阿里開源 Dragonwell JDK 重磅發佈 GA 版本：生產環境可用

今年 3 月份，阿里巴巴重磅開源 OpenJDK 長期支持版本 Alibaba Dragonwell 的消息，在很長一段時間內都是開發者的討論焦點，該項目在 Github 上的 Star 數迅速突破 1400。近日，Dragonwell JDK 8.0.0 正式發佈 GA 版本，這意味着其已經具有在生產環境正式運行的能力。

2019 年 3 月，Dragonwell JDK正式開源，發佈預覽 （Preview） 版本。近日，阿里巴巴重磅宣佈 Dragonwell JDK 8.0.0-GA 正式發佈，這意味着 Dragonwell JDK 已經徹底具有在生產環境運行的能力。在過去三個月時間內，Dragonwell 收到了不少來自社區成員的反饋。那麼，本次正式發佈的 GA 版本加入了哪些新特性？對開發者而言意味着什麼？

龍井 8.0.0-GA 的新變化

8.0.0-GA 的工做目的是爲了讓 Dragonwell 儘快可以在產品環境裏使用。在這個版本里咱們同步了 OpenJDK 上游社區 jdk8u212-b04 的最新更新，這也意味着咱們同步了上游最新的安全更新和補丁。

除了同步上游，Dragonwell8 還修復了一些在阿里巴巴的 Java 場景下發現的一些很是重要的 Bug，而且經受了阿里巴巴內部場景的檢驗。同時咱們也提供了一個默認的安全證書，這個證書咱們會隨時更新和維護。

熟悉 Dragonwell 的小夥伴可能都知道，Dragonwell 和 OpenJDK 上游相比提供了一些專有的特性好比：JFR，JWarmUp 等。這些特性在阿里巴巴內部獲得了普遍應用，爲阿里巴巴的 Java 業務的穩定運行立下了汗馬功勞，也能夠說是 Dragonwell 的獨門武器。在 8.0.0-GA，咱們也針對 JFR 特性作了一些修復和兼容性上的改進。因此喜歡 Dragonwell 新特性的的社區小夥伴們能夠放心大膽的使用它們了。咱們堅信，這些新特性不只可以阿里巴巴帶來價值，同時也能給社區的Java生態帶來價值。

8.0.0-GA 的發佈具體的內容你們能夠參考 github 的 release notes， 戳這裏

龍井的新徵程

介紹完龍井 8.0.0-GA 的新變化，不少小夥伴已經躍躍欲試了。別忙，在使用以前咱們再多嘮兩句，做爲龍井的家人，寶寶該如何成長，咱們有着許多的想法，但龍井是社區的孩子，但咱們也很是但願社區的小夥伴們可以幫助它們變化成長。因此咱們就一塊兒談談龍井將來可能發生那些變化。

龍井的自從誕生開始，就吸引了社區的目光，尤爲是 Dragonwell JDK 的一些新特性，幫助用戶在面臨業務挑戰時有了更多選擇。在今年 ISCA2019 Runtimes in the Cloud Tutorial 中，咱們向社區和學術界彙報了 Dragonwell 在新特性上的工做進展，也獲得了你們的積極響應。社區的反饋也是咱們下一步工做的動力，但願小夥伴多給意見。這個 talk 的介紹在這裏 http://www.cs.utah.edu/cloudruntimes/schedule.html#xiaoming  ppt 從這裏下載 http://www.cs.utah.edu/cloudruntimes/slides/xiaoming.pdf
有興趣的小夥伴能夠看下。

Dragonwell 目前存在的幾個特性都是通過阿里巴巴龐大 Java 場景的檢驗，在穩定性上是很是可靠的。下面咱們就來具體談談這幾個特性。

JWarmUp

JWarmUp 這個特性是爲了解決阿里巴巴的雙 11 場景中搶購場景 Java 系統 Warmup 的痛點。以普通的 Java 應用舉例，JVM 須要通過解釋執行 (interpreter) 找到熱點，而後經過 JIT 編譯器來加速熱點方法的運行。對於高併發的場景，應用啓動以後會有很長的時間處於尋找熱點，編譯熱點的狀態，這時不少性能指標 (CPU 使用率, TPS 吞吐量, RT 響應時間)是不理想的。換句話，當 Java 應用啓動並提供服務以後，在至關長的時間內，處於一種 Warmup 的狀態，這時候雖然 Java 可以對外提供服務，但服務的質量是比較差的，若是在這個階段用戶的併發比較高，那麼就每每會形成服務質量的降級乃至服務崩潰。

爲了優化這個過程，一般的工業實踐會在 Java 啓動後引入"預熱" (Warmup) 這個步驟，經過一些人爲導入的數據來讓應用提早加熱，在預熱完成以前，用戶的請求經過網絡控制不讓它發送到 Java 進程，在預熱完成以後纔打開流量限制讓 Java 真正提供服務。這個作法能夠部分緩解上述問題，可是這個方案在不少場景下會有一些侷限性，這是由於不少狀況下，獲取一份高質量的預熱數據是很困難的。而預熱數據的正確性直接影響到預熱的效果，與實際狀況相符的數據能夠提升編譯的質量，若是不一致，有時反而會形成反面效果，好比一種常見的狀況是預熱時會漏掉一些重要方法沒有被調用。更糟糕的狀況是因爲和實際狀況不一致，致使 JVM 「退優化」已編譯的方法，從新開始編譯，反而惡化了情況。因而可知，如何準備預熱數據實際上是一個挺複雜的問題，在實際運維中尚未很好的解決方法。

Dragonwell 提出的 JWarmup 技術從 JVM 層面來解決這個痛點，基本原理是利用以前運行的狀況找到熱點方法和 java class 信息，以後的 JVM 運行實例能夠利用上次的信息來預熱，不須要經過人爲數據來預熱。收集熱點的實例能夠有多種選擇，例如在應用集羣中選擇一個節點，也能夠在發佈過程當中選擇一個 beta 發佈的階段來收集。相比以前「人爲數據」的方式，主要有這幾個優點：

1. 收集熱點的時候能夠利用真實數據，達到更好的編譯效果。
2. 加速預熱的過程。因爲熱點方法能夠在加載後直接編譯，節省了解釋執行，profiling 等過程。

這個功能在 specjvm2008 的基準測試中，對於某些測試用例，跑分會有明顯提升：

# 標準OpenJDK在specjvm2008的xml.validation測試用例上的跑分
Score on xml.validation: 268.07 ops/m
# Dragonwell在specjvm2008的xml.validation測試用例上的跑分
Score on xml.validation: 294.95 ops/m

能夠看出 Dragonwell 將 xml.validation 的跑分從 268.07 ops/m 提升到 294.95 ops/m，大概有10%的提升。

這個特性在阿里巴巴的雙 11 搶購場景中獲得了大量的驗證，能夠說是 Dragonwell 的祕密武器。目前咱們也正在社區努力推動，但願經過 JEP 的方式，把這個功能推動到上游 OpenJDK 社區。畢竟好用的東西，不能只有咱們本身有，你們要共同富裕纔是王道。目前這個 JEP Draft 正在社區 review 的階段，小夥伴若是以爲這個特性好用的話，也能夠 OpenJDK 社區的郵件列表裏表明中國開發者爲 Dragonwell 發聲。

JFR

JFR 全名是 Java Flight Recorder（Java 飛行記錄儀）, 是 Dragonwell 的一個功能特性，當該功能被打開後，JVM 可以以很是小的性能開銷記錄 Java 運行過程當中產生的各類運行時數據。產生的 JFR 數據包含 JVM 運行時的各類微觀細節，能夠被 JMC(Java Mission Control) 進行分析。JMC 是一個桌面應用程序，經過解析 JFR 數據，JMC 可以高效快速的定位線上產品環境的各類故障。它可以分析內存分配熱點，方法調用熱點，方法調用超時分析，內存泄漏，IO 活動，線程活動等各個方面，幫助 Java 用戶保證服務的穩定。

阿里巴巴平常開發過程當中遇到的不少問題都是經過 JFR 獲得解決的，能夠說是 Java 故障診斷的一個利器。JFR 這個功能在 OpenJDK 11 以及以上的版本纔有。在阿里巴巴的推進努力下，JFR 功能已經開始被 OpenJDK 社區接受，計劃進 OpenJDK 8u 主線，目前社區的移植工做正在 incubator 分支緊張得進行當中，在不遠的未來，整個 OpenJDK 8 的下游生態均可以享受這個工做成果。

Dragonwell 做爲 JFR 在 OpenJDK 8u 社區工做的參與方，會源源不斷的把 JFR 的最新工做成果及時引入 Dragonwell，Dragonwell 的用戶能夠說有福了。另外，除了 JFR 社區現有的功能，Dragonwell 在 JFR 上也作了不少加強和創新，一方面咱們會積極把這些 JFR 的新特性反饋給上游 OpenJDK 社區，另外，在推進上游的同時，Dragonwell 的用戶會自然的享有一些特別的福利：在上游社區接受這些特性以前，Dragonwell 會最早開源這些新功能。

神祕嘉賓： ElasticHeap

最後就要介紹下咱們的神祕嘉賓 ElasticHeap 了。Dragonwell 會源源不斷地把阿里巴巴內部的一些創新特性反饋到社區，ElasticHeap 就是繼 JFR，JWarmUp 以後，Dragonwell 帶着滿滿的誠意計劃開放的第三個新特性（進入下一個版本發佈），OpenJDK 社區也是沒有的哦。

你們知道，Java 做爲高級語言會帶有垃圾回收器，隨着程序的運行，Java 會把用戶配置的內存逐漸所有使用掉。即便這些 Java 進程後來變得比較空閒，不須要這麼多資源了，那這些被佔用掉的內存也不會歸還給操做系統，從資源利用的角度，這會帶來某種意義上的浪費。而 Dragonwell 的 ElasticHeap 就改變了這種狀況，這是一個基於 G1 GC 的動態堆彈性伸縮的功能，能夠有效節約 java 進程實際物理內存佔用。Openjdk8 僅支持在 Full GC 時按照必定規則歸還物理內存。而 Dragonwell 的 ElasticHeap 提供了更敏捷有效的歸還內存的方式，有以下幾個特色：

1. 不依賴 Full GC 和其餘 STW 暫停處理彈性堆伸縮，不增長額外 STW 開銷，不影響 Java 線程服務。
2. 支持多種模式。

a. 根據內存分配速度和 GC 壓力自適應調整堆大小（自動歸還內存）    
b. 根據 jcmd/MXBean 命令主動式限制堆的大小(可整堆限制或分代限制）

下圖是阿里巴巴電商應用在雙 11 時使用 ElasticHeap GC 壓力自適應堆調整的應用的監控圖

1. 圖中上半部分爲 CPU 使用率，下半部分爲物理內存使用率
2. 雙 11 整點當服務流量進來時 （traffic peak starts），CPU 使用率大幅提高
3. 同時開啓 ElasticHeap 堆內存自適應調整時，會配合 GC 壓力增大快速回漲堆內存；流量退去 CPU 利用率變小後，GC 壓力變小後，迅速的歸還物理內存
4. 本例中，低流量時歸還物理內存約 20-30%

各位小夥伴們請期待吧，ElasticHeap 將在下個版本的發佈中揭開神祕面紗。

安裝使用

目前 Alibaba Dragonwell 只支持 Linux x86-64 平臺，開發者可經過以下步驟使用 Alibaba Dragonwell。

安裝 Alibaba Dragonwell

1. 選項一：下載預編譯 Dragonwell 二進制包

• 從 Alibaba Dragonwell 的 Github 頁面下載二進制 tar 包，連接 https://github.com/alibaba/dragonwell8/releases
• 將下載下來的 tar 包解壓到目標安裝目錄便可

1. 選項二：使用 YUM 工具安裝

Alibaba Cloud Linux 2 YUM 倉庫已經正式支持阿里巴巴 Dragonwell JDK，該 YUM 倉庫與 Aliyun Linux 17.1， Red Hat Enterprise Linux 7 以及 Centos 7 徹底兼容。


對於使用 Alibaba Cloud Linux 2 操做系統的用戶，只須要執行 sudo yum install -y java-1.8.0-alibaba-dragonwell 就能夠順利安裝。


若是用戶沒有使用 Alibaba Cloud Linux 2，但使用的 Linux 發行版和 Alibaba Cloud Linux 2 YUM 倉庫兼容，那麼在 yum install 安裝前須要手動將 Alibaba Cloud Linux 2 YUM 倉庫添加到操做系統的 YUM 源裏去。添加的方法很簡單，只須要在 /etc/yum.repos.d/ 裏添加一個包含以下內容的 alilinux-plus.repo 文件便可。

# plus packages provided by Aliyun Linux dev team
[plus]
name=AliYun-2.1903 - Plus - mirrors.aliyun.com
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/alinux/2.1903/plus/$basearch/
gpgcheck=1
gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/alinux/RPM-GPG-KEY-ALIYUN

爲 Java 應用啓用 Alibaba Dragonwell

對於使用預編譯 Dragonwell 二進制包的 JDK 用戶，只需將應用腳本或者環境變量中的 JDK 目錄變量（通常是 JAVA_HOME） 指向上一步中安裝的 Alibaba Dragonwell 目錄。而後，重啓應用以使用 Alibaba Dragonwell JDK 配置。
若是用戶是經過 YUM 工具安裝的 Dragonwell JDK，YUM 會在安裝過程提示 JDK 的使用方法，提示的內容以下

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Alibaba Dragonwell is installed to:
    /opt/alibaba/java-1.8.0-alibaba-dragonwell-8.0.0.212.b04-1.al7
You can set Alibaba Dragonwell as default JDK by exporting the
following ENV VARs:
$ export JAVA_HOME=/opt/alibaba/java-1.8.0-alibaba-dragonwell-8.0.0.212.b04-1.al7
$ export PATH=${JAVA_HOME}/bin:$PATH
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總結

龍井 8.0.0-GA 的發佈宣告着 Dragonwell 進入一個新徵程，愈來愈多的新特性將會被開源。也但願社區小夥伴們多多支持，龍井 JDK 將和整個中國的 Java 開發者一塊兒，爲加強國內 Java 生態力量而努力，讓中國開發者的聲音被全世界所傾聽。