一、GraalVM

什么是GraalVM

• GraalVM是Oracle官方推出的一款高性能JDK，使用它享受比OpenJDK或者OracleJDK更好的性能。
• GraalVM的官方网址：https://www.graalvm.org/
• 官方标语：Build faster, smaller, leaner applications。

更低的CPU、内存使用率

官方标语：Build faster, smaller, leaner applications。

• 更低的CPU、内存使用率
• 更快的启动速度，无需预热即可获得最好的性能
• 更好的安全性、更小的可执行文件
• 支持多种框架Spring Boot、Micronaut、Helidon 和 Quarkus。
• 多家云平台支持。
• 通过Truffle框架运行JS、Python、Ruby等其他语言。

GraalVM的两种运行模式

JIT（ Just-In-Time ）模式 ，即时编译模式

JIT模式的处理方式与Oracle JDK类似，满足两个特点：

• Write Once,Run Anywhere -> 一次编写，到处运行。
• 预热之后，通过内置的Graal即时编译器优化热点代码，生成比Hotspot JIT更高性能的机器码。

GraalVM的两种模式

AOT（Ahead-Of-Time）模式 ，提前编译模式

AOT 编译器通过源代码，为特定平台创建可执行文件。比如，在Windows下编译完成之后，会生成exe文件。通过这种方式，达到启动之后获得最高性能的目的。但是不具备跨平台特性，不同平台使用需要单独编译。这种模式生成的文件称之为Native Image本地镜像。

GraalVM企业级应用 - Serverless架构

传统的系统架构中，服务器等基础设施的运维、安全、高可用等工作都需要企业自行完成，存在两个主要问题：

1、开销大，包括了人力的开销、机房建设的开销。

2、资源浪费，面对一些突发的流量冲击，比如秒杀等活动，必须提前规划好容量准备好大量的服务器，这些服务器在其他时候会处于闲置的状态，造成大量的浪费。

Serverless架构

随着虚拟化技术、云原生技术的愈发成熟，云服务商提供了一套称为Serverless无服务器化的架构。企业无需进行服务器的任何配置和部署，完全由云服务商提供。比较典型的有亚马逊AWS、阿里云等。

函数计算

Serverless架构中第一种常见的服务是函数计算（Function as a Service），将一个应用拆分成多个函数，每个函数会以事件驱动的方式触发。典型代表有AWS的Lambda、阿里云的FC。

函数计算主要应用场景有如下几种：

• 小程序、API服务中的接口，此类接口的调用频率不高，使用常规的服务器架构容易产生资源浪费，使用Serverless就可以实现按需付费降低成本，同时支持自动伸缩能应对流量的突发情况。
• 大规模任务的处理，比如音视频文件转码、审核等，可以利用事件机制当文件上传之后，自动触发对应的任务。

函数计算的计费标准中包含CPU和内存使用量，所以使用GraalVM AOT模式编译出来的本地镜像可以节省更多的成本

二、新一代的GC

1、垃圾回收器的技术演进

2、什么是Shenandoah？

Shenandoah 是由Red Hat开发的一款低延迟的垃圾收集器，Shenandoah 并发执行大部分 GC 工作，包括并发的整理，堆大小对STW的时间基本没有影响。

3、ZGC

什么是ZGC？

ZGC 是一种可扩展的低延迟垃圾回收器。ZGC 在垃圾回收过程中，STW的时间不会超过一毫秒，适合需要低延迟的应用。支持几百兆到16TB 的堆大小，堆大小对STW的时间基本没有影响。

ZGC降低了停顿时间，能降低接口的最大耗时，提升用户体验。但是吞吐量不佳，所以如果Java服务比较关注QPS（每秒的查询次数）那么G1是比较不错的选择。

ZGC的使用方法

OracleJDK和OpenJDK中都支持ZGC，阿里的DragonWell龙井JDK也支持ZGC但属于其自行对OpenJDK 11的ZGC进行优化的版本。

建议使用JDK17之后的版本，延迟较低同时无需手动配置并行线程数。

分代 ZGC添加如下参数启用 -XX:+UseZGC -XX:+ZGenerational

非分代 ZGC通过命令行选项启用 -XX:+UseZGC

ZGC的参数设置

ZGC在设计上做到了自适应，根据运行情况自动调整参数，让用户手动配置的参数最少化。

• 自动设置年轻代大小，无需设置-Xmn参数。
• 自动晋升阈值（复制中存活多少次才搬运到老年代），无需设置-XX:TenuringThreshold。
• JDK17之后支持自动的并行线程数，无需设置-XX:ConcGCThreads。

需要设置的参数：

-Xmx 值 最大堆内存大小

这是ZGC最重要的一个参数，必须设置。ZGC在运行过程中会使用一部分内存用来处理垃圾回收，所以尽量保证堆中有足够的空间。设置多少值取决于对象分配的速度，根据测试情况来决定。

可以设置的参数：

-XX:SoftMaxHeapSize=值

ZGC会尽量保证堆内存小于该值，这样在内存靠近这个值时会尽早地进行垃圾回收，但是依然有可能会超过该值。例如，-Xmx5g -XX:SoftMaxHeapSize=4g 这个参数设置，ZGC会尽量保证堆内存小于4GB，最多不会超过5GB。

ZGC的调优

GC 中可以使用Linux的Huge Page大页技术优化性能，提升吞吐量、降低延迟。

注意：安装过程需要 root 权限，所以ZGC默认没有开启此功能。

总结

ZGC和Shenandoah设计的目标都是追求较短的停顿时间，他们具体的使用场景如下：

两种垃圾回收器在并行回收时都会使用垃圾回收线程占用CPU资源

• 在内存足够的情况下，ZGC垃圾回收表现的效果会更好，停顿时间更短
• 在内存不是特别充足的情况下， Shenandoah GC表现更好，并行垃圾回收的时间较短，用户请求的执行效率比较高。