JDK11 升级 JDK17 最全实践干货来了 | 京东云技术团队

# **1、前言**

上篇文章给大家带来了 [JDK8 升级 JDK11 的最全实践，](https://my.oschina.net/u/4090830/blog/10111749)相信大家阅读后已经对 JDK11 有了比较深入的了解。2021 年 9 月 14 日，Oracle 发布了可以长期支持的 JDK17 版本，那么从 JDK11 到 JDK17，到底带来了哪些特性呢？亚毫秒级的 ZGC 效果到底怎么样呢？值得我们升级吗？而且升级过程会遇到哪些问题呢？带着这些问题，本篇文章将带来完整的 JDK11 升级 JDK17 最全实践。

# **2、为什么升级 JDK17**

**1）长期支持版本**

JDK17 是 Oracle 官方在 2021 年 9 月 14 日发布的一个长期支持（LTS）版本，意味着它将获得长期的更新和支持，有助于保持程序的稳定性和可靠性。

**2）性能提升**

更好的垃圾回收器。综合评估，从 Java 8 升级到 Java 11，\*\*G1GC 平均速度提升 16.1%，ParallelGC 为 4.5%\*\*\*\*，\*\* 从 Java 11 升级到 Java 17，**G1GC 平均速度提升 8.66%，ParallelGC 为 6.54%**（[基于 OptaPlanner 的用例基准测试表明）](https://www.oschina.net/action/GoToLink?url=https%3A%2F%2Fwww.optaplanner.org%2Fblog%2F2021%2F09%2F15%2FHowMuchFasterIsJava17.html)

最大的亮点是带来了**稳定版的 ZGC 垃圾回收器，达到亚毫秒级停顿。**

**3）新语法和特性**

Switch 表达式简化、Text Blocks 文本块、instanceof 的模式匹配升级和 NullPointerException 提示信息改进等

4）**支持最新的技术和框架**

Spring framework6 和 Spring Boot3 都默认使用 Java 17 作为最低版本

# **3、升级后压测效果**

> **先给出结论：**
> 
> 1、JDK17 相对于 JDK8 和 JDK11，**所有垃圾回收器的性能都有很明显的提升，特别是稳定版的 ZGC 垃圾回收器**
> 
> 2、**不论任何机器配置下，都推荐使用 ZGC**，ZGC 的停顿时间达到亚毫秒级，吞吐量也比较高

**我在 JDOS 平台上选择了不同配置的机器（2C4G、4C8G、8C16G），并分别使用 JDK8、JDK11 和 JDK17 进行部署和压测。**

整个压测过程限时 60 分钟，用 180 个虚拟用户并发请求一个接口，每次接口请求都创建 512Kb 的数据。最终产出不同 GC 回收器的各项指标数据，来分析 GC 的性能提升效果。

**以下是压测的性能情况：**

![](https://doc.xiqi.site/media/202311/2023-11-14_210032_4789190.8733007294787228.png)

# **4、OracleJDK 和 OpenJDK 的选择**

2021 年 9 月，Oracle 宣布 JDK17 可以免费商用，直到下一个 LTS 版本之后继续提供整整一年，同时 Oracle 将继续按照自 Java 9 以来的相同版本和时间表提供 GPL 下的 Oracle OpenJDK 版本。

2023 年 9 月，OracleJDK 发布了新的 LTS 版本 JDK21，这就意味着从 **2024 年 9 月开始，在生产环境使用 OracleJDK17 将需要付费。**

![](https://doc.xiqi.site/media/202311/2023-11-14_210031_7615410.513059965350878.png)

参考： [https://www.oracle.com/hk/java/technologies/downloads/#java17](https://www.oschina.net/action/GoToLink?url=https%3A%2F%2Fwww.oracle.com%2Fhk%2Fjava%2Ftechnologies%2Fdownloads%2F%23java17)

OracleJDK 和 OpenJDK 这两个之间没有真正的技术差别，因为针对 Oracle JDK 构建过程是基于 OpenJDK 的。自从 JDK11 开始，OracleJDK 和 OpenJDK 在功能上基本相同，所以推荐使用 [OpenJDK17](https://www.oschina.net/action/GoToLink?url=https%3A%2F%2Fjdk.java.net%2Farchive%2F) 或其他开源的 JDK 版本，这些开源版本都是基于 OpenJDK 构建并提供长期支持的，比如：[AdoptOpenJDK](https://www.oschina.net/action/GoToLink?url=https%3A%2F%2Fadoptopenjdk.net%2F)、[RedHatOpenJDK。](https://www.oschina.net/action/GoToLink?url=https%3A%2F%2Fdevelopers.redhat.com%2Fproducts%2Fopenjdk%2Foverview)

![](https://doc.xiqi.site/media/202311/2023-11-14_210031_6591290.8070956368991113.png)

官方参考： [https://blogs.oracle.com/java/post/oracle-jdk-releases-for-java-11-and-later](https://www.oschina.net/action/GoToLink?url=https%3A%2F%2Fblogs.oracle.com%2Fjava%2Fpost%2Foracle-jdk-releases-for-java-11-and-later)

# **5、JDK11 到 JDK17 带来了哪些新特性**

### **5.1、JVM 改进**

1、ZGC 垃圾回收器从实验性功能更改为**正式产品功能**，从 JDK11 引入以来，经过持续的迭代升级，目前已经足够稳定。**需要手动开启，开启方式：-XX:+UseZGC**

2、G1 垃圾回收器仍然作为默认垃圾回收器，进行改进升级，主要包括可中止的混合收集集合、NUMA 可识别内存分配等

3、JDK14 开始删除 CMS 垃圾回收器

4、JDK14 开始弃用 ParallelScavenge 和 SerialOld GC 的组合使用

5、JDK15 禁用偏向锁，默认禁用：-XX:+UseBiasedLocking

6、NullPointerException 提示信息改进

JDK14 以前的出现 NullPointerException 时，只能定位到所在异常行，无法定位具体是哪个变量。改进后的 NullPointerException，可以清晰描述具体变量，提升了空指针异常的可读性。

![](https://doc.xiqi.site/media/202311/2023-11-14_210029_7349990.8467787278297736.png)

### **5.2、新语法特性**

#### **5.2.1、Switch 表达式简化**

switch 表达式带来了简化式的编码方式，提供了新的分支切换方式，即 -> 符号，右则表达式方法体在执行完分支方法之后，自动结束 switch 分支，同时 -> 右则方法块中可以是表达式、代码块或者是手动抛出的异常

参考： [https://openjdk.org/jeps/361](https://www.oschina.net/action/GoToLink?url=https%3A%2F%2Fopenjdk.org%2Fjeps%2F361)

**传统写法**

![](https://doc.xiqi.site/media/202311/2023-11-14_210031_9779650.080443955781902.png)

**新写法**

![](https://doc.xiqi.site/media/202311/2023-11-14_210031_7367820.16698254141048186.png)

#### **5.2.2、Text Blocks 文本块**

参考： [https://openjdk.org/jeps/378](https://www.oschina.net/action/GoToLink?url=https%3A%2F%2Fopenjdk.org%2Fjeps%2F378)

通过编写 """，来减少转义字符和换行符，达到简化代码和提高代码可读性的目的

![](https://doc.xiqi.site/media/202311/2023-11-14_210030_9949660.09325207708746874.png)

#### **5.2.3、Record 类型**

参考： [https://openjdk.org/jeps/395](https://www.oschina.net/action/GoToLink?url=https%3A%2F%2Fopenjdk.org%2Fjeps%2F395)

record 是 JDK 14 引入的关键字，用于声明不可变的数据类。它适用于存储纯粹的值类型数据，如接口传输数据、坐标点和只读的日志记录。与 lombok 相比，record 简化了定义纯粹数据类型的过程。由于 record 类是不可变的，成员变量只能设置一次且无法更改，无需提供显式的 setter () 方法。

**1、定义 Point 类，使用关键字 record，未定义 get/set**

![](https://doc.xiqi.site/media/202311/2023-11-14_210028_4353910.3658839910258722.png)

**2、查看编译后的字节码文件**

![](https://doc.xiqi.site/media/202311/2023-11-14_210031_2234880.11522455498150097.png)

![](https://doc.xiqi.site/media/202311/2023-11-14_210030_7303210.3942574548535147.png)

**3、使用 Point 类**

![](https://doc.xiqi.site/media/202311/2023-11-14_210030_1255220.5004487646820522.png)

#### **5.2.4、instanceof 的模式匹配升级**

-   instanceof 类型判断再也不需要强制转换

参考： [https://openjdk.org/jeps/394](https://www.oschina.net/action/GoToLink?url=https%3A%2F%2Fopenjdk.org%2Fjeps%2F394)

![](https://doc.xiqi.site/media/202311/2023-11-14_210030_5992230.8132288733112669.png)

#### **5.2.5、密封的类和接口**

参考： [https://openjdk.org/jeps/409](https://www.oschina.net/action/GoToLink?url=https%3A%2F%2Fopenjdk.org%2Fjeps%2F409)

JDK15 开始，引入了 sealed 普通类或接口类，这些类只允许被指定的类或者 interface 进行扩展和实现。

使用修饰符 sealed，您可以将一个类声明为密封类。密封的类使用关键字 permits 列出可以直接扩展它的类。子类可以是最终的，非密封的或密封的

比较实用的一个特性，可以用来限制类的层次结构

![](https://doc.xiqi.site/media/202311/2023-11-14_210031_1137320.7338414949089608.png)

#### **5.2.6、其他优化和升级**

感兴趣的同学，推荐阅读 OpenJDK 官方文档说明，从 JDK11 到 JDK17 的改动： [https://openjdk.org/projects/jdk/17/jeps-since-jdk-11](https://www.oschina.net/action/GoToLink?url=https%3A%2F%2Fopenjdk.org%2Fprojects%2Fjdk%2F17%2Fjeps-since-jdk-11)

# **6、升级步骤**

### **6.1、JDK 选择**

OpenJDK17 下载：[https://jdk.java.net/archive/](https://www.oschina.net/action/GoToLink?url=https%3A%2F%2Fjdk.java.net%2Farchive%2F)

行云镜像：jdt-base-tomcat/java-jdt-centos7.4-openjdk-17.0.2-tomcat8.0.53

### **6.2、pom 编译配置升级**

maven 编译所需 JDK 升级至 17

```
<properties>
    <maven.compiler.source>17</maven.compiler.source>
    <maven.compiler.target>17</maven.compiler.target>
</properties>

```

### **6.3、SpringBoot 升级**

SpringBoot 版本升级到 **2.7.15**，Spring 版本升级为 **5.3.29**

**为什么不升级到 SpringBoot3？**

Spring Boot 3.0 最低要求 Java 17，SpringBoot3.0 带来了很多变化，和 SpringBoot2 差异较大。 考虑到公司很多中间件都是基于 SpringBoot2 构建的，所以此处推荐升级到 SpringBoot2 的最高版本 2.7.15。

**POM 升级**

```
<parent>
 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
 <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
 <version>2.7.15</version>
</parent>

```

也可以通过设置 dependencyManagement 的方式：

```
<properties>
    
    <springboot-version>2.7.15</springboot-version>
    <springframework.version>5.3.29</springframework.version>
</properties>

<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
            <version>${springboot-version}</version>
            <scope>import</scope>
            <type>pom</type>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-framework-bom</artifactId>
            <version>${springframework.version}</version>
            <scope>import</scope>
            <type>pom</type>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>

```

参考：

spring 升级指南： [https://github.com/spring-projects/spring-framework/wiki/Spring-Framework-Versions](https://www.oschina.net/action/GoToLink?url=https%3A%2F%2Fgithub.com%2Fspring-projects%2Fspring-framework%2Fwiki%2FSpring-Framework-Versions)

springboot 版本官网： [https://spring.io/projects/spring-boot#learn](https://www.oschina.net/action/GoToLink?url=https%3A%2F%2Fspring.io%2Fprojects%2Fspring-boot%23learn)

**循环依赖问题**

SpringBoot 升级到 2.7.15 后，如果应用中存在循环依赖的问题，启动时会报如下错误：

![](https://doc.xiqi.site/media/202311/2023-11-14_210030_9656460.013019281531213789.png)

**原因**：官方文档不鼓励循环依赖引用，默认情况下是禁止的

**解决方案：**

第一种：推荐更新应用中 bean 的依赖关系来解决

第二种：配置文件中加入以下配置，**为了和旧版本保持一致，此配置推荐添加**

```
#放开循环依赖
spring.main.allow-circular-references=true

```

### **6.4、常用中间件升级**

#### **6.4.1、Lombok 版本升级到 1.18.20 以上**

```
<dependency>
 <groupId>org.projectlombok</groupId>
 <artifactId>lombok</artifactId>
 <version>1.18.20</version>
</dependency>

```

如果不升级，编译时会报错如下：

![](https://doc.xiqi.site/media/202311/2023-11-14_210030_5785790.2850249731437794.png)

#### **6.4.2、swgger 问题，springfox3.0.0 和 springboot2.7 版本不兼容**

**异常：**

```
Failed to start bean 'documentationPluginsBootstrapper'; nested exception is java.lang.NullPointerException: 
Cannot invoke "org.springframework.web.servlet.mvc.condition.PatternsRequestCondition.getPatterns()" because "this.condition" is null

```

**解决方案：**

```
/**
 * 增加如下配置可解决Spring Boot 2.7.15 与Swagger 3.0.0 不兼容问题
 **/
@Bean
public BeanPostProcessor springfoxHandlerProviderBeanPostProcessor() {
return new BeanPostProcessor() {

@Override
 public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
if (bean instanceof WebMvcRequestHandlerProvider || bean instanceof WebFluxRequestHandlerProvider) {
                customizeSpringfoxHandlerMappings(getHandlerMappings(bean));
            }
return bean;
}

private <T extends RequestMappingInfoHandlerMapping> void customizeSpringfoxHandlerMappings(List<T> mappings) {
            List<T> copy = mappings.stream().filter(mapping -> mapping.getPatternParser() == null).collect(Collectors.toList());
            mappings.clear();
            mappings.addAll(copy);
        }

@SuppressWarnings("unchecked")
private List<RequestMappingInfoHandlerMapping> getHandlerMappings(Object bean) {
try {
                Field field = ReflectionUtils.findField(bean.getClass(), "handlerMappings");
                field.setAccessible(true);
return (List<RequestMappingInfoHandlerMapping>) field.get(bean);
            } catch (IllegalArgumentException | IllegalAccessException e) {
throw new IllegalStateException(e);
            }
        }
    };
}

```

参考：[https://developer.aliyun.com/article/950787](https://www.oschina.net/action/GoToLink?url=https%3A%2F%2Fdeveloper.aliyun.com%2Farticle%2F950787)

#### **6.4.3、AKS 升级（针对直接从 JDK8 升级的情况）**

**异常**：Causedby: java.lang.NoClassDefFoundError: javax/xml/bind/JAXBException

**原因**：Java11 删除了 Java EE modules，其中就包括 java.xml.bind (JAXB)。

**解决方案：**

手动引入如下包即可

```
 
<dependency>
      <groupId>jakarta.xml.bind</groupId>
      <artifactId>jakarta.xml.bind-api</artifactId>
      <version>2.3.2</version>
</dependency> 

<dependency>
       <groupId>org.glassfish.jaxb</groupId>
       <artifactId>jaxb-runtime</artifactId>
       <version>2.3.2</version>
</dependency>

```

#### **6.4.4、Concrete 配置中心阻塞升级**

使用 Concrete 时，启动时异常：

```
 Unable to make field private static final java.lang.reflect.Method jdk.proxy2.$Proxy97.m0 accessible: 
 module jdk.proxy2 does not "opens jdk.proxy2" to unnamed module @61d47554

```

**原因：**

分析下 Concrete 报错的原因，如下图，包内 com.wangyin.concrete.spring.ConcreteConfigProcessor#postProcessAfterInitialization（212 行）的实现逻辑

![](https://doc.xiqi.site/media/202311/2023-11-14_210032_3958630.7376167054925615.png)

![](https://doc.xiqi.site/media/202311/2023-11-14_210033_0918540.2969472752493443.png)

**解决方案：**

1、在 JVM 启动参数中设置 --add-opens jdk.proxy2 来开启私有字段的访问，但因为动态代理生成的包名是随机不明确的，**所以这种方案不可行**。JDK 官方文档也明确表示不支持访问动态代理内部的随机字段。官方说明：[https://cr.openjdk.org/~mr/jigsaw/spec/api/java/lang/reflect/Proxy.html](https://www.oschina.net/action/GoToLink?url=https%3A%2F%2Fcr.openjdk.org%2F%7Emr%2Fjigsaw%2Fspec%2Fapi%2Fjava%2Flang%2Freflect%2FProxy.html)

2、代码修改，只需把 f.setAccessible (true) 移到 Modifier.isStatic (f.getModifiers ()) 的判断下方即可。原因是方法 Modifier.isStatic (f.getModifiers ()) 本来就要跳过静态字段，这样修改直接避免了访问。**推动 concrete 团队修复问题或更换使用 Ducc 配置中心**

### **6.5、JVM 启动参数配置**

#### **6.5.1、开启 ZGC**

**启动参数中配置：**\-XX:+UseZGC

移除 - XX:ConcGCThreads，行云部署下 JVM 参数配置需要清除

![](https://doc.xiqi.site/media/202311/2023-11-14_210031_6878150.13697251735411264.png)

#### **6.5.2、不同中间件所需启动参数**

升级 JDK17 后，项目启动时可能会遇到如下两种类型的异常：

1、cannot access class sun.util.calendar.ZoneInfo (in module java.base) because **module java.base** does not **export sun.util.calendar** to unnamed module @0x2611f533

2、Unable to make field final int java.math.BigInteger.signum accessible: **module java.base** does not "**opens java.math**" to unnamed module @525f1e4e

**异常原因：**

自从 JDK9 中引入了模块化功能后，再到 JDK17，对于包扫描和反射的权限控制更加的严格。常见的库比如（Spring）大量用到包扫描和反射，所以常出现此错误。

**解决方案：**

一个粗暴的解决办法是将没开放的 module 强制对外开放，即保持和 Java9 之前的版本一致。

-   \--add-exports 导出包，意味着其中的所有公共类型和成员都可以在编译和运行时访问。
-   \--add-opens 打开包，意味着其中的所有类型和成员（不仅是公共类型）都可以在运行时访问。

主要区别在于 `--add-opens` 允许 “深度反射”，即非公共成员的访问，才可以调用 `setAccessible(true)`

参考： [https://stackoverflow.com/questions/44056405/whats-the-difference-between-add-exports-and-add-opens-in-java-9](https://www.oschina.net/action/GoToLink?url=https%3A%2F%2Fstackoverflow.com%2Fquestions%2F44056405%2Fwhats-the-difference-between-add-exports-and-add-opens-in-java-9)

**SGM 需要加入：**

```
--add-opens java.management/java.lang.management=ALL-UNNAMED 
--add-opens jdk.management/com.sun.management.internal=ALL-UNNAMED 
--add-opens java.management/sun.management=ALL-UNNAMED

```

**R2M 需要加入：**

```
--add-opens java.base/java.time=ALL-UNNAMED

```

**Ducc 需要加入：**

```
--add-opens java.base/java.util.concurrent=ALL-UNNAMED
--add-opens java.base/java.util.concurrent.locks=ALL-UNNAMED
--add-opens java.base/java.security=ALL-UNNAMED
--add-opens java.base/jdk.internal.loader=ALL-UNNAMED
--add-opens java.management/com.sun.jmx.mbeanserver=ALL-UNNAMED 
--add-opens java.base/java.net=ALL-UNNAMED 
--add-opens java.base/sun.nio.ch=ALL-UNNAMED

```

**AKS 需要加入：**

```
--add-exports java.base/sun.security.action=ALL-UNNAMED
--add-opens java.base/java.lang=ALL-UNNAMED
--add-opens java.base/java.math=ALL-UNNAMED
--add-opens java.base/java.util=ALL-UNNAMED
--add-opens java.base/sun.util.calendar=ALL-UNNAMED

```

### **6.6、启动后的验证**

1\. 推荐先升级 JDK11，再到 JDK17，一边升级一边进行验证观察

2\. 观察日志是否有异常，特别是上面说到的启动时异常

3\. 观察监控类软件，比如 SGM、UMP 等监控是否正常

4\. 推荐逐步有序切量，并做好常态化压测，防止影响核心业务

5\. 升级完成后，**最好能做个全流程的功能测试，防止功能异常**

# **7、总结**

> 1、升级后，除了可以使用新的语法特性，最大的亮点是可以使用亚毫秒级停顿的 GC 性能（至少百倍的 GC 性能提升），所以 **强烈建议升级到 JDK17**
> 
> 2、整个升级过程并不复杂，主要涉及到中间件版本的升级和启动参数的配置

如果还停留在 JDK8，推荐先升级 JDK11，再到 JDK17，具体升级步骤先参考我的上篇文章 “[JDK8 升级 JDK11 最全实践干货来了](https://my.oschina.net/u/4090830/blog/10111749)”，再参考本章中的升级步骤。

希望以上分享可以给大家带来实际的帮助，升级过程中如果遇到问题，欢迎大家在评论区回复。

> 作者：京东科技 曲振富
> 
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