
3e62c302c13d	hotel-vanila-native	1.276	1.286	864	451
b14f4d920027	hotel-native-pro	-	-	-	-

Необходимо отметить, что скрость запуска образов с JRE составила 13,5 - 18,5 секунд Скорость запуска нативных образов - 1,2 - 1,5 секунд

Итоги в виде таблицы

JRE vs Axiom NIK (Pro) vs Vanilla Native Конфигурация: Java 21, Spring Boot 3.5.x, Hibernate 6.6 (Bytecode Enhancement), Project Loom, Postgres 17, MongoDB 7, Kafka 6. Железо: Intel i7-3720QM (4/8), 16GB RAM.

Метрика	JRE (Axiom/Layers)	Axiom NIK Native	Vanilla Native (Oracle)	Лучший результат
Время сборки	~0.1 мин	13.3 мин	20.6 мин	JRE (Instant)
Размер образа	460 MB	317 MB	443 MB	Axiom NIK (-31%)
Старт (Startup)	16.03 сек	1.458 сек	1.276 сек	Vanilla (Record)
RAM (Idle)	348.0 MiB	49.6 MiB	36.1 MiB	Vanilla (-89%)
Потоки (PIDS)	55	26	26	Native (в 2 раза легче)
1-й Latency	1212 ms	879 ms	864 ms	Vanilla
ОС (Runtime)	BellSoft / Alpine	Alpaquita (musl)	Debian-slim	Alpaquita (Ultra-light)

Краткие выводы

Экстремальная плотность (Density): Переход на Native Image позволил сократить потребление оперативной памяти с 350 МБ до 36-49 МБ. Это обеспечивает 7-кратный выигрыш в плотности размещения сервисов. На одном стандартном узле теперь можно запустить до 10 инстансов Hotel вместо одного.
Эффективность Project Loom: Сочетание виртуальных потоков (Loom) и нативного рантайма сократило количество системных потоков (PIDS) более чем в 2 раза (с 55 до 26). Это минимизирует накладные расходы ОС на переключение контекста и делает систему устойчивой к взрывным нагрузкам.
AOT-оптимизация Hibernate: Использование Bytecode Enhancement в связке с GraalVM Metadata Repository позволило полностью сохранить функционал ленивой загрузки (Lazy Loading) в нативном бинарнике, устранив типичные для Native-режима ошибки инициализации прокси.
Инфраструктурный лидер: Axiom NIK (Alpaquita/musl) подтвердил превосходство в компактности артефакта, сэкономив 126 МБ дискового пространства по сравнению с Vanilla (Debian/glibc). При этом Axiom собирается на 35% быстрее конкурента, что критично для скорости CI/CD пайплайнов.

Экономические выводы

TCO (Total Cost of Ownership): Сокращение требований к RAM на 84% позволяет радикально снизить затраты на облачную инфраструктуру (AWS/Azure/Yandex Cloud).
Scale-to-Zero Ready: Несмотря на тяжелый реляционный стек, время старта сокращено с 13 секунд до ~1 секунды. Это делает возможным использование сервиса в Serverless-архитектурах.
Evolution Move: В ходе R&D было принято архитектурное решение о выносе миграций (Liquibase) во внешние init-контейнеры. Это позволило добиться стабильности AOT-сборки и предсказуемого времени прогрева.

Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 31 Commits
benchmarks		benchmarks
docker		docker
gradle/wrapper		gradle/wrapper
images		images
src		src
.gitattributes		.gitattributes
.gitignore		.gitignore
Dockerfile		Dockerfile
Dockerfile_axiom		Dockerfile_axiom
Dockerfile_axiom_native		Dockerfile_axiom_native
Dockerfile_axiom_native_pro		Dockerfile_axiom_native_pro
Dockerfile_uber_jar		Dockerfile_uber_jar
Dockerfile_vanilla_native		Dockerfile_vanilla_native
build.gradle.kts		build.gradle.kts
gradlew		gradlew
gradlew.bat		gradlew.bat
readme.md		readme.md
readme_task.md		readme_task.md
settings.gradle.kts		settings.gradle.kts

Provide feedback

Saved searches

Use saved searches to filter your results more quickly

Repository files navigation

Hotel service: High-Performance AOT Reference

Performance Benchmarks (JRE vs Native)

Core Features

Optimization Details

Observability & Monitoring

Build & Deployment

Environment Variables

Deployment Options

1. Bare Metal / Local JRE

2. Docker (Standalone)

3. Docker Compose (Full Stack)

4. Native Image Execution (Axiom NIK)

Запуск проекта

Продвинутый блок (исследования)

Сборка проекта с разными Docker-образами

1. Слоеная сборка (Temurin)

2. Uber-JAR (Legacy)

3. Axiom (Alpaquita + Musl)

4. Axiom (musl) Native Image Kit (NIK)

5. Vanilla (debian:bookworm-slim) Native

6. Axiom (musl) Native Image Kit (NIK)

Сводный результат

Результаты всех сборок. Статистика по работе в Docker контейнерах.

Итоги в виде таблицы

Краткие выводы

Экономические выводы

About

Uh oh!

Releases

Packages

Uh oh!

Contributors

Uh oh!

Languages

Folders and files

Latest commit

History

Repository files navigation

Hotel service: High-Performance AOT Reference

Performance Benchmarks (JRE vs Native)

Core Features

Optimization Details

Observability & Monitoring

Build & Deployment

Environment Variables

Deployment Options

1. Bare Metal / Local JRE

2. Docker (Standalone)

3. Docker Compose (Full Stack)

4. Native Image Execution (Axiom NIK)

Запуск проекта

Продвинутый блок (исследования)

Сборка проекта с разными Docker-образами

1. Слоеная сборка (Temurin)

2. Uber-JAR (Legacy)

3. Axiom (Alpaquita + Musl)

4. Axiom (musl) Native Image Kit (NIK)

5. Vanilla (debian:bookworm-slim) Native

6. Axiom (musl) Native Image Kit (NIK)

Сводный результат

Результаты всех сборок. Статистика по работе в Docker контейнерах.

Итоги в виде таблицы

Краткие выводы

Экономические выводы

About

Resources

Uh oh!

Stars

Watchers

Forks

Releases

Packages 0

Uh oh!

Contributors

Uh oh!

Languages

Packages