一、背景
为什么要升级JDK11
- 性能
- JDK11的G1的GC性能高很多,对比JDK8无论是性能还是内存占比都有很大的提升,业内各项数据指标也都表明JDK11的G1在应对突发流量的下的效果惊人;
- 版本兼容
- Spring Boot 2.7.x及以后的版本将不再支持Java 8作为最低版本。Spring Boot 2.6.x是最后一个正式支持Java 8的主线版本,一些新的中间件与组件也不再支持JDK8了;
- 必然趋势
-
JDK11(LTS)已经成为业界主流,在Java开发社区和工业界中得到了广泛的接受和使用;
二、升级前你要知道的点
- JDK11版本改动较大,且不会向下兼容。所以当你的业务代码越复杂,调用的链路越多,升级的难度越大。你会遇到很多兼容性问题,比如 二方包不支持新版本JDK;
- JDK11移除了部分在Java 8就已经标记为过时的API例如sun.misc.Unsafe的部分方法,所以你的升级可能还涉及到代码的改动;
- 验证是个漫长而又耗时的过程,很多问题可能在运行时阶段才会暴露,你需要验证系统整体功能来保证系统稳定;
三、升级过程
本地升级,让你的JDK11跑起来
- 本地JDK11下载
这里不过多阐述,需要注意区分JDK的arm版本与x64版本。
- IDEA选择JDK11启动
- 框架升级
修改pom文件
<maven.compiler.target>11</maven.compiler.target>
<maven.compiler.source>11</maven.compiler.source>
<java.version>11</java.version>
<spring-boot.version>2.1.6.RELEASE</spring-boot.version>
<lombok.version>1.18.12</lombok.version>
软件 | 最低版本 |
spring-boot | 2.1.x 开始支持jdk11 |
spring | 5.1.x |
idea | 2018.2 |
maven | 3.5.0 |
lombok | 1.18.x |
netty | 需要升级到 4.1.33.Final 或之后的版本,否则会引起堆外内存增长 |
apache common lang3 | 3.12.0 |
jdk11已移除,需手工依赖二方库
<dependency><groupId>javax.xml.soap</groupId><artifactId>javax.xml.soap-api</artifactId><version>1.4.0</version>
</dependency>
<dependency><groupId>com.sun.xml.ws</groupId><artifactId>jaxws-ri</artifactId><version>2.3.3</version><type>pom</type>
</dependency>
<dependency><groupId>com.sun.xml.bind</groupId><artifactId>jaxb-impl</artifactId><version>2.3.0</version>
</dependency>
<dependency><groupId>javax.xml.bind</groupId><artifactId>jaxb-api</artifactId><version>2.3.0</version>
</dependency>
<dependency><groupId>javax.annotation</groupId><artifactId>javax.annotation-api</artifactId><version>1.3.2</version>
</dependency>
<dependency><groupId>com.sun.activation</groupId><artifactId>javax.activation</artifactId><version>1.2.0</version>
</dependency>
<dependency><groupId>com.sun.xml.bind</groupId><artifactId>jaxb-core</artifactId><version>2.3.0</version>
</dependency>
<dependency><groupId>com.alibaba.jvm</groupId><artifactId>java-migration-jdk-patch</artifactId><version>0.3.1</version><type>pom</type>
</dependency>
<dependency><groupId>javax.transaction</groupId><artifactId>javax.transaction-api</artifactId><version>1.2</version>
</dependency>
- 遇到的问题
Deprecated: A global security auto-configuration is now provided
在Spring Boot 2.0及以上版本中,这个配置项已经被废弃并移除。如果你要关闭端点的安全性,需要在Spring Security的配置中对Actuator端点进行配置。该配置项是默认开启安全检测。
Dependency 'org.hibernate:hibernate-validator:' not found
需要指定版本号
<dependency><groupId>org.hibernate</groupId><artifactId>hibernate-validator</artifactId><version>6.2.4.Final</version>
</dependency>
应用不能进行远程调试
原因分析
JDK 8 中 jdwp 默认绑定的 host/ip 是 0.0.0.0,初于安全考虑在 JDK 9 后改成了 localhost(127.0.0.1),导出如果开发者在配置调试选项时只指定端口时,在升级后无法进行远程调试。
解决方案
指定调试选项时设置 host/ip 为 *,如:
agentlib:jdwp=transport=dt_socket,server=y,suspend=n,address=*:8000
或者 0.0.0.0,如:
agentlib:jdwp=transport=dt_socket,server=y,suspend=n,address=0.0.0.0:8000
其他问题
1、maven-compiler-plugin:此插件建议直接升级到最新版,同时在父Pom和每个你需要额外确定版本的包(比如说打给别人用的JDK8版本的包)里的Pom,指定版本:
<maven.compiler.source>11</maven.compiler.source> <maven.compiler.target>11</maven.compiler.target>
2、Springboot和Spring版本:Spring从5.1开始支持11,Springboot从2.1.X开始支持11,我们的推荐是支持升级到当前的最新版;
3、Netty因为堆外内存的释放问题,请升级到4.1.33以上的版本;
4、lombok因为会在编译期插入自己的编译逻辑,所以升级到11之后,需要将lombok升级到最新版,(编辑文档时的最新版本是1.18.24);
5、可能大部分应用都需要进行Spring或者Springboot升级,请务必做好回归;
6、security-spring-boot-starter分为1.x.x和2.x.x版本,对应springboot1和springboot2,请升级到2.x.x版本;
应用部署发布
- 使用G1垃圾回收器
去除
#SERVICE_OPTS="${SERVICE_OPTS} -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:CMSMaxAbortablePrecleanTime=5000"
#SERVICE_OPTS="${SERVICE_OPTS} -XX:+CMSClassUnloadingEnabled -XX:CMSInitiatingOccupancyFractinotallow=80 -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly"
#SERVICE_OPTS="${SERVICE_OPTS} -XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent -Dsun.rmi.dgc.server.gcInterval=2592000000 -Dsun.rmi.dgc.client.gcInterval=2592000000"
#SERVICE_OPTS="${SERVICE_OPTS} -XX:ParallelGCThreads=4"
#SERVICE_OPTS="${SERVICE_OPTS} -Xloggc:${MIDDLEWARE_LOGS}/gc.log -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps"SERVICE_OPTS="${SERVICE_OPTS} -XX:+UseG1GC -XX:+UseVtableBasedCHA -XX:+UseCompactObjectHeaders"
SERVICE_OPTS="${SERVICE_OPTS} -XX:G1HeapReginotallow=8m"
SERVICE_OPTS="${SERVICE_OPTS} -XX:+G1BarrierSkipDCQ"
SERVICE_OPTS="${SERVICE_OPTS} -Xlog:gc*:/home/admin/logs/gc.log:time"
SERVICE_OPTS="${SERVICE_OPTS} -XX:G1HeapWastePercent=2"
SERVICE_OPTS="${SERVICE_OPTS} -XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent -Dsun.rmi.dgc.server.gcInterval=2592000000 -Dsun.rmi.dgc.client.gcInterval=2592000000"
if [ -n "$AJDK_MAX_PROCESSORS_LIMIT" ]; thenSERVICE_OPTS="${SERVICE_OPTS} -XX:ActiveProcessorCount=$AJDK_MAX_PROCESSORS_LIMIT"
fi
GC调优的注意事项(数据来源JVM团队)
通常G1 GC是一个免调参的GC,并不需要额外的参数调整。老的一些的八股文Java GC调参经验并不适用。
-Xmn参数一般不需要设置
G1预设了-XX:NewSize和-XX:MaxNewSize的值(不一致),会根据实际运行来计算设置每次GC的young区的size,实现GC暂停的软可控。
-XX:NewRatio同理不需要设置
-XX:SurvivorRatio一般也不设置
通常绝大部分使用者并不清楚这个参数的含义以及对GC带来的影响,G1会自适应处理这个参数相关的GC行为。
升级G1后可能需要关注的参数
-XX:MaxGCPauseMillis=N,G1暂停的目标时间(毫秒)
默认为200,很多用户会刻意设小,通常情况下意义不大。G1实际的GC暂停任务,并不会随着暂停时间缩小而变少,可以设小会导致更频繁的GC影响吞吐。一般不需要设置,如果需要更好的吞吐,通常是设置更大,保持young区不会缩减的太小。也可以咨询JVM答疑专家考虑调整-XX:NewSize和-XX:MaxNewSize,来保持young 区的Size,维持合适的吞吐性能。
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=N -XX:-G1UseAdaptiveIHOP (电商核心使用)
这两个参数通常同时使用。JDK11引入了G1UseAdaptiveIHOP来提升老区的利用率(大堆,通常大几十G,或者100G以上)。在我们容器规格中等规模的heap(通常5-20g)的size中,有时会出现old gc过于频繁或者young gc过于频繁的现象。因此考虑一个合适的静态IHOP(老区使用占全堆比例触发GC的阈值),会更加合适。
-XX:G1HeapRegionSize,(电商核心通常使用8m-32m)
设置G1 region的大小,应对humongous对象(超过heap region size一半独占一个或多个region)引起的GC异常。Heap region size默认为Heap size/2048,如果默认值过小,humongous对象分配过多,容易引起To-space exhausted的异常暂停时间:
[2024-01-05T14:14:31.817+0800] GC(266) To-space exhausted
-XX:G1HeapWastePercent,(默认5,部分电商核心应用设置为2)
G1在回收老区对象时,可以允许5% heap size的垃圾对象不回收,来减少mixed GC的暂停开销。当Xmx10G时,5%就有500m的空间,对于Java heap是一种浪费,因此可以考虑减少heap空间浪费设置成2。不建议设置成0,可能会极大增加mixed GC的暂停。
-XX:G1MixedGCCountTarget,Mixed GC目标次数,默认为8
实际的Mixed GC次数通常会小于G1MixedGCCountTarget,如果Concurrent mark/mixed gc的周期并不频繁,单次mixed gc的暂停过长,通常可以考虑增大这个参数,例如16,来分散单次mixed GC暂停的工作量,减少暂停时间。
升级G1的常见问题
CMS升级G1后,容器和Java进程内存占用变高
很多应用在升级JDK11,出现容器和Java进程内存整体变高的现象,主要源自Heap的使用率差异。CMS的Old generation为非移动式,由 CMSInitiatingOccupancyFraction 来控制使用比例来触发gc,因此应用启动后短时间内,heap old区使用率不会上升。而G1的heap region是松散管理,整体利用heap,所以显得内存使用率高。本质是一个heap利用率的问题,cms初始留着部分heap不用。这个问题可以通过调低Xmx来解决(部分电商核心使用这个方案)。
GC日志中To-space exhausted引起的异常暂停
绝大部分是由于大对象分配过多,GC日志中频繁出现
Pause Young (Concurrent Start) (G1 Humongous Allocation)
大对象分配过多,会导致堆空间快速被占满,GC是出现To-space exhausted/evacuation failure,需要额外的暂停时间处理,甚至出现更耗时的Full GC全堆整理。
GC过于频繁
相比传统的CMS/Parallel GC,固定的young 区size。G1的young区size是自动调整的,当为了满足暂停要求时,会缩小young区,导致GC频率过高。一般的情况是避免MaxGCPauseMillis设置过小,参考上面参数的介绍。或者增大MaxGCPauseMillis的配置,同时有必要的话咨询答疑专家,调整-XX:NewSize和-XX:MaxNewSize。
Mixed GC暂停过长
G1除了整理清除young区对象的young GC,还有在Concurrent mark之后,包含整理老区对象的mixed gc。因此通常mixed GC会有更长的暂停时间。如果单次mixed GC暂停过长,考虑增大上面介绍的参数G1MixedGCCountTarget,来进一步分散老区对象整理的任务,降低暂停
四、升级效果
日常运行
可以看到在日常运行中,G1的垃圾回收耗时也有不错的提升
压测效果
相同压测条件下TPS20
可以明显看到GC耗时降低了不少,速度快了70%左右
线上运行情况
从图中可以看到YGC的耗时明显缩短,性能将近提升50%!这归功于分代收集的能力
YGC平均暂停时间 | YGC次数 | 效果 | |
JDK8+CMS | 7.4ms | 10347 | |
JDK11+G1 | 3.74ms | 10649 | 性能提升49.5% |
五、JDK11新玩法
字符串String加强
String str = " i am lzc ";
boolean isblank = str.isBlank(); //判断字符串是空白
boolean isempty = str.isEmpty(); //判断字符串是否为空
String result1 = str.strip(); //首位空白
String result2 = str.stripTrailing(); //去除尾部空白
String result3 = str.stripLeading(); //去除首部空白
String copyStr = str.repeat(2); //复制几遍字符串
long lineCount = str.lines().count(); //行数统计System.out.println(isblank); //结果:false
System.out.println(isempty); //结果:false
System.out.println(result1); //结果:i am lzc
System.out.println(result2); //结果: i am lzc
System.out.println(result3); //结果:i am lzc
System.out.println(copyStr); //结果: i am lzc i am lzc
System.out.println(lineCount); //结果:1
文件Files方法加强
Path filePath = Files.writeString(Path.of("/temp/a.txt"), "Sample text");
String fileContent = Files.readString(filePath);
System.out.println(fileContent.equals("Sample text"));
数据流Stream方法加强
//Stream,允许接受一个null值,计算count时,返回0
long count = Stream.ofNullable(null).count();
System.out.println(count); // 0//方法都接受一个谓词来决定从流中放弃哪些元素
//通俗理解:从集合中删除满足条件的元素,直到不满足为止
List list1 = Stream.of(1, 2, 3, 2, 1).dropWhile(n -> n < 3).collect(Collectors.toList());
System.out.println(list1); // [3, 2, 1]//方法都接受一个谓词来决定从流中选用哪些元素
//通俗理解:从集合中提取满足条件的元素,直到不满足为止
List list2 = Stream.of(1, 2, 3, 2, 1).takeWhile(n -> n < 3).collect(Collectors.toList());
System.out.println(list2); // [1, 2]
集合List、Map等方法加强
List list1 = List.of(1, 3, 5, 7);
List list2 = List.copyOf(list1);
System.out.println(list2); //结果: [1,3,5,7]Map<Integer, String> map1 = Map.of(1, "a", 2, "b", 3, "c");
Map<Integer, String> map2 = Map.copyOf(map1);
System.out.println(map2); //结果: {1=a, 2=b, 3=c}
optional加强
//新增orElseThrow,为空时抛异常
Object v2 = Optional.ofNullable(null).orElseThrow(); //结果:抛异常//新增ifPresentOrElse,不为null执行第1个回调函数,为null时执行第2个回调函数
Optional.ofNullable(null).ifPresentOrElse((x) -> {System.out.println("数据:" + x);}, () -> {System.out.println("数据不存在");});//提供另一个Optionals 作为空Optionals的回调
Object v3 = Optional.ofNullable(null).or(() -> Optional.of("fallback")).get(); //结果:fallback
System.out.println(v3);
HTTP Client
HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder().uri(URI.create(uri)).build();
// 异步
client.sendAsync(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString()).thenApply(HttpResponse::body).thenAccept(System.out::println).join();// 同步
HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
System.out.println(response.body());