java-migration

Java 迁移技能

逐步指南：如何在不同主版本之间升级 Java 项目。

适用场景

• 用户说“升级到 Java 25”／“从 Java 8 迁移”／“更新 Java 版本”
• 现代化旧项目
• Spring Boot 2.x → 3.x → 4.x 迁移
• 为采用 LTS 版本做准备

迁移路径

Java 8 (LTS) → Java 11 (LTS) → Java 17 (LTS) → Java 21 (LTS) → Java 25 (LTS)
     │              │               │              │               │
     └──────────────┴───────────────┴──────────────┴───────────────┘
                         Always migrate LTS → LTS

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快速参考：可能的破坏性变更

从 → 到	主要破坏性变更
8 → 11	移除了 javax.xml.bind、模块系统、内部 API
11 → 17	密封类（从预览版变为正式版）、强封装
17 → 21	模式匹配变更、finalize() 已弃用并计划移除
21 → 25	移除了 Security Manager、Unsafe 方法、32 位支持

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迁移工作流

步骤 1：评估当前状态

# Check current Java version
java -version

# Check compiler target in Maven
grep -r "maven.compiler" pom.xml

# Find usage of removed APIs
grep -r "sun\." --include="*.java" src/
grep -r "javax\.xml\.bind" --include="*.java" src/

步骤 2：更新构建配置

Maven：

<properties>
    <java.version>21</java.version>
    <maven.compiler.source>${java.version}</maven.compiler.source>
    <maven.compiler.target>${java.version}</maven.compiler.target>
</properties>


<plugin>
    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
    <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
    <version>3.12.1</version>
    <configuration>
        <release>21</release>
    </configuration>
</plugin>

Gradle：

java {
    toolchain {
        languageVersion = JavaLanguageVersion.of(21)
    }
}

步骤 3：修复编译错误

运行编译并逐步修复错误：

mvn clean compile 2>&1 | head -50

步骤 4：运行测试

mvn test

步骤 5：检查运行时警告

# Run with illegal-access warnings
java --illegal-access=warn -jar app.jar

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Java 8 → 11 迁移

已移除的 API

已移除	替代方案
javax.xml.bind (JAXB)	添加依赖：jakarta.xml.bind-api + jaxb-runtime
javax.activation	添加依赖：jakarta.activation-api
javax.annotation	添加依赖：jakarta.annotation-api
java.corba	无替代方案（很少使用）
java.transaction	添加依赖：jakarta.transaction-api
sun.misc.Base64*	使用 java.util.Base64
sun.misc.Unsafe（部分）	尽可能使用 VarHandle

添加缺失的依赖（Maven）

<dependency>
    <groupId>jakarta.xml.bind</groupId>
    <artifactId>jakarta.xml.bind-api</artifactId>
    <version>4.0.1</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.glassfish.jaxb</groupId>
    <artifactId>jaxb-runtime</artifactId>
    <version>4.0.4</version>
    <scope>runtime</scope>
</dependency>


<dependency>
    <groupId>jakarta.annotation</groupId>
    <artifactId>jakarta.annotation-api</artifactId>
    <version>2.1.1</version>
</dependency>

模块系统问题

如果使用反射访问 JDK 内部 API，请添加 JVM 标志：

--add-opens java.base/java.lang=ALL-UNNAMED
--add-opens java.base/java.util=ALL-UNNAMED

Maven Surefire：

<plugin>
    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
    <artifactId>maven-surefire-plugin</artifactId>
    <configuration>
        <argLine>
            --add-opens java.base/java.lang=ALL-UNNAMED
        </argLine>
    </configuration>
</plugin>

可采用的新特性

// var (local variable type inference)
var list = new ArrayList<String>();  // instead of ArrayList<String> list = ...

// String methods
"  hello  ".isBlank();      // true for whitespace-only
"  hello  ".strip();        // better trim() (Unicode-aware)
"line1\nline2".lines();     // Stream<String>
"ha".repeat(3);             // "hahaha"

// Collection factory methods (Java 9+)
List.of("a", "b", "c");     // immutable list
Set.of(1, 2, 3);            // immutable set
Map.of("k1", "v1");         // immutable map

// Optional improvements
optional.ifPresentOrElse(
    value -> process(value),
    () -> handleEmpty()
);

// HTTP Client (replaces HttpURLConnection)
HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
    .uri(URI.create("https://api.example.com"))
    .build();
HttpResponse<String> response = client.send(request,
    HttpResponse.BodyHandlers.ofString());

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Java 11 → 17 迁移

破坏性变更

变更	影响
强封装	--illegal-access 不再生效，必须显式使用 --add-opens
密封类（正式版）	如果使用了预览特性
instanceof 模式匹配	语法从预览版到正式版有所变化

可采用的新特性

// Records (immutable data classes)
public record User(String name, String email) {}
// Auto-generates: constructor, getters, equals, hashCode, toString

// Sealed classes
public sealed class Shape permits Circle, Rectangle {}
public final class Circle extends Shape {}
public final class Rectangle extends Shape {}

// Pattern matching for instanceof
if (obj instanceof String s) {
    System.out.println(s.length());  // s already cast
}

// Switch expressions
String result = switch (day) {
    case MONDAY, FRIDAY -> "Work";
    case SATURDAY, SUNDAY -> "Rest";
    default -> "Midweek";
};

// Text blocks
String json = """
    {
        "name": "John",
        "age": 30
    }
    """;

// Helpful NullPointerException messages
// a.b.c.d() → tells exactly which part was null

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Java 17 → 21 迁移

破坏性变更

变更	影响
switch 模式匹配（正式版）	与预览版相比有细微的语法差异
finalize() 已弃用并计划移除	替换为 Cleaner 或 try-with-resources
默认使用 UTF-8	如果代码假定使用平台编码，可能会受到影响

可采用的新特性

// Virtual Threads (Project Loom) - MAJOR
try (ExecutorService executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
    executor.submit(() -> handleRequest());
}
// Or simply:
Thread.startVirtualThread(() -> doWork());

// Pattern matching in switch
String formatted = switch (obj) {
    case Integer i -> "int: " + i;
    case String s -> "string: " + s;
    case null -> "null value";
    default -> "unknown";
};

// Record patterns
record Point(int x, int y) {}
if (obj instanceof Point(int x, int y)) {
    System.out.println(x + ", " + y);
}

// Sequenced Collections
List<String> list = new ArrayList<>();
list.addFirst("first");    // new method
list.addLast("last");      // new method
list.reversed();           // reversed view

// String templates (preview in 21)
// May need --enable-preview

// Scoped Values (preview) - replace ThreadLocal
ScopedValue<User> CURRENT_USER = ScopedValue.newInstance();
ScopedValue.where(CURRENT_USER, user).run(() -> {
    // CURRENT_USER.get() available here
});

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Java 21 → 25 迁移

破坏性变更

变更	影响
已移除 Security Manager	依赖它的应用需要采用其他安全方案
已移除 sun.misc.Unsafe 方法	改用 VarHandle 或 FFM API
已弃用 32 位平台	不再支持 x86-32
Record 模式变量为 final	无法在 switch 中重新赋值给模式变量
不允许使用 ScopedValue.orElse(null)	必须提供非 null 默认值
限制动态 Agent	需要 -XX:+EnableDynamicAgentLoading 标志

检查 Unsafe 用法

# Find sun.misc.Unsafe usage
grep -rn "sun\.misc\.Unsafe" --include="*.java" src/

# Find Security Manager usage
grep -rn "SecurityManager\|System\.getSecurityManager" --include="*.java" src/

可采用的新特性

// Scoped Values (FINAL in Java 25) - replaces ThreadLocal
private static final ScopedValue<User> CURRENT_USER = ScopedValue.newInstance();

public void handleRequest(User user) {
    ScopedValue.where(CURRENT_USER, user).run(() -> {
        processRequest();  // CURRENT_USER.get() available here and in child threads
    });
}

// Structured Concurrency (Preview, redesigned API in 25)
try (StructuredTaskScope.ShutdownOnFailure scope = StructuredTaskScope.open()) {
    Subtask<User> userTask = scope.fork(() -> fetchUser(id));
    Subtask<Orders> ordersTask = scope.fork(() -> fetchOrders(id));

    scope.join();
    scope.throwIfFailed();

    return new Profile(userTask.get(), ordersTask.get());
}

// Stable Values (Preview) - lazy initialization made easy
private static final StableValue<ExpensiveService> SERVICE =
    StableValue.of(() -> new ExpensiveService());

public void useService() {
    SERVICE.get().doWork();  // Initialized on first access, cached thereafter
}

// Compact Object Headers - automatic, no code changes
// Objects now use 64-bit headers instead of 128-bit (less memory)

// Primitive Patterns in instanceof (Preview)
if (obj instanceof int i) {
    System.out.println("int value: " + i);
}

// Module Import Declarations (Preview)
import module java.sql;  // Import all public types from module

性能提升（自动）

Java 25 包含多项自动性能提升：

• 紧凑对象头：每个对象占用 8 字节，而非 16 字节
• String.hashCode() 常量折叠：使用 String 键的 Map 查找速度更快
• AOT 类加载：利用提前生成的缓存加快启动速度
• 分代 Shenandoah GC：吞吐量更高，停顿时间更短

使用 OpenRewrite 迁移

# Automated Java 25 migration
mvn -U org.openrewrite.maven:rewrite-maven-plugin:run \
  -Drewrite.recipeArtifactCoordinates=org.openrewrite.recipe:rewrite-migrate-java:LATEST \
  -Drewrite.activeRecipes=org.openrewrite.java.migrate.UpgradeToJava25

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Spring Boot 迁移

Spring Boot 2.x → 3.x

要求：

• Java 17+（必需）
• Jakarta EE 9+（javax.* → jakarta.*）

包名变更：

// Before (Spring Boot 2.x)
import javax.persistence.*;
import javax.validation.*;
import javax.servlet.*;

// After (Spring Boot 3.x)
import jakarta.persistence.*;
import jakarta.validation.*;
import jakarta.servlet.*;

查找并替换：

# Find all javax imports that need migration
grep -r "import javax\." --include="*.java" src/ | grep -v "javax.crypto" | grep -v "javax.net"

自动迁移：

# Use OpenRewrite
mvn -U org.openrewrite.maven:rewrite-maven-plugin:run \
  -Drewrite.recipeArtifactCoordinates=org.openrewrite.recipe:rewrite-spring:LATEST \
  -Drewrite.activeRecipes=org.openrewrite.java.spring.boot3.UpgradeSpringBoot_3_0

依赖项更新（Spring Boot 3.x）

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>3.2.2</version>
</parent>

Hibernate 5 → 6 变更

// ID generation strategy changed
@Id
@GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)  // preferred
private Long id;

// Query changes
// Before: createQuery returns raw type
// After: createQuery requires type parameter

// Before
Query query = session.createQuery("from User");

// After
TypedQuery<User> query = session.createQuery("from User", User.class);

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常见迁移问题

问题：反射访问被拒绝

症状：

java.lang.reflect.InaccessibleObjectException: Unable to make field accessible

修复：

--add-opens java.base/java.lang=ALL-UNNAMED
--add-opens java.base/java.lang.reflect=ALL-UNNAMED

问题：JAXB ClassNotFoundException

症状：

java.lang.ClassNotFoundException: javax.xml.bind.JAXBContext

修复： 添加 JAXB 依赖（参见 Java 8→11 部分）

问题：Lombok 无法正常工作

修复： 将 Lombok 更新到最新版本：

<dependency>
    <groupId>org.projectlombok</groupId>
    <artifactId>lombok</artifactId>
    <version>1.18.30</version>
</dependency>

问题：Mockito 测试失败

修复： 更新 Mockito：

<dependency>
    <groupId>org.mockito</groupId>
    <artifactId>mockito-core</artifactId>
    <version>5.8.0</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>

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迁移清单

迁移前

• 记录当前 Java 版本
• 列出所有依赖及其版本
• 确定内部 API（sun.*、com.sun.*）的使用情况
• 检查框架兼容性（Spring、Hibernate 等）
• 备份／创建分支

迁移期间

• 更新构建工具配置
• 添加缺少的 Jakarta 依赖
• 修复 javax.* → jakarta.* 导入（如果使用 Spring Boot 3）
• 按需添加 --add-opens 标志
• 更新 Lombok、Mockito 和其他工具
• 修复编译错误
• 运行测试

迁移后

• 移除不必要的 --add-opens 标志
• 采用新的语言特性（records、var 等）
• 更新 CI/CD 流水线
• 记录所做的更改

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快捷命令

# Check Java version
java -version

# Find internal API usage
grep -rn "sun\.\|com\.sun\." --include="*.java" src/

# Find javax imports (for Jakarta migration)
grep -rn "import javax\." --include="*.java" src/

# Compile and show first errors
mvn clean compile 2>&1 | head -100

# Run with verbose module warnings
java --illegal-access=debug -jar app.jar

# OpenRewrite Spring Boot 3 migration
mvn org.openrewrite.maven:rewrite-maven-plugin:run \
  -Drewrite.recipeArtifactCoordinates=org.openrewrite.recipe:rewrite-spring:LATEST \
  -Drewrite.activeRecipes=org.openrewrite.java.spring.boot3.UpgradeSpringBoot_3_0

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版本兼容性矩阵

框架	Java 8	Java 11	Java 17	Java 21	Java 25
Spring Boot 2.7.x	✅	✅	✅	⚠️	❌
Spring Boot 3.2.x	❌	❌	✅	✅	✅
Spring Boot 3.4+	❌	❌	✅	✅	✅
Hibernate 5.6	✅	✅	✅	⚠️	❌
Hibernate 6.4+	❌	❌	✅	✅	✅
JUnit 5.10+	✅	✅	✅	✅	✅
Mockito 5+	❌	✅	✅	✅	✅
Lombok 1.18.34+	✅	✅	✅	✅	✅

LTS 支持时间线：

• Java 21：Oracle 免费支持至 2028 年 9 月
• Java 25：Oracle 免费支持至 2033 年 9 月