关于后端:JDK8升级JDK11最全实践干货来了-京东云技术团队

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截至目前（2023 年），Java8 公布至今已有 9 年，2018 年 9 月 25 日，Oracle 公布了 Java11，这是 Java8 之后的首个 LTS 版本。那么从 JDK8 到 JDK11，到底带来了哪些个性呢？值得咱们降级吗？而且降级过程会遇到哪些问题呢？带着这些问题，本篇文章将带来残缺的 JDK8 降级 JDK11 最全实际。

1）性能晋升

更好的垃圾收机制、更快的类加载器, 放慢应用程序的运行速度。综合评估，从 Java 8 降级到 Java 11，G1GC 平均速度晋升 16.1%，ParallelGC 为 4.5%（基于 OptaPlanner 的用例基准测试表明）

2）个性和改良

部分变类型推断、新的 API、HTTP/ 2 客户端、Lambda 表达式的新个性等，这些新个性能够进步开发效率。

3）反对最新的技术和框架

许多新的技术和框架曾经或行将开始依赖于 JDK11 或以上版本，降级后能够保障应用程序可能分利用这些新的技术和框架。

4）长期反对版本

JDK11 是 Oracle 官网公布的一个长期反对（LTS），意味着它将取得长期的更新和反对，有助于放弃用程序的稳定性和可靠性。

5）行业趋势

数据来自 New Relic 在 2023 年 1 月公布的 Java 生态报告，从下图能够看出：

目前市面上有 超过 56% 的应用程序应用了 JDK 11，Java 8 的应用从 2020 年的 84% 升高到了当初的 32% 左右。大部分公司在这三年之间都降级到了 JDK 11 或者 JDK 17 这两个 LTS 版本下面。
垃圾收集器应用状况来看，JDK11 版本及以上 G1 使用率最高，占比高达 65%

先给出论断：

JDK11 绝对于 JDK8，所有垃圾回收器的性能都有晋升，特地是大内存机器下 G1 的晋升最显著
8G 内存以下的机器，举荐应用 Parallel GC，如果特地谋求低提早，抉择就义吞吐量，能够应用 G1，并设置冀望的最大垃圾回收进展工夫来管制
8G 及以上的大内存机器，举荐应用 G1 4、不举荐应用 CMS，降级后从各项数据来看，CMS 收集器都不如 G1

我在 JDOS 平台上抉择了不同配置的机器（2C4G、4C8G、8C16G），并别离应用 JDK8 和 JDK11 进行部署和压测。

整个压测过程限时 60 分钟，用 180 个虚构用户并发申请一个接口，每次接口申请都创立 512Kb 的数据。最终产出不同 GC 回收器的各项指标数据，来剖析 GC 的性能晋升成果。

以下是压测的性能状况：

* 下面给出的 GC 降级成果，采纳的是默认的配置，没有做任何优化，只提供参考。真正的 GC 调优是个技术活，须要依据业务需要、机器配置和理论压测成果等综合评估来选出最合适的 GC 垃圾回收器。

* 不同垃圾回收器的特点：

Parallel GC – JDK 8 及以下版本的默认收集器，关注吞吐量，尝试在最小提早的状况下尽快实现工作并进步吞吐量。
CMS – 一个老年代收集器，基于标记 - 革除算法实现，关注提早，以最短回收进展工夫为指标
Garbage First（G1）- JDK 9 当前的默认收集器，G1 关注总体的性能，会尝试在吞吐量和提早之间做均衡。

默认垃圾回收器改为 G1，废除 CMS 垃圾回收器

◦ G1 特点：指标是升高应用程序的进展工夫并进步吞吐量。

引入 ZGC 垃圾回收器（可伸缩低提早垃圾收集器） 但因为 JDK11 中 ZGC 还不够欠缺，举荐在 JDK17 中再应用稳定版 ZGC

◦ Full GC 的进展不超过 10 毫秒

◦ 反对 TB 级堆内存回收

◦ 绝对于 G1 吞吐量降落不超过 15%

Java9 引入了对于模块化软件反对，而 Java11 进一步扩大了这种个性。模块化让应用程序 更精简，缩小对其余类库的依赖和冗余代码，进步运行效率和安全性 。

然而，目前不举荐应用模块化，因为相干组件生态还不欠缺，并且模块化带来的价值不够突出。具体起因请看前面章节的详细分析：新个性实际 - 模块化。

◦ 局部变量推断，引入 var 局部变量类型，容许开发人员省略通常不必要的局部变量类型初始化申明

◦ Lambda 表达式简化，外部能够应用 var

◦ 接口中能够定义公有办法，能够实现接口办法的访问控制和代码复用

◦ HTTPClient 标准化反对：弱小而灵便的 HTTP 客户端 API，反对多协定（HTTP/2、WebSocket）、异步非阻塞、流操作和连接池等个性。ps：再也不须要用第三包 HttpClient 工具包

◦ 字符串办法加强 ：isBlank、lines、strip、stripLeading、stripTrailing 和repeat

◦ Files 加强：readString、WriteString

◦ InputStream 加强：transferTo（流疾速拷贝）

◦ stream 加强，dropWhile（从汇合中删除满足的）、takeWhile（从汇合中获取满足的）、ofNullable

◦ 汇合工厂办法：Sets.of()、List.of()、Map.of()、Map.ofEntries()，举例：List<String> list = List.of(“Java”, “Python”, “C++”);

为保障稳定性，咱们优先在新业务新利用来落地施行 JDK11 的降级。

自从 2019 年 1 月起，Oracle JDK 后续的版本开始商用免费，所以举荐大家抉择 OpenJDK11，OpenJDK 和 OracleJDK 性能上没有差别，反对收费商用。

OpenJDK11 下载地址：https://jdk.java.net/archive/

依据本身需要和机器配置抉择 GC，不同 GC 的 JVM 启动参数配置：

G1 垃圾回收器（JDK11 默认，不须要手动配置）：-XX:+UseG1GC
Parallel GC 垃圾回收器：XX:+UseParallelGC

整个降级过程还是比较简单的，除了降级 JDK 版本，理论遇到的问题如下：

降级后实现，做好单测和回归测试，举荐能做个压测验证，避免影响线上服务稳定性

Java 始终是构建大型应用程序的支流语言之一。然而随着 Java 生态系统中存在着大量库和简单的代码块之间关系难以理清的问题，构建零碎变得艰难且超出了咱们的了解和无效开发的范畴。特地是在应用繁多的 Java 存档文件（Java Archive, JAR）时，这一问题变得更加突出。为了应答这种复杂性，模块化可能很好地治理和缩小代码的复杂性。因而自 Java9 开始，引入了模块化零碎。通过模块化，Java 自身也得以进行模块化改良。

模块化指的是 JAVA 平台的模块零碎（Java Platform Module System），简称 JPMS。JPMS 引入一种新形式来组织和构建 Java 应用程序，它将代码分为互相独立、可复用的模块。每个块都有本人的命名空间，明确申明并管制其余模块的拜访权限。这种模块化设计使得开发人员可能更好地保护简单的应用程序，进步代码的复用性、可维护性和安全性，同时晋升利用的加载速度和性能。 最大的特点是能够定义模块描述符来隔离 module（Jar 包）外部类的拜访权限。

模块化的几点要害阐明：

1）绝对于 JDK8 的变动

JDK9 当前引入了一个新组件 module：模块描述符 module-info.java，用于将一组相干的包放入一个组中。
在 Java8 和更早的应用程序中，应用程序将包作为顶级组件，Java9 当前应用程序将模块作为顶级组件
一个模块（Jar 包）只能有一个 module-info.java。

2）和 maven 的关系

模块化并不是要代替 maven，和 maven 自身并不抵触，maven 定义 jar 之间的依赖关系，模块化是对曾经依赖的 jar 下的包进行更细粒度依赖管制

3）如何兼容旧利用

人造兼容旧利用。为了向后兼容旧我的项目，一些库自身并未模块化，其依然能够作为模块在模块门路中应用，而这些库在模块门路上时会被转化为主动模块，例如：jackson-databind-1.0.0.jar 将成为主动模块 jackson.databind

1）封装和隔离，更好的访问控制

模块化容许开发者将代码和资源封装在独立的模块中。模块之间能够明确地定义公开和公有的 API，提供了更好的代码隔离性和可维护性。

ps：新业务单利用能够依照畛域模型来进行多模块的划分，以防止代码腐化。简略举例单利用下存在产品.jar、订单.jar。订单依赖产品，通过模块化的限度，订单只能应用产品中明确对外裸露的类，这样就防止传统模式订单.jar 可能依赖了产品.jar 中一般的类导致代码腐化的问题，也升高后续畛域服务拆分的复杂度

2）更好的可伸缩性，加载速度的晋升

模块化零碎使得 Java 平台更加可伸缩，通过模块化定义，能够仅加载须要的模块，从而晋升加载类的效率，最终缩小了应用程序的内存占用和启动工夫，同时打包后的程序也更小。

3）明确的依赖关系

模块化零碎要求在模块之间明确定义依赖关系。在编译或运行代码之前，模块零碎会查看模块是否满足所有依赖关系，从而导致更少的运行时谬误。

4）平安

在 JVM 的最深层次上执行强封装，缩小 Java 运行时的攻击面，同时无奈取得对敏感外部类的反射拜访。

1）定义 module-a.jar

包构造如下：

com.jdt.a
        person
            Men.java
        reflect
            ReflectModel.java
        module-info.java

module-info 文件内容如下：

module module.a { 
    // 指令用于指定一个模块中哪些包下的 public 对外是可拜访的，包含间接引入和反射应用 
    exports com.jdt.a.person; 
    // 只能被反射调用，用于指定某个包下所有的 public 类都只能在运行时可被别的模块进行反射，并且该包下的所有的类及其乘员都能够通过反射进行拜访。opens com.jdt.a.refect; 
}

2）定义 module-b.jar, 包的 pom 中指定依赖了 module-a

包构造如下：

com.jdt.b
        test
            Test.java
        module-info.java

module-info 文件内容如下：

module module.b {
     // 依赖 a 下的包
     requires module.a;
}

3）此时 module-b.jar, 在编写编码时，会遇到如下问题

下面简略介绍了模块化的常识，具体在落地过程中，咱们次要踩了以下的坑，供大家参考

1）依赖 JSF 包时无奈模块化

* JSF 是京东外部应用的高性能 RPC 框架

进行模块化时，pom 中依赖了 jsf 包，模块定义如下：

module module.a {
    requires  fastjson;
    // 依赖 jsf 包名
    requires  jsf.lite;

    exports com.jd.jdk.test.module;
}

此时编译报错如下：提醒找不到模块：jsf.lite，然而 pom 中明明指定依赖了 jsf.lite

问题起因：

通过一系列定位钻研，发现 jsf-lite 包中，/META-INF/services 下的文件 org.glassfish.jersey.internal.spi.AutoDiscoverable 外面写的类是 com.alibaba.fastjson.support.jaxrs.FastJsonAutoDiscoverable，此类并未在以后 jsf.lite 包中定义，属于 com.alibaba.fastjson 包的。

然而咱们的 pom 中明明也依赖了 com.alibaba.fastjson 包，为什么模块化后，就找不到了呢？

次要起因在于模块化遇到 SPI（Service Provider Interface）时的束缚：模块化时，SPI 机制要求配置中定义依赖的类必须本模块定义的，不能是其余模块的包（来自它不领有的包），否则，此包将无奈被模块化

这样也就解释了，为什么下面 jsf 无奈找到 module 的问题，jsf-lite 外面设置了它不领有的包：com.alibaba.fastjson.support.jaxrs.FastJsonAutoDiscoverable，导致 jsf-lite 包无奈被主动模块化

解决方案：

1、分割 JSF 团队，降级 JSF 包，修复下面说的 FastJsonAutoDiscoverable 配置谬误的问题。

2）拆包问题（模块隔离）

模块化束缚：jdk9 以上，应用模块化时不反对拆分包的模式依赖

拆分包意味着两个模块蕴含雷同的包，Java 模块零碎不容许拆分包。拆分包始终是不失常的，而当应用解析可传递依赖项的构建工具（如 Maven 等）时，很容易呈现同一个库的多个版本，当 Java 模块零碎检测到一个包存在于模块门路上的多个模块中时，就会回绝启动。

例如：

module-a.jar 包构造定义：com.foo.package
    A.java
    
module-b.jar 包构造定义：com.foo.package
    B.java

当 module- c 同时依赖 module- a 和 module- b 时，如上编译时会报一个错，Package com.foo.package in both module module.b and module module.a，这就是 JAVA9 的模块隔离，要求只能从一个模块（module）中读取同一个包（package），不能跨模块读取。

解决方案：

如果在应用模块化时，遇到了拆分包问题，无论如何都是无奈绕过的。即便从用户角度来看基于类门路的应用程序能够正确工作，你也最终须要解决这些问题。此时只能停用模块化或降级 jar 包，防止拆分包问题

目前 不举荐应用模块化，因为相干组件生态还不欠缺，并且模块化带来的价值不够突出：

很多中间件都是基于 jdk8 构建的，都有可能遇到模块化兼容的问题，比方：jsf，须要 jsf 强制降级才能够应用模块化
拆包问题无奈解决，比方：aws-java-sdk-s3、fluent 等。

降级过程简略，降级后能够应用更多新个性和更好的 GC 性能，所以 倡议降级到 JDK11。
现阶段 不举荐应用模块化，然而不必放心会影响 JDK11 的降级。

另外据说 JDK17 的 ZGC 能够达到亚秒级进展，但思考到 JDK11 的 ZGC 还不是很稳固，所以本次不做测试，前面降级到 JDK17 后再给大家分享 ZGC 压测成果。

心愿以上分享能够给大家带来理论的帮忙。

作者：京东科技曲振富

起源：京东云开发者社区转载请注明起源

正文完

后端

发表至：后端

2023-09-19

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1、前言

2、为什么降级 JDK11

3、降级后 GC 成果

4、JDK11 带来了哪些新个性

4.1、GC 改良

4.2、模块化

4.3、语法加强

4.4、API 加强

5、如何降级

5.1、降级利用评估

5.2、JDK 抉择

5.3、GC 配置

5.4、降级过程踩坑

5.5、降级后验证

6、新个性实际 - 模块化

6.1、模块化是什么？

6.2、带来了哪些益处？

6.3、如何应用

6.4、实际过程的坑

6.5、模块化落地总结

7、总结

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