作者：挖坑的張師傅
來源：https://juejin.cn/user/430664257374270

Java 8 是舊時代的 Java 6，還不快升級，??，

最近在做 Java8 到 Java17 的遷移作業，前期做了一些準備，程序中的一些資訊記錄如下（持續更新，，，）

分為幾個部分：

• 編譯相關
• 引數遷移相關
• 運行相關

編譯相關

JEP 320

在 Java11 中引入了一個提案 JEP 320: Remove the Java EE and CORBA Modules 提案，移除了 Java EE and CORBA 的模塊，如果專案中用到需要手動引入，比如代碼中用到了 javax.annotation.* 下的包：

import javax.annotation.PreDestroy;
public abstract class FridayAgent
    @PreDestroy
    public void destroy() {
        agentClient.close();
    }
}

在編譯時會找不到相關的類，這是因為 Java EE 已經在 Java 9 中被標記為 deprecated，Java 11 中被正式移除，可以手動引入 javax 的包：

<dependency>
    <groupId>javax.annotation</groupId>
    <artifactId>javax.annotation-api</artifactId>
    <version>1.3.2</version>
</dependency>

使用了 sun.misc.* 下的包

比如 sun.misc.BASE64Encoder，這個簡單，替換一下工具類即可，

[ERROR]   symbol:   class BASE64Encoder
[ERROR]   location: package sun.misc

netty 低版本使用了 sun.misc.*，編譯錯誤資訊如下

Caused by: java.lang.NoClassDefFoundError: Could not initialize class io.netty.util.internal.PlatformDependent0
        at io.netty.util.internal.PlatformDependent.getSystemClassLoader(PlatformDependent.java:694) ~[netty-all-4.0.42.Final.jar!/:4.0.42.Final]

對應的原始碼如下：

/**
 * The {@link PlatformDependent} operations which requires access to {@code sun.misc.*}.
 */
final class PlatformDependent0 {
}

https://github.com/netty/netty/issues/6855

lombok 使用了 com.sun.tools.javac.* 下的包

錯誤資訊如下：

Failed to execute goal org.apache.maven.plugins:maven-compiler-plugin:3.2:compile (default-compile) on project encloud-common: Fatal error compiling: java.lang.ExceptionInInitializerError: Unable to make field private com.sun.tools.javac.processing.JavacProcessingEnvironment$DiscoveredProcessors com.sun.tools.javac.processing.JavacProcessingEnvironment.discoveredProcs accessible: module jdk.compiler does not "opens com.sun.tools.javac.processing" to unnamed module

如果你的專案中使用 lombok，而且是低版本的話，就會出現，lombok 的原理是在編譯期做一些手腳，用到了 com.sun.tools.javac 下的檔案，升級到最新版可以解決，ps，個人很不喜歡 lombok， 除錯的時候代碼和 class 對不上真的很惡心，

<dependency>
    <groupId>org.projectlombok</groupId>
    <artifactId>lombok</artifactId>
   <!-- <version>1.16.4</version>-->
    <version>1.18.24</version>
</dependency>

kotlin 版本限制

我們后端在很多年前就 all-in Kotlin，Kotlin 的升級也是我們的重中之重，

[ERROR] Failed to execute goal org.jetbrains.kotlin:kotlin-maven-plugin:1.2.71:compile (compile) on project encloud-core: Compilation failure [ERROR] Unknown JVM target version: 17 [ERROR] Supported versions: 1.6, 1.8

Kotlin 在 1.6.0 版本開始支持 Java17 的位元組碼，低于 1.6.0 的編譯會直接報錯

廢棄依賴分析

可以用 jdeps --jdk-internals --multi-release 17 --class-path . encloud-api.jar 來做專案的依賴分析

這樣你就可以知道哪些庫需要做升級了，

推薦一個開源免費的 Spring Boot 最全教程：

https://github.com/javastacks/spring-boot-best-practice

引數遷移

什么是 Unified Logging

在 Java 領域，有廣為人知的日志框架，slf4j、log4j 等，這些框架提供了統一的編程介面，讓用戶可以通過簡單的配置實作日志輸出的個性化配置，比如日志 tag、級別（info、debug 等）、背景關系（執行緒 id、行號、時間等），在 JVM 內部之前一直缺乏這樣的規范，于是出來了 Unified Logging，實作了日志格式的大一統，這就是我們接下來要介紹的重點 Unified Logging，

我們接觸最多的是 gc 的日志，在 java8 中，我們配置 gc 日志的引數是 -Xloggc:/tmp/gc.log，在 JVM 中除了 GC，還有大量的其它相關的日志，比如執行緒、os 等，在新的 Unified Logging 日志中，日志輸出的方式變更為了 java -Xlog:xxx，GC 不再特殊只是做為日志的一種存在形式，

java -Xlog -version

輸出結果如下：

可以看到日志輸出里，不僅有 GC 相關的日志，還有 os 執行緒相關的資訊，事實上 java 的日志的生產者有非常多部分，比如 thread、class load、unload、safepoint、cds 等，

歸根到底，日志列印，需要回答清楚三個問題：

• what：要輸出什么資訊（tag），以什么日志級別輸出（level）
• where：輸出到哪里（console 還是 file）
• decorators：日志如何

輸出什么資訊（selectors）

首先來看 what 的部分，如何指定要輸出哪些資訊，這個在 JVM 內部被稱之為 selectors，

JVM 采用的是 <tag-set>=<level>的形式來表示 selectors，默認情況下，tag 為all，表示所有的 tag，level 為 INFO，java -Xlog -version 等價于下面的形式

java -Xlog:all=info -version

如果我們想輸出tag 為 gc，日志級別為 debug 的日志，可以用 java -Xlog:gc=debug 的形式：

$ java -Xlog:gc=debug -version
[0.023s][info][gc] Using G1
[0.023s][debug][gc] ConcGCThreads: 3 offset 22
[0.023s][debug][gc] ParallelGCThreads: 10
[0.024s][debug][gc] Initialize mark stack with 4096 chunks, maximum 524288

這樣就輸出了 tag 為 gc，級別為 debug 的日志資訊，

不過這里有一個比較坑的點是，這里的 tag 匹配規則是精確匹配，如果某條日志的 tag 是 gc,metaspace，通過上面的規則是匹配不到的，我們可以手動指定的方式來輸出，

$ java -Xlog:gc+metaspace -version

[0.022s][info][gc,metaspace] CDS archive(s) mapped at: ... size 12443648.
[0.022s][info][gc,metaspace] Compressed class space mapped at: reserved size:...
[0.022s][info][gc,metaspace] Narrow klass base:..., Narrow
klass shift: 0, Narrow klass range: 0x100000000

這里的 selector 也是可以進行組合的，不同的 selector 之間用逗號分隔即可，比如同時輸出 gc 和 gc+metaspace 這兩類 tag 的日志，就可以這么寫：

$ java -Xlog:gc=debug,gc+metaspace -version

[0.020s][info][gc] Using G1
[0.020s][debug][gc] ConcGCThreads: 3 offset 22
[0.020s][debug][gc] ParallelGCThreads: 10
[0.020s][debug][gc] Initialize mark stack with 4096 chunks, maximum 524288
[0.022s][info ][gc,metaspace] CDS archive(s) mapped at:
[0.022s][info ][gc,metaspace] Compressed class space mapped at:
[0.022s][info ][gc,metaspace] Narrow klass base: 0x0000000800000000

當然這么搞是很麻煩的，JVM 提供了通配符 * 來解決精確匹配的問題，比如我們想要所有 tag 為 gc 的日志，可以這么寫：

$ java -Xlog:gc*=debug -version

[0.024s][debug][gc,heap] Minimum heap 8388608
[0.024s][info ][gc     ] Using G1
[0.024s][debug][gc,heap,coops] Heap address: 0x0000000707400000
[0.024s][debug][gc           ] ConcGCThreads: 3 offset 22
[0.024s][debug][gc           ] ParallelGCThreads: 10
[0.024s][debug][gc           ] Initialize mark stack with 4096 chunks
[0.024s][debug][gc,ergo,heap ] Expand the heap. requested expansion amount:
[0.025s][debug][gc,heap,region] Activate regions [0, 125)[0.025s][debug][gc,ihop       ] Target occupancy update: old: 0B, new: 262144000B
[0.025s][debug][gc,ergo,refine] Initial Refinement Zones: green: 2560
[0.026s][debug][gc,task       ] G1 Service Thread
[0.026s][debug][gc,task       ] G1 Service Thread (Periodic GC Task) (register)
[0.026s][info ][gc,init       ] Version: 17.0.3+7 (release)
...

如果只想要 INFO 級別的日志，則可以省略 level 的設定，使用 java -Xlog:gc* -version 即可，

如果想知道有哪些個性化的 tag 可以選擇，可以用 java -Xlog:help 來找到所有可用的 tag，

階段性小結

第二部分：輸出到哪里（output）

默認情況下，日志會輸出到 stdout，jvm 支持以下三種輸出方式：

• stdout
• stderr
• file

一般而言我們會把日志輸出到檔案中，方便后續進一步分析

-Xlog:all=debug:file=/path_to_logs/app.log

還可以指定日志切割的大小和方式

-Xlog:gc*:file=/path_to_logs/app.log:filesize=104857600,filecount=5

第三部分：日志 decorators

每條日志除了正常的資訊以外，還有不少日志相關的背景關系資訊，在 jvm 中被稱為 decorators，有下面這些可選項，

比如可以用 java -Xlog:all=debug:stdout:level,tags,time,uptime,pid -version 選項來列印日志，

[2022-06-15T19:54:01.529+0800][0.001s][5235][info ][os,thread] Thread attached
[2022-06-15T19:54:01.529+0800][0.001s][5235][debug][os,thread] Thread 5237 stack...
[2022-06-15T19:54:01.529+0800][0.001s][5235][debug][perf,datacreation]

Unified Logging 小結

輸出格式如下：

-Xlog:[selectors]:[output]:[decorators][:output-options]

• selectors 是多個 tag 和 level 的組合，起到了 what（過濾器）的作用，格式為 tag1[+tag2...][*][=level][,...]
• decorators 是日志相關的描述資訊，也可以理解為背景關系
• output 是輸出相關的選項，一般我們會配置為輸出到檔案，按檔案大小切割

這里補充一個知識點，就是默認值：

• tag：all
• level：info
• output：stdout
• decorators: uptime, level, tags

GC 引數遷移

可以看到 GC 相關的引數都已經收攏到 Xlog 下，以前的很多 Java8 下的引數已經被移除或者標記為過期，

比如 PrintGCDetails 已經被 -Xlog:gc* 取代：

java -XX:+PrintGCDetails -version

[0.001s][warning][gc] -XX:+PrintGCDetails is deprecated. Will use -Xlog:gc* instead.

常見的標記為廢棄的引數還有 -XX:+PrintGC 和 -Xloggc:<filepath>，遷移前后的引數如下：

除此之外，大量的 GC 的引數被移除，比如常用的引數 -XX:+PrintTenuringDistribution，Java17 會拒絕啟動

java -XX:+PrintTenuringDistribution -version
Unrecognized VM option 'PrintTenuringDistribution'
Error: Could not create the Java Virtual Machine.
Error: A fatal exception has occurred. Program will exit.

更詳細的移除的引數如下

CMSDumpAtPromotionFailure,
CMSPrintEdenSurvivorChunks,
GlLogLevel,
G1PrintHeapRegions,
G1PrintRegionLivenessInfo,
G1SummarizeConcMark,
G1SummarizeRSetStats,
G1TraceConcRefinement,
G1TraceEagerReclaimHumongousObjects,
G1TraceStringSymbolTableScrubbing,
GCLogFileSize, NumberofGCLogFiles,
PrintAdaptiveSizePolicy,
PrintclassHistogramAfterFullGC,
PrintClassHistogramBeforeFullGC,
PrintCMSInitiationStatistics
PrintCMSStatistics,
PrintFLSCensus,
PrintFLSStatistics,
PrintGCApplicationConcurrentTime
PrintGCApplicationStoppedTime,
PrintGCCause,
PrintGCDateStamps,
PrintGCID,
PrintGCTaskTimeStamps,
PrintGCTimeStamps,
PrintHeapAtGC,
PrintHeapAtGCExtended,
PrintJNIGCStalls,
PrintOldPLAB
PrintParallel0ldGCPhaseTimes,
PrintPLAB,
PrintPromotionFailure,
PrintReferenceGC,
PrintStringDeduplicationStatistics,
PrintTaskqueue,
PrintTenuringDistribution,
PrintTerminationStats,
PrintTLAB,
TraceDynamicGCThreads,
TraceMetadataHumongousAllocation,
UseGCLogFileRotation,
VerifySilently

這些移除的引數大部分都能在新的日志體系下找到對應的引數，比如 PrintHeapAtGC 這個引數可以用 -Xlog:gc+heap=debug 來替代

$ java -Xlog:gc+heap=debug -cp . G1GCDemo01

[0.004s][debug][gc,heap] Minimum heap 8388608  Initial heap 268435456  Maximum heap
hello, g1gc!
[12.263s][debug][gc,heap] GC(0) Heap before GC invocations=0 (full 0):
[12.265s][debug][gc,heap] GC(0)  garbage-first heap
[12.265s][debug][gc,heap] GC(0)   region size 2048K, 1 young (2048K)
[12.265s][debug][gc,heap] GC(0)  Metaspace       used 3678K
[12.265s][debug][gc,heap] GC(0)   class space    used 300K
[12.280s][debug][gc,heap] GC(0) Uncommittable regions after shrink: 124

雖然理解起來不太直觀，不過要記住 -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime 和 -XX+PrintGCApplicationConcurrentTime 這兩個引數一起被 -Xlog:safepoint 取代，

還有一個常見的引數 -XX:+PrintAdaptiveSizePolicy 被 -Xlog:gc+ergo*=trace 取代，

[0.122s][debug][gc, ergo, refine] Initial Refinement Zones: green: 23, yellow:
69, red: 115, min yellow size: 46
[0.142s ][debug][gc, ergo, heap ] Expand the heap. requested expansion amount: 268435456B expansion amount: 268435456B
[2.475s][trace][gc, ergo, cset] GC(0) Start choosing CSet. pending cards: 0 predicted base time: 10.00ms remaining time:
190.00ms target pause time: 200.00ms
[2.476s][trace][gc, ergo, cset ] GC(9) Add young regions to CSet. eden: 24 regions, survivors: 0 regions, predicted young
region time: 367.19ms, target pause time: 200.00ms
[2.476s ][debug][gc, ergo, cset ] GC(0) Finish choosing CSet. old: 0 regions, predicted old region time: 0.00ms, time
remaining: 0.00
[2.826s][debug][gc, ergo] GC(0) Running G1 Clear Card Table Task using 1 workers for 1 units of work for 24 regions.
[2.827s][debug][gc, ergo] GC (0) Running G1 Free Collection Set using 1 workers for collection set length 24
[2.828s][trace][gc, ergo, refine] GC(0) Updating Refinement Zones: update rs time: 0.004ms, update rs buffers: 0, update rs
goal time: 19.999ms
[2.829s][debug][gc, ergo, refine] GC(0) Updated Refinement Zones: green: 23, yellow: 69, red: 115
[3.045s][trace][gc, ergo, set ] GC(1) Start choosing CSet. pending cards: 5898 predicted base time: 26.69ms remaining
time: 173.31ms target pause time: 200.00ms
[3.045s][trace][gc, ergo, cset ] GC(1) Add young regions to Set. eden: 9 regions, survivors: 3 regions, predicted young
region time: 457.38ms, target pause time: 200.00ms
[3.045s][debug](gc, ergo, set ] GC(1) Finish choosing CSet. old: @ regions, predicted old region time: 0.00ms, time
remaining: 0.00
[3.090s ][debug][gc, ergo
] GC (1) Running G1 Clear Card Table Task using 1 workers for 1 units of work for 12 regions.
[3.091s][debug][gc, ergo
GC (1) Running G1 Free Collection Set using 1 workers for collection set length 12
[3.093s][trace][gc, ergo, refine] GC(1) Updating Refinement Zones: update rs time: 2.510ms, update rs buffers: 25, update rs
goal time: 19.999ms
[3.093s ][debug][gc, ergo, refine] GC(1) Updated Refinement Zones: green: 25, yellow: 75, red: 125

看一下這部分的原始碼的變遷，就可以知道確實是如此了，在 Java8 中，PSYoungGen::resize_spaces代碼如下：

在 Java17 中，這部分日志列印被 gc+ergo 的標簽日志取代：

還有一個分代 GC 中非常有用的引數 -XX:+PrintTenuringDistribution，現在被 gc+age=trace 取代

完整的引數變遷對應表如下：

舉例

-XX:+PrintGCDetails                           \  // gc*
-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime            \  // safepoint
-XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime         \  // safepoint
-XX:+PrintGCCause                             \  // 默認會輸出
-XX:+PrintGCID                                \  // 默認會輸出
-XX:+PrintTenuringDistribution                \  // gc+age*=trace
-XX:+PrintGCDateStamps                        \  // :time,tags,level
-XX:+UseGCLogFileRotation                     \  // :filecount=5,filesize=10M
-XX:NumberOfGCLogFiles=5                      \  // :filecount=5,filesize=10M
-XX:GCLogFileSize=10M                         \  // :filecount=5,filesize=10M
-Xloggc:/var/log/`date +%FT%H-%M-%S`-gc.log   \  // -Xlog::file=/var/log/%t-gc.log

變遷后：

-Xlog:
  gc*,
  safepoint,
  gc+heap=debug,
  gc+ergo*=trace,
  gc+age*=trace,
  :file=/var/log/%t-gc.log
  :time,tags,level
  :filecount=5,filesize=10M

推薦的配置

-Xlog:
		// selections
    codecache+sweep*=trace,
    class+unload,                      // TraceClassUnloading
    class+load,                        // TraceClassLoading
    os+thread,
    safepoint,                        // TraceSafepoint
    gc*,                              // PrintGCDetails
    gc+stringdedup=debug,             // PrintStringDeduplicationStatistics
    gc+ergo*=trace,
    gc+age=trace,                     // PrintTenuringDistribution
    gc+phases=trace,
    gc+humongous=trace,
    jit+compilation=debug
// output
:file=/path_to_logs/app.log
// decorators
:level,tags,time,uptime,pid
// output-options
:filesize=104857600,filecount=5

運行相關

反射+私有 API 呼叫之傷

在 Java8 中，沒有人能阻止你訪問特定的包，比如 sun.misc，對反射也沒有限制，只要 setAccessible(true) 就可以了，Java9 模塊化以后，一切都變了，只能通過 --add-exports 和 --add-opens 來打破模塊封裝

• --add-opens 匯出特定的包
• --add-opens 允許模塊中特定包的類路徑深度反射訪問

比如：

--add-opens java.base/java.lang=ALL-UNNAMED
--add-opens java.base/java.io=ALL-UNNAMED
--add-opens java.base/java.math=ALL-UNNAMED
--add-opens java.base/java.net=ALL-UNNAMED
--add-opens java.base/java.nio=ALL-UNNAMED
--add-opens java.base/java.security=ALL-UNNAMED
--add-opens java.base/java.text=ALL-UNNAMED
--add-opens java.base/java.time=ALL-UNNAMED
--add-opens java.base/java.util=ALL-UNNAMED
--add-opens java.base/jdk.internal.access=ALL-UNNAMED
--add-opens java.base/jdk.internal.misc=ALL-UNNAMED

關于 GC 演算法的選擇

CMS 正式退出歷史舞臺，G1 正式接棒，ZGC 蓄勢待發，在GC 演算法的選擇上，目前來看 G1 還是最佳的選擇，ZGC 因為有記憶體占用被 OS 標記過高（三倍共享記憶體）虛高的問題，行程可能被 OOM-killer 殺掉，

ZGC 三倍 RES 記憶體

ZGC 底層用到了一個稱之為染色指標的技術，使用三個視圖（Marked0、Marked1 和 Remapped）來映射到同一塊共享記憶體區域，原理如下：

#include <iostream>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>

int main() {
    // shm_open()函式用來打開或者創建一個共享記憶體區，兩個行程可以通過給shm_open()函式傳遞相同的名字以達到操作同一共享記憶體的目的
    int fd = ::shm_open("/test", O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, 0600);
    if (fd < 0) {
        shm_unlink("/test");
        perror("shm open failed");
        return 0;
    }

    size_t size = 1 * 1024 * 1024 * 1024;
    // 創建一個共享記憶體后，默認大小為0，所以需要設定共享記憶體大小，ftruncate()函式可用來調整檔案或者共享記憶體的大小
    ::ftruncate(fd, size);
    int prot = PROT_READ | PROT_WRITE;
    // 創建共享記憶體后，需要將共享記憶體映射到呼叫行程的地址空間，可通過mmap()函式來完成
    uint32_t *p1 = (uint32_t *) (mmap(nullptr, size, prot, MAP_SHARED, fd, 0));
    uint32_t *p2 = (uint32_t *) (mmap(nullptr, size, prot, MAP_SHARED, fd, 0));
    uint32_t *p3 = (uint32_t *) (mmap(nullptr, size, prot, MAP_SHARED, fd, 0));
    ::close(fd);
    *p1 = 0xcafebabe;
    ::printf("Address of addr1: %p, value is 0x%x\n", p1, *p1);
    ::printf("Address of addr2: %p, value is 0x%x\n", p2, *p2);
    ::printf("Address of addr3: %p, value is 0x%x\n", p3, *p3);
    ::getchar();
    *p2 = 0xcafebaba;
    ::printf("Address of addr1: %p, value is 0x%x\n", p1, *p1);
    ::printf("Address of addr2: %p, value is 0x%x\n", p2, *p2);
    ::printf("Address of addr3: %p, value is 0x%x\n", p3, *p3);
    ::getchar();
    munmap(p1, size);
    munmap(p2, size);
    munmap(p3, size);
    shm_unlink("/test");
    std::cout << "hello" << std::endl;
}

你可以想象 p1、p2、p3 這三塊記憶體區域就是 ZGC 中三種視圖，

但是在 linux 統計中，雖然是共享記憶體，但是依然會統計三次，比如 RES，

同一個應用，使用 G1 RES 顯示占用 2G，ZGC 則顯示占用 6G

java -XX:+AlwaysPreTouch -Xms2G -Xmx2G -XX:+UseZGC MyTest
java -XX:+AlwaysPreTouch -Xms2G -Xmx2G -XX:+UseG1GC MyTest

接下面我們討論的都是 G1 相關的，

G1 引數調整

不要配置新生代的大小

這個在《JVM G1 原始碼分析和調優》一書里有詳細的介紹，有兩個主要的原因：

• G1對記憶體的管理是不連續的，重新分配一個磁區代價很低
• G1 的需要根據目標停頓時間動態調整搜集的磁區的個數，如果不能調整新生代的大小，那么 G1 可能不能滿足停頓時間的要求

諸如 -Xmn, -XX:NewSize, -XX:MaxNewSize, -XX:SurvivorRatio 都不要在 G1 中出現，只需要控制最大、最小堆和目標暫停時間即可

調整 -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent 到合適的值

IHOP 默認值為 45，這個值是啟動并發標記的先決條件，只有當老年代記憶體堆疊總空間的 45% 之后才會啟動并發標記任務，

增加這個值：導致并發標記可能花費更多的時間，同時導致 YGC 和 Mixed-GC 收集時的磁區數變少，可以根據整體應用占用的平均記憶體來設定，

近期熱文推薦：

1.1,000+ 道 Java面試題及答案整理(2022最新版)

2.勁爆！Java 協程要來了，，，

3.Spring Boot 2.x 教程，太全了！

4.別再寫滿屏的爆爆爆炸類了，試試裝飾器模式，這才是優雅的方式！！

5.《Java開發手冊（嵩山版）》最新發布，速速下載！

覺得不錯，別忘了隨手點贊+轉發哦！

標籤：Java

上一篇：每日演算法題之構建乘積陣列

下一篇：this和super關鍵字