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一、JEP 483 提前加载与链接类
JEP 483，名为“提前加载与链接类”，是 Java 24 引入的一项功能，旨在通过在 HotSpot JVM 启动时让类的加载和链接状态立即可用来缩短启动时间。它通过监控应用程序的一次训练运行来记录使用的类，然后创建缓存供后续运行使用，从而实现这一目标。
这项功能特别适用于启动时间至关重要的应用程序，例如网络服务、桌面应用等。通过提前加载和链接类，应用程序启动时无需等待动态加载和链接，从而提升用户体验和效率。
二、在Java 17基础上优化了什么？
在 Java 17 中，类数据共享（CDS）功能通过共享类元数据来加速启动，但类加载和链接仍发生在运行时。JEP 483 在 Java 24 中进一步优化，不仅共享元数据，还提前加载和链接类，使启动时间比 Java 17 更短。
CDS 允许多个 JVM 实例共享只读的类元数据，减少了每次启动时解析和验证类文件的开销。
然而，CDS 主要加速了类加载过程，类的实际加载和链接仍发生在运行时，依赖于首次使用。
相比之下，JEP 483 在 Java 24 中扩展了 CDS 的功能：
不仅共享元数据，还提前加载和链接类，使它们在 JVM 启动时已处于可用状态。
例如，性能示例显示简单应用如 HelloStream 启动时间从 0.031 秒减少到 0.018 秒，改善了 42%，缓存大小为 11.4 MB。
这一提升意味着 Java 24 的应用程序在启动时无需动态加载和链接类，从而进一步缩短了启动时间。
三、透过现象看本质
使用命令如 java -XX:AOTMode=record -XX:AOTConfiguration=app.aotconf -cp app.jar com.example.App ... 监控应用程序，记录加载和链接的类。
基于训练运行的结果，使用 java -XX:AOTMode=create -XX:AOTConfiguration=app.aotconf -XX:AOTCache=app.aot -cp app.jar创建提前加载和链接的缓存。
在后续运行中，使用 java -XX:AOTCache=app.aot -cp app.jar com.example.App ... 加载缓存，使类提前准备好。
四、实现细节与限制
使用相同的 JDK 版本、硬件架构（如 x64 或 aarch64）和操作系统。类路径必须使用 JAR 文件，不支持目录，模块选项（如 -m、–module-path）也需保持一致。
当前不支持 ZGC、用户定义的类加载器加载的类、旧字节码验证器和签名类（在这些情况下会回退到即时加载和链接）。
提供 -XX:AOTMode=on检查配置，-XX:AOTMode=off禁用，-XX:AOTMode=auto为默认行为。
五、适用场景
通过提前加载和链接类，JEP 483 减少了这些延迟，使应用程序能够更快地进入可用状态。此外，它还为未来的启动和预热时间优化奠定了基础，例如计划支持用户定义的类加载器和 ZGC。
JEP 483 主要针对 Java 应用程序启动时间慢的问题：
1、类数量多：大型应用程序可能需要加载数千个类文件，动态加载会导致显著延迟。
2、依赖复杂：复杂的类依赖关系可能导致启动过程中的多次加载和链接操作。
3、用户体验：对于桌面应用或网络服务，慢启动可能影响用户满意度。
4、网络服务：如 Spring PetClinic，性能示例显示启动时间从 4.486 秒减少到 2.604 秒，改善了 42%。
5、桌面应用：用户期望快速启动的软件，如 IDE 或工具。
六、性能测试
以下是 JEP 483 的性能示例，展示了与 JDK 23 的对比：
| 程序 | JDK 23 时间 (秒) | AOT 缓存时间 (秒) | 改善比例 | 缓存大小 (MB) |
|---|---|---|---|---|
| HelloStream | 0.031 | 0.018 | 42% | 11.4 |
| Spring PetClinic | 4.486 | 2.604 | 42% | 130 |
这些数据表明，对于不同规模的应用程序，JEP 483 都能显著缩短启动时间，缓存大小与应用程序复杂度相关。
七、结论
JEP 483 是 Java 24 中的一项重要功能，通过提前加载和链接类显著缩短了应用程序的启动时间。相比 Java 17 的 CDS，它提供了更深层次的优化，特别适用于启动时间敏感的场景。尽管存在一些限制，但其潜力已被社区广泛认可，并为未来的性能提升奠定了基础。
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