Java 25のパフォーマンス改善点で気になったところ

特に気になった点だけ調べてみた。

ウォームアップ短縮(JEP 515)

Java アプリケーションは JIT コンパイルによって実行速度を最適化するが、その「最適化」に到達するまでのウォームアップ時間は長年の課題だった。特に短命なサービスやバースト型のワークロードでは、起動直後のレスポンス低下が無視出来ない。

JEP 515 では、過去の実行から収集したプロファイル情報を AOT キャッシュとして保存し、次回の起動時に利用できる仕組みが導入された。これにより、

  • 初期起動から JIT 最適化が効いた状態に近いパフォーマンスを発揮
  • マイクロサービスやサーバレス環境の「コールドスタート問題」を緩和
  • ウォームアップを待たずにスループットやレイテンシが安定

といったメリットがある。

トレーニング実行(プロファイル収集)

まずはアプリを「本番に近い負荷テスト」、「代表的な入力データ」等で実行し、JIT がどのメソッドをよく使うかを記録する。

java -XX:AOTCacheOutput=app-prof.aot -jar myapp.jar

本番実行(プロファイル利用)

保存したプロファイルを読み込み、本番環境で起動する。

java -XX:AOTCache=app-prof.aot -jar myapp.jar

Compact Object Headers(JEP 519)

Java のオブジェクトはヒープ上で管理され、各オブジェクトには「ヘッダ情報」が付与されている。従来は 12 バイトが標準だったが、JEP 519 では ヘッダを 8 バイトに圧縮するオプションが提供された。

これにより、

  • メモリ削減:多数の小さなオブジェクトを扱うアプリで特に有効。ヒープ効率が上がるため GC 回数も減少する。
  • キャッシュ効率の改善:メモリ占有が減ることで CPU キャッシュに収まるデータ量が増え、アクセスレイテンシが低下する。
  • スループット向上

利用方法は、JVM 起動時に以下を指定する。

java -XX:+UseCompactObjectHeaders -jar myapp.jar

デフォルトでONになっていないということは、全ての環境で改善するわけではないことを表している。

  • COH ではオブジェクトヘッダに格納されていた情報を圧縮/再配置するため、hashCode/同期多用のアプリでは遅くなる可能性
  • ヒープダンプ解析ツールや JVMTI を使った低レベルの計測では、
    オブジェクトレイアウトが従来と変わるため、互換性のリスクあり
  • メモリ帯域が十分に広いサーバー、CPU キャッシュが大きい最新世代のCPUでは効果が限定的になる場合がある(逆に、組込み系やクラウドVMのようにメモリ制約がある環境で効果大)

適用シナリオ

これらの最適化はすべてのアプリケーションで均等に効くわけではない。効果が大きいシナリオは以下の通りとなる。

ウォームアップ短縮(JEP 515)

  • サーバレス、マイクロサービス
  • 短命な CLI ツールやバッチ処理

Compact Object Headers(JEP 519)

  • ヒープ上に数百万単位のオブジェクトを保持するシステム
  • 高トラフィックの Web サービス
  • データ処理や分析基盤

まとめ

Java 25 の JEP 515 と JEP 519 は、単なる言語仕様の追加ではなく、実行基盤のボトルネックを狙い撃ちした改善となっている。
起動直後のパフォーマンスが課題であればウォームアップ短縮を、ヒープ使用量やGCコストに悩んでいるなら Compact Object Headers を試す価値がある。

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