先生と生徒の会話形式で理解しよう

生徒

「Quarkusを使うと起動が速くて軽いと聞いたんですが、ネイティブイメージだとメモリも本当に少なくなるんですか？」

先生

「QuarkusとGraalVMを組み合わせると、Javaアプリでも非常に少ないメモリで動かせます。ただし、いくつか意識するポイントがあります。」

生徒

「設定とかコードの書き方で変わるんですか？」

先生

「変わります。アーキテクチャの考え方とネイティブイメージ向けの工夫を知ることが大切です。順番に見ていきましょう。」

1. Quarkusネイティブイメージとメモリ最小化の考え方

Quarkusは、クラウドネイティブ時代を前提に設計されたJavaフレームワークです。特にGraalVMと連携してネイティブイメージを生成することで、 JVMを起動せずに実行可能なバイナリを作成できます。この仕組みにより、起動時間の短縮とメモリ使用量の削減が実現されます。

メモリ最小化の基本的な考え方は、「起動時に必要なものだけを含める」ことです。Quarkusはビルド時に多くの処理を済ませ、実行時の負荷を減らすアーキテクチャを採用しています。これがネイティブイメージと非常に相性が良い理由です。

2. ビルド時初期化を意識したQuarkusアーキテクチャ

Quarkusでは、設定解析や依存関係の解決をビルド時に行います。これにより、実行時に余計なクラスロードや初期化処理が発生しません。ネイティブイメージでは、実行時の初期化が多いほどメモリを消費しやすいため、この設計は非常に重要です。

開発者は「実行時に動的に何かを生成しない」意識を持つことで、自然とメモリ効率の良いアプリケーションを書けるようになります。

3. 不要な拡張機能を入れないことが最大の節約

Quarkusは多くの拡張機能を提供していますが、使わない拡張機能を追加すると、その分ネイティブイメージに含まれるコードが増えます。これはメモリ使用量の増加に直結します。

本当に必要な拡張機能だけを選ぶことが、最もシンプルで効果的なメモリ最小化の方法です。小さなマイクロサービスほど、拡張機能の取捨選択が重要になります。

4. シンプルなJavaコードを書くことの重要性

ネイティブイメージでは、リフレクションや動的プロキシの多用はメモリ効率を下げる原因になります。 Quarkusはこれらを極力使わずに済む設計になっていますが、アプリケーションコード側でも意識することが大切です。


import jakarta.enterprise.context.ApplicationScoped;

@ApplicationScoped
public class GreetingService {

    public String hello(String name) {
        return "Hello " + name;
    }
}

このようにシンプルなクラス構成にすることで、ネイティブイメージ生成時の解析が容易になり、結果としてメモリ使用量の少ない実行ファイルになります。

5. 設定ファイルでメモリ効率を高める工夫

Quarkusでは設定ファイルによって不要な機能を明示的に無効化できます。ログ出力や開発用機能を本番向けネイティブイメージで無効にすることで、メモリ消費を抑えられます。


quarkus.log.level=INFO
quarkus.banner.enabled=false

このような設定は一つ一つは小さく見えますが、積み重ねることで確実にメモリ削減につながります。

6. オブジェクト生成を減らす設計の考え方

ネイティブイメージでは、オブジェクト生成の回数もメモリ使用量に影響します。可能な限りステートレスな設計にし、再利用できるオブジェクトは使い回すことが理想です。


import jakarta.enterprise.context.ApplicationScoped;

@ApplicationScoped
public class CounterService {

    private int count = 0;

    public int increment() {
        count++;
        return count;
    }
}

アプリケーションスコープを正しく使うことで、不要なインスタンス生成を防ぎ、メモリ使用量を抑えることができます。

7. ネイティブイメージ向けに不要な処理を書かない

開発中に便利な処理でも、本番環境では不要なものがあります。例えばデバッグ用のログや確認用のコードです。これらを残したままネイティブイメージを作ると、その分だけメモリを消費します。


public class SimpleCalculator {

    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

本番向けのコードはできるだけシンプルに保つことが、Quarkusネイティブイメージでメモリ使用量を最小化する近道です。

8. 小さく作って小さく動かすという発想

QuarkusとGraalVMの組み合わせは、マイクロサービスやサーバーレス環境と非常に相性が良いです。一つのアプリケーションに多くの責務を持たせず、必要最小限の機能に絞ることで、ネイティブイメージの強みが最大限に発揮されます。

メモリ使用量を最小化するためには、ツールや設定だけでなく、設計段階から「小さく作る」意識を持つことが重要です。

Quarkusネイティブイメージでメモリ使用量を最小化する完全ガイド｜初心者向けにやさしく解説