1、背景 TLDR

垃圾回收器的暂停问题对实时响应要求较高的服务来说，一直是个痛点， CMS和G1等主流垃圾回收器的数十毫秒乃至上百毫秒的暂停时间相当致命。此外，调优门槛也相对较高，需要对垃圾回收器的内部机制有一定的了解，才能够进行有效的调优。

随着ZGC的出现， 使得这一痛点彻底解决， ZGC 最初在 JDK 11 中作为实验性功能引入，并在 JDK 15 中宣布为生产就绪， 由于 JDK17 才是比较正式提供给大众实用的LTS支持版本，而且一部分公司已经在使用，所以本文力推 JDK17。

ZGC 作为一款低延迟垃圾收集器，旨在满足以下目标：

  • 8MB 到 16TB 的堆大小支持
  • 10ms 最大 GC 暂时
  • 最糟糕的情况下吞吐量会降低 15%（实测，如果参数配置的问题可能更糟， 官方这个稍微吹牛了点， 说实话就是用 CPU 换 GC 时间，也没有那么高大上）

1.1 升级 JDK17 的不可拒绝的理由

低延迟的业务需求，毫秒级耗时的 GC

据美团的开发说：

在 Zeus 服务不同集群中，ZGC 在低延迟（TP999 < 200ms）场景中收益较大：

  • TP999：下降 12~142ms，下降幅度 18%~74%。
  • TP99：下降 5~28ms，下降幅度 10%~47%。

可以忽略的升级 JDK17 的理由：

  • 新版的 Spring Boot 官方最低支持 JDK17，想使用新Spring版本，就得升级；
  • JIT 编译器的增强；
  • JDK 17 中的新功能，例如 Sealed 类、Pattern Matching、Records 等；
  • 升级到 JDK 17 可以获得更好的安全性，包括修复的漏洞和强化的安全机制。

1.2 适用场景

  • 网关服务
  • Web API

暂不推荐场景：定时任务、批量任务、高 CPU 密集型应用。

2、升级前后对比

话不多说，先看效果。

环境：

CPU：4c
Mem: 6GB

G1 参数：

-Xmx3500m -Xms3500m -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=100
-XX:G1ReservePercent=10 -XX:ConcGCThreads=2 -XX:ParallelGCThreads=5
-XX:G1HeapRegionSize=16m -XX:MaxTenuringThreshold=14
-XX:SurvivorRatio=8

ZGC 参数：

--add-opens=java.base/java.lang=ALL-UNNAMED -Xms3500m -Xmx3500m -XX:ReservedCodeCacheSize=256m -XX:InitialCodeCacheSize=256m -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseZGC -XX:ConcGCThreads=1 -XX:ParallelGCThreads=3 -XX:ZCollectionInterval=60 -XX:ZAllocationSpikeTolerance=4 -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:-ZProactive  -Xlog:safepoint,classhisto*=trace,age*,gc*=info:file=/opt/gc-%t.log:time,tid,tags:filecount=5,filesize=50m

上述两个参数，均已经在生产环境实验过， 生产环境的机器是单机拥有 1500 业务  tps 的机器。

2.1 GC 耗时对比

升级 JDK17 一个不可拒绝的理由！_JVM

从上图可见， GC 耗时是有着质的区别的，这个区别是你用 CMS、Parallel GC、 G1 等呕心沥血也调校不出来的。

这么短的GC， 可以保证，应用因为JVM层面的卡顿都保持在 1ms 以内， 这也是为啥说这点才是不能拒绝的理由。

2.2 CPU 使用对比

升级 JDK17 一个不可拒绝的理由！_java_02

从 CPU 使用上看， JDK17 相同的代码， 比 JDK8 要高出 10 ~ 20%

3、升级方法

3.1 JDK 选择或安装

使用 JDK17 前必须要安装 JDK17， 对于不同的 Linux 发行版或者操作系统安装方法各不相同， 下面给出了一些样例， 仅供参考。

# ubuntu 安装jdk17
sudo apt install openjdk-17-jdk


# docker 基础镜像
docker pull openjdk:17-slim
docker pull openjdk:17-jdk-oraclelinux7
FROM openjdk:17-slim

3.2 JVM 参数调整

有了 JDK17 后，已经具备了让你的 Java 程序运行在 JDK17 上的基本条件了，下一步便是配置 JVM 参数如下（有需要的话，可以自行把换行整理下）：

--add-opens=java.base/java.lang=ALL-UNNAMED \
-Xms1500m -Xmx1500m \
-XX:ReservedCodeCacheSize=256m \
-XX:InitialCodeCacheSize=256m \ 
-XX:+UnlockExperimentalVMOptions \
-XX:+UseZGC \
-XX:Cnotallow=1 -XX:ParallelGCThreads=2 \
-XX:ZCollectinotallow=30 -XX:ZAllocatinotallow=5 \
-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:-ZProactive \
-Xlog:safepoint,classhisto*=trace,age*,gc*=info:file=/opt/gc-%t.log:time,tid,tags:filecount=5,filesize=50m \
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError \
-XX:HeapDumpPath=/opt/errorDump.hprof

参数释义

升级 JDK17 一个不可拒绝的理由！_java_03

参考资料

https://tech.meituan.com/2020/08/06/new-zgc-practice-in-meituan.html

https://tech.dewu.com/article?id=59