揭秘Java 11：全新特性解析

作者 | 杨晓峰

编辑 | 何潇、小智

北京时间 9 月 26 日，Oracle 官方宣布 Java 11 正式发布。这是 Java 大版本周期变化后的第一个长期支持版本，非常值得关注。你可以点击以下地址即刻下载：

https://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html

最新发布的 Java11 将带来 ZGC、Http Client 等重要特性，一共包含 17 个 JEP（JDK Enhancement Proposals，JDK 增强提案）。

除了这些重要特性以外，Java 11 还有哪些值得关注的点呢？Java 现在更新那么频繁，是否要考虑升级呢？工程师们还应该继续学，学得动吗？一起来看！

不知不觉 JDK 11 已经发布了，从 9 开始，JDK 进入了让人学不动的更新节奏，对于广大 Java 工程师来说，真是又爱又恨，Java 演进快速意味着它仍将能够保持企业核心技术平台的地位，我们对 Java 的投入和饭碗是安全的，但同时也带来了学习、选择的困惑。

所以，今天我们不准备做个流水账的介绍，一起来看看工程师甚至是 IT 决策者最关心的问题：

• JDK 更新如此频繁，我是否要考虑升级? 新的发布模式下，企业的 IT 策略需要做出什么样的调整？
• 除了耍酷，JDK 11，或者说最近的 JDK 版本，有什么真正值得生产环境中应用的特性？工程师要跟进吗？

对于第一个问题，本人十分确信 JDK 11 将是一个 企业不可忽视 的版本。

首先，从时间节点来看，JDK 11 的发布正好处在 JDK 8 免费更新到期的前夕，同时 JDK 9、10 也陆续成为“历史版本”，请看下面的 Oracle JDK 支持路线图：

JDK 更新很重要吗？非常重要，在过去的很多年中，Oracle 和 OpenJDK 社区提供了接近免费的午餐，导致人们忽略了其背后的海量工作和价值，这其中包括但不仅仅限于：

• 最新的安全更新，如，安全协议等基础设施的升级和维护，安全漏洞的及时修补，这是 Java 成为企业核心设施的基础之一。安全专家清楚，即使开发后台服务，而不是前端可直接接触，编程语言的安全性仍然是重中之重。
• 大量的新特性、Bug 修复，例如，容器环境支持，GC 等基础领域的增强。很多生产开发中的 Hack，其实升级 JDK 就能解决了。
• 不断改进的 JVM，提供接近零成本的性能优化
• …

“Easy is cheap”? Java 的进步虽然“容易”获得，但莫忽略其价值，这得益于厂商和 OpenJDK 社区背后的默默付出。

第二，JDK 11 是一个长期支持版本（LTS, Long-Term-Support）

对于企业来说，选择 11 将意味着长期的、可靠的、可预测的技术路线图。有人说，那是对于付费订阅客户，不订阅是不是就不用考虑 11 了呢？

不，请放心，11 确定将得到 OpenJDK 社区的长期支持，目前 Oracle 提供了 OpenJDK build，虽然后续计划未定，但是承诺“至少维护到明年”。即使是停止发布后续 JDK11 更新，Andrew Haley 等社区专家也已经明确保证，会组建并领导“JDK-11-updates”项目，并且保证：

“please let me assure you of one thing: whether by Oracle orRed Hat or someone else, JDK LTS releases will continue to be supported. We all have a lot invested in Java, and we won't let itfall.”

所以，LTS 版本将是企业 IT 决策者可以放心选择的版本。

回到第二个问题，我们一起来看看 JDK 11 的有哪些能力上的突破，能够让我们觉得升级到 JDK 11 是超值的。

从 JVM GC 的角度，JDK 11 引入了两种新的 GC，其中包括也许是划时代意义的 ZGC，虽然其目前还是实验特性，但是从能力上来看，这是 OpenJDK 的一个巨大突破，为特定生产环境的苛刻需求提供了一个可能的选择。例如，对部分企业核心存储等产品，如果能够保证不超过 10ms 的 GC 暂停，可靠性会上一个大的台阶，这是过去我们进行 GC 调优几乎做不到的，是能与不能的问题。相信你对下面的数据已经不再陌生。

关于 ZGC 特性的解读已经非常多，本文不再重复。我在这里主要介绍那些不起眼，但更具生产系统价值的部分。例如，对于 G1 GC，相比于 JDK 8，升级到 JDK 11 即可免费享受到：并行的 Full GC，快速的 CardTable 扫描，自适应的堆占用比例调整（IHOP），在并发标记阶段的类型卸载等等。这些都是针对 G1 的不断增强，其中串行 Full GC 等甚至是曾经被广泛诟病的短板，你会发现 GC 配置和调优在 JDK11 中越来越方便。

云计算时代的监控、诊断和 Profiling 能力，这是个人认为比 ZGC 更具生产实践意义的特性。

不知道你有没有注意到，不知不觉中 Java 的应用场景发生了天翻地覆的变化，从单机长时间运行的 Java 应用，发展成为分布式、大的单体应用或小的 function、瞬时或长时间运行等，应用场景非常复杂。

我们还用什么工具诊断 Java 应用？ JConsole，JProfiler，还是“自研”的各种工具？目前的工具大多是从对单个 Java 应用的诊断视角出发，试想如果我们的集群中有几百、数千台机器或容器，每台机器有几个或者几十个 Java 进程，那么：

• 怎么在不干扰生产系统的情况下，高效地跟踪海量的 Java 进程，准确定位可以优化的性能空间？
• 如何保证“随机出现”的 JVM 问题，不需要进行额外的、令人头痛的“重现”？

JDK 11 悄悄地为我们提供了更加强大的基础能力，主要是两部分：

JEP 328: Flight Recorder（JFR） 是 Oracle 刚刚开源的强大特性。我们知道在生产系统进行不同角度的 Profiling，有各种工具、框架，但是能力范围、可靠性、开销等，大都差强人意，要么能力不全面，要么开销太大，甚至不可靠可能导致 Java 应用进程宕机。

而 JFR 是一套集成进入 JDK、JVM 内部的事件机制框架，通过良好架构和设计的框架，硬件层面的极致优化，生产环境的广泛验证，它可以做到极致的可靠和低开销。在 SPECjbb2015 等基准测试中，JFR 的性能开销最大不超过 1%，所以，工程师可以基本没有心理负担地在大规模分布式的生产系统使用，这意味着，我们既可以随时主动开启 JFR 进行特定诊断，也可以让系统长期运行 JFR，用以在复杂环境中进行“After-the-fact”分析。还需要苦恼重现随机问题吗？JFR 让问题简化了很多哦。

在保证低开销的基础上，JFR 提供的能力也令人眼前一亮，例如：

• 我们无需 BCI 就可以进行 Object Allocation Profiling，终于不用担心 BTrace 之类把进程搞挂了。
• 对锁竞争、阻塞、延迟，JVM GC、SafePoint 等领域，进行非常细粒度分析。
• 甚至深入 JIT Compiler 内部，全面把握热点方法、内联、逆优化等等。
• JFR 提供了标准的 Java、C++ 等扩展 API，可以与各种层面的应用进行定制、集成，为复杂的企业应用栈或者复杂的分布式应用，提供 All-in-One 解决方案。

而这一切都是内建在 JDK 和 JVM 内部的，并不需要额外的依赖，开箱即用。

另一方面，就是同样不起眼的 JEP 331: Low-Overhead Heap Profiling。我们知道，高效地了解在 Java 堆上都进行了哪些对象分配，是诊断内存问题的基本出发点之一。 JEP 331 来源于 Google 等业界前沿厂商的一线实践，通过获取对象分配的 Call-site，为 JDK 补足了对象分配诊断方面的一些短板，工程师可以通过 JVMTI 使用这个能力增强自身的工具。

从 Java 类库发展的角度来看，JDK 11 最大的进步也是两个方面：

首先，是难得的现代 HTTP/2 Client API，Java 工程师终于可以摆脱老旧的 HttpURLConnection 了。新的 HTTP API 提供了对 HTTP/2 等业界前沿标准的支持，精简而又友好的 API 接口，与主流开源 API（如，Apache HttpClient， Jetty， OkHttp 等）对等甚至更高的性能。与此同时它是 JDK 在 Reactive-Stream 方面的第一个生产实践，广泛使用了 Java Flow API 等，终于让 Java 标准 HTTP 类库在扩展能力等方面，满足了现代互联网的需求。

第二，就是安全类库、标准等方面的大范围升级，其中特别是 JEP 332: Transport Layer Security (TLS) 1.3，除了在安全领域的重要价值，它还是中国安全专家范学雷所领导的 JDK 项目，完全不同于以往的修修补补，是个非常大规模的工程。

除此之外，JDK 还在逐渐进行瘦身工作，或者偿还 JVM、Java 规范等历史欠账，例如

• 181: Nest-Based Access Control
• http://openjdk.java.net/jeps/181
• 309: Dynamic Class-File Constants
• http://openjdk.java.net/jeps/309
• 320: Remove the Java EE and CORBA Modules
• http://openjdk.java.net/jeps/320
• 330: Launch Single-File Source-Code Programs
• http://openjdk.java.net/jeps/330
• 335: Deprecate the Nashorn JavaScript Engine
• http://openjdk.java.net/jeps/335
• 336: Deprecate the Pack200 Tools and API
• http://openjdk.java.net/jeps/336

其中最值得关注的是 JEP 335，它进一步明确了 Graal 很有可能将成为 JVM 向前演进的核心选择，Java-on-Java 正在一步步的成为现实。

JDK 11 还有什么遗憾吗？很多 Valhalla、Loom、Panama 等项目中继续补齐的短板，如协程、Value Type 等，目前还是可望而不可即，也许令人欣慰地是，我们能看到 Java 能够正视自身存在的不足，不断飞速发展。

从 1995 年第一个版本发布到现在，Java 语言已经在跌宕起伏中走过了 23 年。这 23 年，既有 Java 连续霸榜多年的风头无两，也有近两年 Java 不可忽视的颓势。Java 是最好的语言吗？不是，每个领域都有更合适的编程语言，没有无所不能的存在。

Java 语言到底有什么优势可以占据排行榜第一的位置呢？

其一，语法比较简单，学过计算机编程的开发者都能快速上手，JVM 也为开发者屏蔽了大量复杂的细节。其二，能力过硬，在若干个领域的竞争力都非常强，比如服务端编程，高性能网络程序，企业软件事务处理，大数据，分布式计算，移动、嵌入终端应用开发等等。最重要的一点是其吸收了了业界领先的工程实践，构建从嵌入式设备到超大规模软件系统的能力，充分得到了实践验证。所有这些都使得 Java 成为企业软件公司的首选，也得到很多互联网公司的青睐。时移世易，Java 正在也必须改变。

Java 改为每半年发版一次以后，在对合并关键特性、快速得到开发者反馈等方面，做得越来越好，我们明显能够看到各厂商和社区对 Java 投入的提高。最新发布的 JDK 11 虽然谈不上划时代的进步，但一定是 JDK 发展历程中的一个重要版本，升级 JDK 就可以获得的性能等各种提高，基础能力的全面进步和突破，这一切无不说明，是时候开始评估并开始计划升级到 JDK 11 了。