JDK 9~17 新特性及升级建议
总览
| 版本 | 类别 | 特性名称 | 详细说明 | 升级建议 |
|---|---|---|---|---|
| JDK 9 | 语言 | 接口私有方法 | 接口可定义 private 方法，减少重复默认实现 | 对旧代码无影响，可在接口中重构公共逻辑 |
| 语言 | 流 API 增强 | 新增 takeWhile、dropWhile、iterate | 无兼容性问题，可优化流操作 | |
| API | 多版本 JAR | 同一 JAR 支持多版本类实现 | 适合兼容多 JDK 版本的库开发 | |
| 平台 | 模块化系统（Project Jigsaw） | module 系统，模块化打包与依赖隔离 | 高影响：需处理 split packages、反射访问内部 API | |
| JDK 10 | 语言 | 局部变量类型推断 (var) | 自动推断局部变量类型 | 无兼容性问题，代码可读性需平衡 |
| JVM | G1 GC 改进 | Full GC 并行化 | 性能提升，可直接受益 | |
| JVM | 应用类数据共享（AppCDS） | 类元数据共享，加快启动 | 需打包时生成共享档案 | |
| JVM | Thread-Local Handshakes | 单线程操作无需全局停顿 | 性能提升，无需代码改动 | |
| JDK 11 | API | HTTP Client（标准化） | 支持 HTTP/1.1 & HTTP/2，异步调用 | 可替换旧 HttpURLConnection |
| 语言 | Lambda 参数 var | Lambda 参数可用 var | 无兼容性问题 | |
| API | 字符串新方法 | isBlank、lines、strip、repeat | 仅 JDK 11+ 可用，低版本需兼容处理 | |
| 平台 | 移除 Java EE / CORBA 模块 | 删除旧 API 模块 | 高影响：依赖需改用 Jakarta EE 等替代方案 | |
| JDK 12 | 语言 | Switch 表达式（预览） | switch 返回值、-> 语法 | 预览特性，需 --enable-preview |
| JVM | Shenandoah GC（实验） | 低延迟 GC | 低延迟需求可考虑启用 | |
| JVM | G1 改进 | 提升混合回收性能 | 无兼容性问题 | |
| JDK 13 | 语言 | 文本块（预览） | """ 多行字符串 | 预览特性，减少转义 |
| JVM | ZGC 改进 | 释放未使用内存 | 大堆内存场景有益 | |
| JDK 14 | 语言 | Record（预览） | 不可变数据类 | 预览特性，适合 DTO/VO |
| 语言 | instanceof 模式匹配（预览） | 自动强转变量 | 预览特性，简化代码 | |
| JVM | NullPointerException 精确消息 | NPE 提示变量名 | 排查更方便 | |
| 语言 | Switch 表达式（正式） | 从预览转标准 | 无需预览参数 | |
| JDK 15 | 语言 | 密封类（Sealed Class，预览） | 限制继承类范围 | 预览特性，需 permits |
| 语言 | 文本块（正式） | 三引号多行字符串 | 无兼容性问题 | |
| JVM | ZGC/G1 类卸载支持 | 类卸载能力增强 | 内存释放更积极 | |
| JVM | 隐藏类（Hidden Class） | 动态生成类支持 | 框架可用 | |
| JDK 16 | 语言 | Record（正式） | 不可变数据类标准化 | 可用于 DTO/值对象 |
| 语言 | instanceof 模式匹配（正式） | 自动强转 | 代码更简洁 | |
| API | Vector API（孵化） | SIMD 加速 | 高性能计算可用 | |
| API | Unix Domain Socket | 原生支持 Unix 域套接字 | 跨进程通信可用 | |
| JDK 17 | 语言 | 密封类（正式） | 限制继承范围标准化 | 适合安全约束模型 |
| 语言 | switch 模式匹配（预览） | switch 支持类型模式匹配 | 预览特性，需开启 | |
| 平台 | JDK 内部 API 强封装 | 内部 API 默认不可访问 | 高影响：反射访问需迁移至公开 API | |
| 平台 | 新 macOS 渲染管线 | 基于 Metal | macOS 上图形渲染性能提升 | |
| API | 外部函数与内存 API（孵化） | 替代 JNI 的新 API | 高性能原生调用可用 | |
| 平台 | 删除 RMI Activation 系统 | 移除过时 RMI 模块 | 若使用需迁移至自定义方案 |
模块化系统
JDK 的 模块化系统（Java Platform Module System, JPMS） 是在 JDK 9 引入的，核心目标是让 JDK 自身模块化，同时为应用提供更清晰的依赖隔离与打包能力。
这不仅是语言/平台的一次重大演进，还直接改变了 JDK 结构（JDK 8 以前的 rt.jar、tools.jar 都没了）。
1. 模块化的核心概念
| 概念 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
| module | 模块是包的集合，并声明依赖和导出 | module java.sql { exports java.sql; requires java.base; } |
| module-info.java | 模块描述文件，位于模块根目录，用来声明模块的依赖和导出 | 见下方示例 |
| exports | 声明对外暴露的包（默认不导出） | exports com.example.utils; |
| requires | 声明依赖的模块（默认不隐式引入） | requires java.sql; |
| opens | 运行时对反射开放（不影响编译期封装） | opens com.example.model to gson; |
| provides / uses | SPI 服务声明与消费 | provides MyService with MyServiceImpl; |
2. 模块化打包与依赖隔离
2.1 模块化打包
传统 JAR → 模块化 JAR（包含
module-info.class）打包后可使用
jlink按需生成运行时（只包含应用需要的 JDK 模块）命令示例：
javac -d out/com.example.module src/module-info.java src/com/example/**/*.java jar --create --file com.example.module.jar -C out/com.example.module .
2.2 依赖隔离机制
模块之间默认互不可见，必须通过
requires明确声明依赖未
exports的包无法被外部访问（编译期直接报错）优势：
防止依赖“污染” → 避免 Classpath Hell
运行时启动更快（按需加载模块）
减少打包体积（jlink 剪裁）
3. module-info.java 示例
module com.example.app {requires java.sql; // 编译期依赖 java.sql 模块requires com.example.utils; // 依赖自定义工具模块exports com.example.app.api; // 暴露 API 包opens com.example.app.model to gson; // 对 gson 库开放反射访问uses com.example.spi.MyService; // 消费服务接口provides com.example.spi.MyService with com.example.impl.MyServiceImpl; // 提供实现
}
4. 迁移时的注意点
内部 API 强封装（见你上一个问题），很多 JDK 内部包需要通过
--add-exports/--add-opens临时开放，否则编译或运行失败一些第三方库（尤其是老版本）会因为反射访问被阻止而报错
打包工具（如 Maven Shade、Spring Boot fat jar）在 JPMS 下要重新配置
动态模块路径（
--module-path）与传统classpath是不同的加载机制
5. 可选迁移策略
| 场景 | 建议 |
|---|---|
| 老项目，依赖很多反射/内部 API | 先用 --illegal-access=permit 兼容运行，逐步改代码 |
| 新项目 | 直接用 JPMS，按需暴露包，依赖显式声明 |
| 想减小部署体积 | 配合 jlink 定制 JRE |
| 使用 Spring Boot 等框架 | 注意部分框架（如 Hibernate）需要 opens 才能工作 |
应用类数据共享
应用类数据共享（AppCDS，Application Class-Data Sharing）是 JDK 10 起正式引入（早期 JDK 5 就有基础的 CDS 功能），在 JDK 12 之后进一步增强的 JVM 特性，主要用于 加快 JVM 启动速度、减少内存占用。
1. 背景与原理
CDS（Class Data Sharing） 最初只针对 JDK 自带的系统类（
rt.jar、java.base等模块里的类），将它们的元数据（metadata）提前解析好，存入共享归档文件（archive file）。AppCDS 将这个机制扩展到 用户应用的类，即可以让你自己写的类也享受“提前解析+共享加载”的好处。
归档文件里存的不是
.class字节码，而是经过 类加载、链接（linking）后 JVM 内部结构（klass metadata、常量池等），因此 JVM 启动时直接映射到内存，不必重复解析字节码。
好处：
启动速度提升
省掉类加载 & 验证 & 解析元数据的时间。
内存占用降低
多个 JVM 实例可以共享同一份类元数据映射（内存映射文件），不必各自保存一份。
2. 版本演进
| JDK 版本 | 特性变化 |
|---|---|
| JDK 5 | 首次引入 CDS（仅系统类） |
| JDK 9 | 模块化后，CDS 支持模块归档 |
| JDK 10 | AppCDS 引入，支持用户类归档，但需要手动两步生成（dump → use） |
| JDK 12 | AppCDS 归档文件生成命令简化，支持动态归档（无需 -Xshare:dump 单独跑一次） |
| JDK 13+ | 自动支持 default CDS archive（开箱即用） |
| JDK 17 | AppCDS 稳定，支持容器环境（与 G1、ZGC 等配合） |
3. 使用方法（以 JDK 17 为例）
3.1 生成归档
两种方式：
方式 1：两步生成
# 1. 运行应用生成类列表
java -Xshare:off -XX:DumpLoadedClassList=classes.lst -cp app.jar com.example.Main
# 2. 根据类列表生成共享归档
java -Xshare:dump \ -XX:SharedClassListFile=classes.lst \ -XX:SharedArchiveFile=appcds.jsa \ -cp app.jar
方式 2：一键生成（JDK 12+ 动态 CDS）
java -XX:ArchiveClassesAtExit=appcds.jsa -cp app.jar com.example.Main 运行结束后会生成 appcds.jsa 文件。
3.2 使用归档
java -Xshare:on -XX:SharedArchiveFile=appcds.jsa -cp app.jar com.example.Main
4. 限制与注意事项
类路径 / 模块路径 要一致
AppCDS 归档和运行时 classpath/modulepath 必须匹配，否则 JVM 会忽略不兼容的类。
归档不可移植
归档文件和生成它的 JVM 版本、OS、架构绑定（不能跨平台或跨不同 JDK 版本用）。
仅共享类元数据，不共享字节码
方法字节码依然需要 JIT 编译，AppCDS 主要优化启动和内存占用。
动态类加载除外
如反射生成的类、运行时生成代理类等不会进入归档。
5. 最佳实践（迁移建议）
建议场景：
微服务 / Serverless 场景（频繁启动）
多 JVM 实例并行运行（容器集群）
冷启动性能敏感的 CLI 工具
优化建议：
在 CI/CD 里加一个 AppCDS 构建阶段，生成归档文件随应用一同部署。
对 classpath 做版本锁定，避免启动时因为 jar 版本变动导致归档失效。
配合
G1GC、ZGC等现代 GC 使用，最大化启动 & 内存收益。