Ubuntu 下提升 Java 编译性能的可落地方案
一 基础准备与环境优化
- 选择较新的 LTS JDK（如 OpenJDK 17/21），通常带来更好的编译与运行期优化；在 Ubuntu 上可用包管理器安装并管理多个版本。
- 使用 update-alternatives 管理并快速切换全局 Java 版本，确保构建使用的是你期望的 JDK：
sudo apt update && sudo apt install openjdk-17-jdk openjdk-21-jdk
sudo update-alternatives --config java
java -version
- 正确设置 JAVA_HOME（构建工具如 Maven/Gradle 会读取），例如在 ~/.bashrc 中添加：
export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-17-openjdk-amd64
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
source ~/.bashrc
- 并行构建：
- Maven：mvn -T 1C clean compile（按 CPU 核心数并行）
- Gradle：org.gradle.parallel=true，必要时 org.gradle.workers.max 设置为 CPU 核心数
- 减少不必要的依赖与模块，开启构建工具的增量编译/缓存（如 Gradle 的 build cache、配置缓存）。
二 构建工具与并行化配置
- 使用 构建缓存与增量编译：
- Maven：启用 maven-compiler-plugin 的 fork=true 与合适的 source/target，结合 -T 并行；必要时使用 ccache（对注解处理器较多的项目收益明显）。
- Gradle：确保使用最新版本，开启 –build-cache、配置合理的 max-workers，并在 CI 中复用 Gradle 守护进程。
- 避免编译期 I/O 瓶颈：
- 将本地 Maven 仓库（~/.m2） 与 Gradle 缓存（~/.gradle） 放在 tmpfs（如 /dev/shm） 或高速 NVMe 上；在 /etc/fstab 中为 tmpfs 设置合适大小（例如 8–16GB），并软链缓存目录。
- 减少不必要的 注解处理器、代码生成与重复编译；将耗时的生成步骤改为预生成或缓存产物。
- 在 CI 中固定 JDK 版本与依赖版本，避免解析波动导致的额外网络与计算开销。
三 针对 javac 的 JVM 参数与监控
- 为 javac 指定合适的堆与 GC，减少编译期 GC 与停顿：
- 示例：javac -J-Xms2g -J-Xmx4g -J-XX:+UseG1GC -J-XX:MaxGCPauseMillis=200 MyApp.java
- 含义：-J 将参数传递给 javac 的 JVM；-Xms/-Xmx 控制堆；G1GC 在大堆下通常有更好的吞吐与可预测停顿。
- 启用 分层编译（对运行期更敏感，但对大型项目的编译期也有帮助）：-J-XX:+TieredCompilation。
- 监控与诊断：
- 观察编译期 GC 与停顿：jstat -gc <javac_pid>
- 排查编译线程与内存：jstack <javac_pid>、必要时 jmap 做堆转储分析
- 使用 VisualVM/JProfiler/YourKit 对构建过程进行采样，定位热点（注解处理、I/O、模板生成等）。
四 系统与内核层面的优化
- 资源与限制：
- 提高文件描述符上限：ulimit -n 65535（或编辑 /etc/security/limits.conf）
- 确保构建机拥有充足的 CPU/内存 与 快速存储（SSD/NVMe）。
- 内核与文件系统：
- 适度降低 vm.swappiness，减少编译期换页；确保 /tmp 与缓存目录位于高速存储或 tmpfs。
- 调整 fs.file-max、网络缓冲区等系统参数以减少 I/O 与连接瓶颈（在高并发拉取依赖或测试阶段尤为有效）。
- 持续监控：结合 Prometheus/Grafana 与构建日志，观察 CPU、I/O、GC、网络等指标，验证优化成效。
五 快速检查清单与验证方法
- 检查清单：
- 使用 JDK 17/21；JAVA_HOME 与构建工具 JDK 一致；通过 alternatives 固定版本
- Maven 启用 -T 1C 并行；Gradle 开启 parallel、build cache、max-workers=CPU 核数
- 将 ~/.m2 与 ~/.gradle 迁移到 /dev/shm 或高速盘；减少注解处理器与重复生成
- 为 javac 设置 -J-Xms/-Xmx（如 2–4GB）与 -J-XX:+UseG1GC；必要时开启 -J-XX:+TieredCompilation
- 提升 ulimit -n；优化 vm.swappiness 与 /tmp 存储位置
- 验证方法：
- 固定代码与依赖，分别在“优化前/后”执行完整构建，记录 总耗时、CPU 利用率、I/O 等待、GC 次数/停顿
- 使用 jstat/jstack 观察编译期 JVM 行为；用 VisualVM/YourKit 采样热点
- 在 CI 中复现实测，确保收益可稳定复现
