JDK 11：JVM 与运行时更新#

本页讲 「工具与运行时」 这一桶：升级到 JDK 11，JVM 本身发生了什么变化。语言特性见 var。

运行时主线#

从 JDK 8 升到 11，JVM 层最该知道的三件事：

1. 默认 GC 从 Parallel 换成了 G1（其实 JDK 9 起就换了，11 只是 LTS 承接）——停顿更可控、配置更省心。
2. 两台全新实验性 GC 登场：Epsilon（只分配不回收）与 ZGC（低延迟）——为后续 LTS 的 GC 演进铺路。
3. JFR（Java Flight Recorder）开源、单文件源码可直接 java X.java 启动——观测与上手成本双双降低。

G1 成为默认（并补上并行 Full GC）#

为什么需要#

JDK 8 在服务器级机器上默认用 Parallel GC：吞吐高，但 Full GC 是整堆、长停顿。G1 把堆切成多个区域（region），优先回收"垃圾最多"的区域，能在较大堆上把停顿控制在目标内。

怎么用#

JDK 9 起（JEP 248）G1 已是默认，什么都不用配。想显式指定或调停顿目标：

java -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=200 -jar app.jar

并行 Full GC（JEP 307，JDK 10 引入、JDK 11 LTS 承接）：JDK 10 之前的 G1 Full GC 是单线程兜底，此后改为多线程并行，worst-case 停顿大幅缩短。

底层原理#

graph LR
    H["堆 = 多个 region"] --> Y["年轻代 region<br/>Eden/Survivor"]
    H --> O["老年代 region"]
    H --> G["大对象 humongous region"]
    Y -->|GC 优先回收垃圾最多的 region| P["可控停顿 Pause"]
    O -.Full GC（JDK 11 起并行）.- P
    style H fill:#bbdefb
    style P fill:#ffe0b2

Epsilon：无操作（no-op）GC#

为什么需要#

有时你根本不想回收——做性能基线（隔离 GC 噪音）、跑短生命周期程序、压测分配吞吐。Epsilon（JEP 318）就是一个只分配、永不回收的 GC：堆满即 OOM，不做任何回收工作。

怎么用#

JDK 11 中 Epsilon 是实验特性，需先解锁再启用（本机实测可用）：

java -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseEpsilonGC -jar app.jar

下面是 examples/epsilon-gc/ 里真实可运行的演示（snippets 嵌入，零漂移）：

package com.javamodern.epsilon;

import java.lang.management.GarbageCollectorMXBean;
import java.lang.management.ManagementFactory;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

/**
 * 演示 Epsilon：无操作（no-op）垃圾收集器（JEP 318，JDK 11 实验）。
 *
 * <p>Epsilon 只分配内存、永不回收，用于性能测试与最后一滴延迟优化。
 * 测试 JVM 必须以 {@code -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseEpsilonGC} 启动
 * （见 {@code pom.xml} 的 surefire {@code argLine}）。
 */
public class EpsilonGcDemo {

    /** 当前所有 GC MXBean 的名字（Epsilon 下只有一个 "Epsilon Heap"）。 */
    public static List<String> gcNames() {
        return ManagementFactory.getGarbageCollectorMXBeans().stream()
                .map(GarbageCollectorMXBean::getName)
                .collect(Collectors.toList());
    }

    /**
     * 触发一次显式 GC 后，所有 GC bean 累计回收次数之和。
     *
     * <p>Epsilon 把 {@code System.gc()} 当作 no-op，故恒为 {@code 0}；
     * 而 G1 等会递增（实测对照见文档）。
     */
    public static long totalCollectionsAfterGc() {
        System.gc(); // (1)
        long total = 0;
        for (GarbageCollectorMXBean b : ManagementFactory.getGarbageCollectorMXBeans()) {
            if (b.getCollectionCount() >= 0) {
                total += b.getCollectionCount();
            }
        }
        return total;
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("GC beans = " + gcNames());
        System.out.println("collections after System.gc() = " + totalCollectionsAfterGc());
    }
}

1. :material-lightbulb: System.gc() 在 Epsilon 下是 no-op——它不回收，累计回收次数恒为 0。换 G1 跑同一段代码，次数会递增。

运行 EpsilonGcDemo.main 的实测输出（JDK 11 + Epsilon）：

GC beans = [Epsilon Heap]
collections after System.gc() = 0

对照：同样的代码在 G1 下 collections after System.gc() 为 1——证明 Epsilon 真的不回收。本仓库 examples/epsilon-gc 的测试用这条差异做断言（EpsilonGcDemoTest）。

底层原理#

graph LR
    A["new Object()"] --> B["Epsilon 线性分配<br/>仅移动指针 bump-the-pointer"]
    B --> C{"堆满?"}
    C -- 否 --> B
    C -- 是 --> OOM["OutOfMemoryError<br/>不回收"]
    style A fill:#bbdefb
    style OOM fill:#ffcdd2

其他运行时更新#

与 JDK 8 对比#

java -jar app.jar            # 默认 Parallel：吞吐优先，Full GC 长停顿
javac Hello.java && java Hello   # 必须先编译

java -jar app.jar            # 默认 G1：停顿可控
java -XX:+UseEpsilonGC -jar bench.jar   # 实验：完全不回收
java -XX:StartFlightRecording=duration=60s,filename=app.jfr -jar app.jar
java Hello.java             # 单文件直接跑

常见坑 / 最佳实践#

• 升到 11 就已切到 G1：别再无脑加 -XX:+UseParallelGC，除非吞吐型负载有实测收益。
• Epsilon 会 OOM：它不回收，堆满即崩；只用于受控的短任务或压测，生产长跑别用。
• 实验性标志要解锁：JDK 11 的 Epsilon/ZGC 需 -XX:+UnlockExperimentalVMOptions 前缀，漏了会报 Unrecognized VM option。
• JFR 默认开销极低（<1%）：可常开做生产诊断；但 .jfr 文件要用 jcmd 或 JDK Mission Control 分析。

小结#

JDK 11 的 JVM 升级围绕「让默认值更好 + 给未来铺路」：G1 默认化让多数应用直接受益，Epsilon/ZGC 实验性登场为低延迟铺路，JFR 开源与单文件启动降低观测与上手门槛。

参考#

• JEP 248: Make G1 the Default Garbage Collector
• JEP 307: Parallel Full GC for G1
• JEP 318: Epsilon: A No-Op Garbage Collector
• JEP 333: ZGC: A Scalable Low-Latency GC (Experimental)
• JEP 328: Flight Recorder
• JEP 330: Launch Single-File Source-Code Programs