直接可以拿来的面经 | 从JDK 8到JDK 21：一次团队升级的实战经验与价值复盘

道可到2025-10-14 11:44

从JDK 8到JDK 21：一次团队升级的实战经验与价值复盘（含丰富代码示例）

1. 背景：为什么要升级？

在过去十年，JDK 8凭借稳定性和生态优势，成为企业Java开发的"定海神针"。但随着Spring Boot 3.x要求JDK 17起步，微服务架构普及，以及虚拟线程、模式匹配等革命性特性落地，继续坚守JDK 8已成为技术债务。

我们团队在2024年启动了从JDK 8到JDK 21的升级项目，目标不仅是版本迭代，更是提升开发效率、降低运维成本、增强系统性能。

2. 升级策略：如何组织团队有序推进？

（1）原则：风险可控、收益最大化

  • 渐进式升级：先将核心服务迁移到JDK 17（Spring Boot 3.x兼容），再升级到JDK 21。
  • 双环境验证：开发环境和CI/CD流水线同时支持JDK 8与JDK 21，确保回退机制。
  • 预览特性评估：只启用已正式发布的特性，避免生产环境风险。

（2）分阶段执行

  • 阶段一：调研与PoC
    • 对比JDK 8与JDK 21特性，评估对现有代码的影响。
    • 选取非核心模块进行PoC，验证兼容性和性能提升。
  • 阶段二：工具链升级
    • 升级IDE（IntelliJ IDEA 2023）、构建工具（Maven/Gradle）、CI/CD插件。
    • 引入 --enable-preview 参数用于测试新特性（仅在测试环境）。
  • 阶段三：代码改造
    • 使用 jdeps 分析依赖，清理废弃API。
    • 引入新语法（switch表达式、文本块、var）提升可读性。
  • 阶段四：性能压测
    • 对比虚拟线程与传统线程池在高并发场景下的吞吐量。
    • 验证GC性能（G1 vs ZGC）在大内存场景下的停顿时间。
  • 阶段五：生产切换
    • 灰度发布，监控CPU、内存、响应时间。
    • 完成全量迁移后，冻结JDK 8环境。

3. 升级成果：我们达到了什么？

开发效率

  • 代码简洁度 ：引入 switch 表达式、文本块，减少样板代码约30%。
  • 数据类定义 ：record 替代传统POJO，减少重复代码。

性能

  • 并发能力：虚拟线程替代线程池，QPS提升约3倍，线程创建成本下降显著。
  • GC优化：在大内存场景下停顿时间从百毫秒降至个位数毫秒（ZGC）。

运维

  • 容器镜像更小：迁移至更精简的基础镜像，部署速度更快。
  • 第三方依赖减少：原生HTTP Client替代Apache HttpClient等，降低安全风险与维护成本。

4. 对公司带来的价值

  • 业务响应更快：高并发场景下，订单处理延迟明显降低，用户体验提升。
  • 研发成本下降：代码维护难度降低，需求交付周期缩短。
  • 技术品牌提升：升级到最新LTS版本，增强团队技术竞争力，吸引更多优秀人才。

5. 面试亮点总结

我主导了从JDK 8到JDK 21的升级项目，制定分阶段策略确保风险可控。通过引入虚拟线程、模式匹配等新特性，我们将系统吞吐量提升了数倍、代码维护成本下降，并减少第三方依赖，显著提升安全性和运维效率。这不仅优化了技术栈，也为公司带来了实实在在的业务价值。

6. 丰富代码示例库（可直接复制）

说明：示例除特别标注外均可在JDK 21下直接运行。涉及预览特性 的示例需要 --enable-preview。

6.1 instanceof 模式匹配：告别显式强制类型转换

Java 8 写法

java 复制代码 
Object e = getException();
if (e instanceof MethodArgumentNotValidException) {
    MethodArgumentNotValidException ex = (MethodArgumentNotValidException) e;
    BindingResult result = ex.getBindingResult();
    handle(result);
}

Java 21 写法（JDK 16 正式）

java 复制代码 
Object e = getException();
if (e instanceof MethodArgumentNotValidException ex) {
    BindingResult result = ex.getBindingResult();
    handle(result);
}

6.2 switch 表达式：更紧凑的分支与返回值

Java 8 写法

java 复制代码 
String dayType;
switch (day) {
    case 1: case 2: case 3: case 4: case 5:
        dayType = "Weekday";
        break;
    case 6: case 7:
        dayType = "Weekend";
        break;
    default:
        throw new IllegalArgumentException("Invalid day: " + day);
}

Java 21 写法（JDK 14 正式）

java 复制代码 
String dayType = switch (day) {
    case 1, 2, 3, 4, 5 -> "Weekday";
    case 6, 7 -> "Weekend";
    default -> throw new IllegalArgumentException("Invalid day: " + day);
};

6.3 模式匹配 switch（支持 null）

Java 21（JDK 21 正式）

java 复制代码 
String format(Object obj) {
    return switch (obj) {
        case Integer i -> String.format("int %d", i);
        case Long l    -> String.format("long %d", l);
        case null      -> "null";
        default        -> obj.toString();
    };
}

6.4 文本块（Text Blocks）：写 JSON/SQL/HTML 更优雅

JSON

java 复制代码 
String json = """
{
  "name": "张三",
  "age": 38
}
""";

SQL

java 复制代码 
String sql = """
SELECT id, name, status
FROM orders
WHERE status IN ('PENDING', 'PAID')
ORDER BY created_at DESC
""";

HTML

java 复制代码 
String html = """
<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
  <head><meta charset="UTF-8"><title>Demo</title></head>
  <body>
    <h1>Hello, JDK 21</h1>
  </body>
</html>
""";

6.5 原生 HTTP Client（JDK 11 正式）

同步 GET

java 复制代码 
HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
        .uri(URI.create("https://api.example.com/v1/orders"))
        .timeout(Duration.ofSeconds(10))
        .build();
HttpResponse<String> resp = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
System.out.println(resp.statusCode());
System.out.println(resp.body());

POST JSON

java 复制代码 
String payload = """
{
  "productId": "SKU-123",
  "qty": 2
}
""";
HttpRequest post = HttpRequest.newBuilder()
        .uri(URI.create("https://api.example.com/v1/checkout"))
        .header("Content-Type", "application/json")
        .POST(HttpRequest.BodyPublishers.ofString(payload))
        .build();
HttpResponse<String> res = client.send(post, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());

异步请求

java 复制代码 
CompletableFuture<HttpResponse<String>> future = client.sendAsync(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
future.thenApply(HttpResponse::body)
      .thenAccept(System.out::println)
      .join();

6.6 局部变量类型推断 var

java 复制代码 
var map = new HashMap<String, List<Employee>>();
map.put("dev", List.of(new Employee("Alice", "dev", 20_000)));

var stream = Stream.of(1, 2, 3).map(i -> i * 2);
stream.forEach(System.out::println);

6.7 虚拟线程（Virtual Threads，JDK 21 正式）

批量抓取 URL（对比传统线程池）

java 复制代码 
List<String> urls = List.of(
    "https://example.com/a", "https://example.com/b", "https://example.com/c"
);
HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();

// 传统方式：固定线程池
try (ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(8)) {
    long t1 = System.nanoTime();
    List<Future<Integer>> results = new ArrayList<>();
    for (String url : urls) {
        results.add(pool.submit(() -> client.send(
            HttpRequest.newBuilder(URI.create(url)).build(),
            HttpResponse.BodyHandlers.discarding()).statusCode()));
    }
    for (Future<Integer> f : results) System.out.println(f.get());
    long t2 = System.nanoTime();
    System.out.println("fixed pool took: " + (t2 - t1) / 1_000_000 + " ms");
}

// 虚拟线程方式
try (ExecutorService vexec = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
    long t1 = System.nanoTime();
    List<Future<Integer>> results = new ArrayList<>();
    for (String url : urls) {
        results.add(vexec.submit(() -> client.send(
            HttpRequest.newBuilder(URI.create(url)).build(),
            HttpResponse.BodyHandlers.discarding()).statusCode()));
    }
    for (Future<Integer> f : results) System.out.println(f.get());
    long t2 = System.nanoTime();
    System.out.println("virtual threads took: " + (t2 - t1) / 1_000_000 + " ms");
}

6.8 Record：数据类的终极简化（JDK 16 正式）

java 复制代码 
public record Employee(String name, String department, int salary) {
    public Employee {
        if (salary < 0) throw new IllegalArgumentException("salary must be >= 0");
    }
}

Employee e = new Employee("Alice", "dev", 20000);
System.out.println(e);      // 自动 toString
System.out.println(e.name()); // 自动访问器

6.9 快速创建不可变集合（JDK 9 正式）

java 复制代码 
List<String> list = List.of("a", "b", "c");
Set<String> set = Set.of("x", "y", "z");
Map<String, Integer> map = Map.of("a", 1, "b", 2);

6.10 Try-With-Resources 改进（JDK 9 正式）

Java 8

java 复制代码 
try (InputStream in = new FileInputStream("input.txt")) {
    // use in
}

Java 21

java 复制代码 
var in = new FileInputStream("input.txt");
var out = new FileOutputStream("output.txt");
try (in; out) {
    in.transferTo(out);
}

6.11 Sequenced Collections（JDK 21 正式）

java 复制代码 
List<Integer> list = new ArrayList<>(List.of(10, 20, 30));
Integer first = list.getFirst();
Integer last  = list.getLast();
System.out.println(first + "," + last); // 10,30

// reversed 视图（只读场景更直观）
for (int x : list.reversed()) {
    System.out.println(x);
}

6.12 Sealed Classes（JDK 17 正式）

java 复制代码 
public sealed interface Shape permits Circle, Rectangle {}
public final class Circle implements Shape { double r; }
public final class Rectangle implements Shape { double w, h; }

String describe(Shape s) {
    return switch (s) {
        case Circle c -> "circle r=" + c.r;
        case Rectangle r -> "rect " + r.w + "x" + r.h;
    };
}

6.13 更友好的 NullPointerException（JDK 14 起）

java 复制代码 
class Demo { Demo child; }
Demo d = new Demo();
d.child.child.toString(); // 触发 NPE，消息将精确指出是 d.child 为 null

6.14 Scoped Values（预览，JDK 21）

运行需要 --enable-preview。

java 复制代码 
import java.lang.ScopedValue;

public class ScopedDemo {
    static final ScopedValue<String> USER = ScopedValue.newInstance();

    public static void main(String[] args) {
        ScopedValue.where(USER, "alice").run(() -> {
            // 在当前作用域内传递只读上下文，适配虚拟线程
            System.out.println("user=" + USER.get());
        });
    }
}

7. 编译与运行指令（含预览特性）

普通编译/运行（JDK 21）

bash 复制代码 
javac MyApp.java
java MyApp

启用预览特性

bash 复制代码 
javac --enable-preview --release 21 ScopedDemo.java
java --enable-preview ScopedDemo

针对旧版编译目标（示例：编译为 Java 8 级别字节码）

bash 复制代码 
javac --release 8 LegacyCompat.java

8. JVM 与 GC 示例参数（按需调整）

说明：不同业务场景需压测后再定参数，以下为常见起步示例。

G1（JDK 9+ 默认，面向通用场景）

bash 复制代码 
java   -XX:+UseG1GC   -XX:MaxGCPauseMillis=100   -Xms2g -Xmx2g   -jar app.jar

ZGC（JDK 11 引入，JDK 21 更成熟，面向低停顿与大堆）

bash 复制代码 
java   -XX:+UseZGC   -Xms4g -Xmx4g   -jar app.jar

9. 持续交付与质量保障清单（速用）

  • CI 同时编译/测试：--release 8 与 JDK 21 原生构建并行跑。
  • 单元测试与契约测试：升级前后接口兼容性保障。
  • 压测基线：TPS/QPS/延迟分布（p95/p99）与 GC 暂停时间对比。
  • 安全扫描：移除三方 HTTP 客户端后重新做依赖安全审计。
  • 灰度与回滚：分批迁移、指标守护、快速回滚预案。

附：小贴士

  • 生产禁止启用预览特性（无必要别开）。
  • record 不可变且自动生成 equals/hashCode/toString，适合 DTO/VO。
  • 虚拟线程适合高并发阻塞型 IO，CPU 密集型任务仍需配合并行流或自定义调度。

祝你升级顺利，也欢迎把这篇文章直接用作面试材料！

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