嘉賓 | 李三紅

撰稿 | 云昭

審校 | 千山

欄目介紹：“T前線”是51CTO內(nèi)容中心專為技術人物開設的深度訪談欄目之一，通過邀請技術界內(nèi)的業(yè)務負責人、資深架構師、資深技術專家等對當下的技術熱點、技術實踐和技術趨勢進行深度的解讀和洞察，推動前沿科技的傳播與發(fā)展。

如果從1992年Oka（Java的前身）算起，Java已經(jīng)走過了30年的道路。作為公認的革新性的編程語言，Java懷揣著James Gosling，Patrick Naughton，Chris Warth，Ed Frank和Mike Sheridan的“可移植”、“跨平臺”的初衷，在Bill Joy，Arthur van Hoff等貢獻者的推動下，為互聯(lián)網(wǎng)世界帶來了無限可能。

如今，Java穩(wěn)定的性能表現(xiàn)，以及較強的擴展性和安全性，使得它在各個領域內(nèi)都有著非常廣發(fā)的應用。但30年后的今天，Python、Go、Ruby、Rust等各種編程語言紛紛涌現(xiàn)，我們也經(jīng)常聽到Java被詬病的聲音：Java運行速度慢、不夠靈活、抽象程度過高等缺陷。無處不在的Java，總是讓開發(fā)者既熟悉又迷茫。那么，Java未來會有哪些改進方向？如何看待云原生時代Java的發(fā)展？如何看待各種編程語言之間的“競爭”？在不久前的Java核心技術大會上，“語言、平臺和趨勢”專場為技術圈帶來了一場云原生時代的現(xiàn)代化的Java實踐與演進的主題盛宴。51CTO聯(lián)合機械工業(yè)出版社華章分社對本次大會主席，阿里云程序語言與編譯器團隊負責人、Java Champion李三紅先生進行專訪，他將為我們詳細介紹Java語言的新特性、國內(nèi)OpenJDK的發(fā)展情況，以及編程語言未來的發(fā)展趨勢，以饗讀者。

緣起：Java發(fā)展背后的動力 

Q：請您先簡單介紹一下自己以及您目前所關注的領域。

A：大家好，我是李三紅，目前就職于阿里云程序語言與編譯器團隊，我們團隊主要的工作是針對阿里、螞蟻的各種云上業(yè)務的需求，新技術的發(fā)展，新硬件的引入等，在編譯器，語言運行時等基礎領域進行研究創(chuàng)新，目前在語言工具鏈這塊已經(jīng)有Alibaba Dragonwell(Java), Alibaba LLVM(C++) 等多個產(chǎn)品來支撐我們的業(yè)務。我目前關注的領域，也是和我的工作職責相關的，主要也是運行時，編譯器領域。

Q：您最初為什么會選擇Java作為主要研究對象？Java語言具有哪些獨特的優(yōu)勢？

A：其實是一個極偶然的選擇。我當時讀大學的時候，看到大部分企業(yè)計算的場景在使用Java作為主要的開發(fā)語言。其實到今天這個狀況也沒有多少改變 – Java仍然是企業(yè)計算領域最重要的開發(fā)語言。1997年，Java之父James Gosling在Computer上發(fā)表了題為《The Feel of Java》的文章。在這篇文章里，他談到的Architecture Neutral, Object Orientation，Distributed Objects等重要的特性，奠定了Java發(fā)展至今的基本藍圖。關于Java語言的優(yōu)勢特點，站在不同比較角度（比如不同語言特性對比），可能會得出不同的結論。

如果我們從軟件交付周期來看，在Java身上體現(xiàn)的優(yōu)勢還是比較明顯的。開發(fā)編碼階段，以康威定律為理論基礎的微服務最佳實踐，可以幫助一個復雜的大型組織極大釋放各個團隊的并行研發(fā)效率。Java語言提供了面向框架開發(fā)友好的Metaprogramming支持，這也是眾多Java框架成功的重要秘訣。基于Java語言棧的多樣性的Java開源框架，可以幫助開發(fā)者快速搭建面向微服務的技術體系。軟件運行維護階段，Java提供了開發(fā)者豐富的技術手段，從基礎的JFR(low-overhead JVM profiling技術)，BCI(Bytecode Instrument) , JMX到上層的各種監(jiān)控，探針技術，極大提高了線上Java應用，尤其是大規(guī)模部署集群的可觀測性。同時，大量的Java性能診斷，問題排查工具，例如J*(jstack, jmap等)工具，Eclipse MAT/Jifa,  VisualVM, JConsole, Java Mission Control等等，都可以快速，有效地幫助開發(fā)者解決生產(chǎn)環(huán)境碰到的問題。

 版本升級：可持續(xù)性與穩(wěn)定性的考量 

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Q：在Java各個版本升級方面，尤其對于企業(yè)而言，您有哪些建議？

A：先說下Java版本背景。2018年CodeOne(原JavaOne)大會上，Oracle宣布了Java發(fā)布模式的重要變化。就是目前大家都知道的：每6個月發(fā)布一個新版本，每2年指定一個LTS (Long-term support)版本（去年Oracle宣布LTS從原來3年變?yōu)?年）。對于推薦版本，出于安全，穩(wěn)定性的考慮，理想情況當然是應用能夠及時跟進Java的最新版本，這意味著：需要每六個月升級一次，這恐怕對大多數(shù)企業(yè)都是做不到的。軟件版本，尤其底層軟件版本的升級，對企業(yè)的基礎底層架構的敏捷性是一個極大的考驗，意味著多方面的能力：比如企業(yè)內(nèi)的Java基礎設施是否在內(nèi)部被統(tǒng)一強管控，是否很容易支持不同軟件版本的灰度測試，是否有有效的預發(fā)測試來覆蓋軟件升級不兼容等帶來的不確定性，是否有圍繞研發(fā)效能的支持工具幫助開發(fā)者將大部分的升級工作自動化等等。關于Java版本升級，這里給大家一個介紹工具 - Eclipse Migration Tool for Java(EMT4J)，由阿里開源，目前在Eclipse Adoptium下孵化。我們的初衷是希望把阿里這么多年大規(guī)模升級Java版本的專家經(jīng)驗沉淀到這個工具，幫助Java社區(qū)的用戶可以更快地采納新的Java版本。

Q：您認為開發(fā)者對于升級Java動力不足的原因是什么？

A：確實，現(xiàn)實中的Java應用的版本升級是較為緩慢。Java 11（OpenJDK11）距離2018年發(fā)布已經(jīng)將近4年, 據(jù)我了解到的，我們目前大多數(shù)的國內(nèi)用戶仍然停留在Java 8。阿里內(nèi)部已經(jīng)在大規(guī)模地往Java 11遷移，有一部分會直接從Java 8往Java 17遷移。動力不足是多方面的，對開發(fā)者來說最直接的原因可能還是來自于：升級后將會帶來很多兼容性問題，以及隨之而來的穩(wěn)定性問題，這些都會直接影響業(yè)務的連續(xù)性。這其實也是我們開源EMT4J的初衷：希望將Java升級的經(jīng)驗通過工具的方式沉淀下來, 通過工具的自動化，幫助Java 應用無縫升級最新版本JDK。

目前EMT4J主要支持的是從Java 8到Java 11&17的升級。Java版本的升級問題，我們還可以從另一個角度 —Software Sustainability— 來進一步探討下。由Google C++代碼庫負責人Titus Winter等編寫的《Software Engineering at Google - Lessons Learned from Programming Over Time》一書中，談到了組織的Codebase Sustainability概念，強調(diào)了兩個核心理念：第一，無論是技術的，還是業(yè)務需求，你的軟件代碼應當可以做一切你應該做的改變。第二，這些改變帶來的影響是安全的。

回到Java版本升級這個問題，我們在開發(fā)Java應用的時候，建議Java的架構師們考慮把Java版本升級納入到Software Sustainability這個維度下考量，對代碼開發(fā)規(guī)范進行相關的約束，比如：不要讓你的代碼依賴JDK內(nèi)部未公開的API（通過反射），不要讓你的實現(xiàn)依賴特定的JDK版本行為等等。架構的目標應當是Java應用可以在任何時候根據(jù)實際需要平滑升級到不JDK版本（Sustainability），而不應當是盡量少的升級（穩(wěn)定性隱患的擔心）。

Q：Java17 是在2021年9月發(fā)布的一個LTS版本（長期支持版本）。我們也注意到，針對基于Java17升級出版的《Java核心技術（原書第12版）》也于近期出版。您可以給到一些閱讀建議嗎？

A：《Java核心技術》第12版延續(xù)之前版本的優(yōu)良傳統(tǒng)，每當Java有新的LTS版本發(fā)布，這本書都會隨之更新，這次也不例外。《Java核心技術》第12版涵蓋了Java 17的最新特性介紹，幫助開發(fā)者深入了解使用Java設計和實現(xiàn)軟件涉及的所有基礎知識和特性，相信在學習Java的道路上有了本書的輔助，你的學習一定可以做到事半功倍。

Q：針對目前Java的新特性和發(fā)展方向，您認為是否可以解決開發(fā)者當前的業(yè)務挑戰(zhàn)？

A：2019年，圖靈獎的兩位得主John L. Hennessy 和David A. Patterson在Communications of the ACM上發(fā)表了《A New Golden Age for Computer Architecture》的報告，詳細描述了引發(fā)計算機架構新時代到來的種種變化。后摩爾時代，算力增長放緩，更多利用多核，SIMD（單指令多數(shù)據(jù)流）等并行計算技術，以及異構來釋放更大的計算機算力。Java這樣的高級語言，處在軟件棧上更高的抽象級別，同時也帶來更多創(chuàng)新可能。Java的發(fā)展演進，在多核，異構加速領域做了多方面的探索，適應與優(yōu)化。

比如：在通用CPU領域，OpenJDK社區(qū)的Vector API項目可以依賴CPU 的 SIMD能力獲得計算性能的成倍提升。即將發(fā)布的OpenJDK 19引入了Virtual Threads (Preview)，旨在幫助Java開發(fā)者高效處理并發(fā)(尤其針對 IO密集型場景) 。而在異構領域，早2014年 JVM技術峰會，AMD就分享了Sumatra項目，嘗試實現(xiàn) JVM 與 Heterogeneous System Architecture目標硬件交互。由The University of Manchester發(fā)起的TornadoVM項目，目標是幫助Java開發(fā)者不需要了解GPU編程語言或者相關的GPU體系結構知識就可以編寫面向異構的并行程序。另外，從計算模式變化來看 — 云原生時代的到來，軟件的交付方式發(fā)生了根本性變化。以Java為例，在之前Java開發(fā)交付的是應用本身，具體體現(xiàn)在以‘jar’'war’的形式交付,而云原生最佳實踐，則是基于微服務形式，以Container為基本交付單位，并在K8S中編排。

云原生應用要求更快速的啟動、強調(diào)資源按量消費，彈性擴展，以及可觀測性等。事實上Java技術在云原生時代也在不停地進化。這里舉些例子：更多支持Container部署的特性已經(jīng)加入到OpenJDK 版本(例如UseContainerSupport選項)。著眼于Java啟動性能的優(yōu)化，基于OpenJDK的幾個創(chuàng)新項目在多個不同方向探索Java技術棧的邊界，包括CRaC(Coordinated Restore at Checkpoint) ，Leyden，以及由阿里和Google作為主要貢獻者的 Fast Startup Incubator 項目( Eclipse Adoptium 下孵化)。JVM資源彈性使用方面，由Alibaba Dragonwell提供的ElasticHeap功能，主要目的是解決云計算環(huán)境下內(nèi)存資源使用的彈性問題。最后，JFR以及JFR Streaming技術為構建Java云原生可觀測工具提供了重要的技術支撐。

Q：國內(nèi)廠商對于OpenJDK的態(tài)度如何？未來各大廠商在OpenJDK上的競爭格局將會是怎樣的？深度參與OpenJDK對于Java、IT公司和云廠商來說，分別有什么影響？

A：OpenJDK是Java SE開源的引用實現(xiàn) (Reference Implementation) 。從Sun （后來被 Oracle 收購）在2006年的JavaOne大會上宣布Java技術開源，到現(xiàn)在已經(jīng)將近16年。這個過程中，Java生態(tài)越來越開放，有越來越多的公司參與到了OpenJDK社區(qū)。阿里最早是在2012年簽署OCA，并參與到了OpenJDK的開發(fā)。國內(nèi)友商包括騰訊，華為，龍芯等也在積極參與。更多的廠商參與進來合作共建，這對Java社區(qū)的健康，可持續(xù)發(fā)展是好事，也是一個健康的技術社區(qū)所希望看到的。

Q：在Java核心技術大會上，我們注意到云原生時代的現(xiàn)代Java、封閉式Java部署模型、虛擬機方面都有了新的演進。那么，請問您會從哪些角度看待編程語言的發(fā)展趨勢呢？現(xiàn)狀如何呢？

A：在計算機的歷史上，第一個完整的編譯器由IBM的John Backus領導的 FORTRAN團隊在1957年推出。Fortran語言也是第一個被廣泛使用的高級語言。如果從1957年開始算起，隨著硬件架構的更新迭代，圍繞軟件生產(chǎn)力（productivity），可靠性（reliability），簡潔性（simplicity），在編程語言編譯器發(fā)展的60多年里，最了不起的成就是今天編程語言的廣泛使用。毫無疑問，編程語言已經(jīng)成為支持全球經(jīng)濟的無處不在的軟件設施的基礎。

Java核心技術大會上我們探討了Java的演進和發(fā)展趨勢，包括在后摩爾時代，硬件性能的增長趨緩的情況下，如何做更好的軟硬件結合，以及如何充分發(fā)掘硬件性能，面向云計算模式下的Java運行時系統(tǒng)探索和創(chuàng)新等等。這些探索和創(chuàng)新，對于其他編程語言來講，也是可以互相學習和借鑒的。

Q：去年，Google官方宣布：Kotlin是Android應用程序開發(fā)人員的首選語言。這是否意味著Java占據(jù)Android開發(fā)絕對統(tǒng)治的時代一去不復返了？

A：如果從Java運行時這個角度看， Kotlin屬于JVM領域的語言，和Scala一樣，與Java沒有什么本質(zhì)的區(qū)別。事實上，Google在2016年就宣布了Android 從Apache Harmony-based（谷歌與甲骨文長達十多年的Java版權糾紛官司）實現(xiàn)切換到OpenJDK。Android使用的類庫就是基于OpenJDK的。

 編程語言：沒有銀彈，勿輕言放棄 

Q：在您看來，目前最流行的編程語言是哪個？Java、Python、C、C++、Go、Rust，您未來更看好哪些語言的發(fā)展？對于編程語言的選擇上，您有哪些建議？

A：很難講什么算是最流行(需要具體語境）， 如果大家關心語言排行榜，可以參考下TIOBE Index，GitHub這些。編程語言本身僅僅是一個工具，面向一個業(yè)務領域，選擇適合的語言工具，解決你的業(yè)務問題。沒有銀彈—對于編程語言也是一樣 — 沒有哪種編程語言，比其他的絕對的好或者絕對的不好。

比如Java的簡潔在于主要以面向對象為其主要的編程范式，而C++的復雜（另一方面帶來了編程靈活度）在于提供了開發(fā)者復合的編程范式、面向過程、面向對象，以及面向泛型編程。C++在提供更強大的抽象 (powerful abstraction) 同時，允許開發(fā)者更高效地使用硬件 (efficient use of hardware) 。當你在面臨一個業(yè)務問題的時候， 需要充分考慮的是業(yè)務本身的屬性，然后根據(jù)業(yè)務需求選擇適當?shù)木幊坦ぞ摺?/span>

1986年，F(xiàn)red Brooks在他的《No Silver Bullet—Essence and Accident in Software Engineering》 經(jīng)典論文中，把軟件復雜度分為本質(zhì)復雜度(Essential Complexity）和偶然復雜度（Accidental Complexity）。關鍵的點是，合適的編程工具的選擇，是用來解決軟件開發(fā)中的偶然復雜度的。如果為了選擇某種語言（比如出于某些群體的興趣喜好），反而引入了更多的偶然復雜度，那本身就是本末倒置了。

Q：您能為Java人的職業(yè)和技術成長道路提出一些建議嗎？

A：最后，我引述一下James Gosling在《遠大前程：從軟件新手到行業(yè)大牛》(英文書名: Making It Big in Software)一書中接受采訪時說的一段話：”Be really stubborn. A lot of these things are really easy to give up on. Whether it’s organizations that you give up, or APIs, or software, a lot of times, it’s too easy to give up too early.”

堅持自己的初心，不要輕言放棄。

嘉賓介紹

李三紅

阿里云程序語言與編譯器團隊負責人，在虛擬機領域擁有20+項技術論文/專利。活躍于 Java 技術社區(qū)，GreenTea JUG(Java User Group) co-leader。Java Champion，Java標準執(zhí)行委員會(JCP-EC)、GraalVM Project Advisory Board成員，Eclipse Adoptium(AdoptOpenJDK) PMC。

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