Java 25 Performance Improvement

 

출처 : https://www.youtube.com/watch?v=223_7r0H6OE

 

 

JDK 21 -> JDK 25 upgrade 시

Latency 10% 향상

Throughtput  5% 향상

 

Critical JOPS: 시스템의 지연 시간(Latency)을 나타내는 수치
Max JOPS: 시스템의 전체적인 처리량(Throughput)을 나타내는 수치

SPECjbb(Standard Performance Evaluation Corporation Java Business Benchmark)는 자바 비즈니스 로직 성능을 평가하기 위한 도구
SPECjbb2015 : 2015년에 성능 평가도구가 개발되었음

 

 

아래 그림에서 보듯이 JDK 17 -> 21 때는 성능 개선이 미미 했으나,

JDK 21 -> 25 는 괄목한 성과가 있었음

 

 

성능 개선 이유

01. 컴팩트 객체 헤더 (Compact Object Headers): 자바 객체가 차지하는 메모리 공간을 줄여 CPU 캐시 효율을 높이고 가비지 컬렉션(GC) 부담을 줄였습니다.

 

02. 가상 스레드 및 스케줄러 개선: JDK 21에서 정식 도입된 가상 스레드의 관리 효율이 JDK 25에서 더욱 정교해졌습니다.

03. Stable Values 도입: 변하지 않는 값을 더 빠르게 읽을 수 있도록 하는 내부 최적화가 적용되어 전체적인 실행 속도가 빨라졌습니다.

 

 

 

 

성능 항상 JEP lists

HotSpot JVM

JFR Java Flight Recorder

518: JFR Cooperative Sampling (25) 

- JFR 스택 추적 샘플링 방식은 스레드에 신호를 보내 강제로 멈추게 하는 방식(Signal-Base)였으나 이를 Cooperative 방식으로 전환

- 신호 overhead 감소

509: JFR CPU-Time Profiling (Experimental) (25)

- JFR profiling 은 실제 경과 시간(Wall-clock time) 기준이였으나, 실제 CPU 를 점유한 순수 CPU 사용 시간 추가

- 병목 지점 파악에 유리

520: JFR Method Timing & Tracing (25)

- 얼마나 자주 실행되고, 각 실행에 얼마나 시간이 걸리는지 매우 낮은 비용으로 추적할 수 있음

 

 

Garbage Collectors

521: Generational Shenandoah (25)

- 기존 단일 세대(Non-generational) 로 운영되던 Shenedoah GC 에 세대별 수집(Generation)모드 추가

- Old 보다 Young Generation 이 생성과 소멸이 많으므로 이를 나누어 수집하여, 메모리 사용과 처리량을 높임

475: Late Barrier Expansion for G1 (24)

- G1 GC 의  Barrier code 생성 시점을 C2 JIT 마지막 단계로 지연 -> GC 구현이 단순해지고, 유지보수 개선 효과

423: Region Pinning for G1 (22)

- G1 GC 에서 메모리 영역을 고정(Pinning)할 수 있는 기능

- GC 대기 시간 지연을 획기적으로 줄이고, OOM 오류를 방지

474: ZGC: Generational Mode by Default (23)

- ZGC default 실행 모드를 Generational 로 변경, 비세대 모드는 중단(deprecated)

- 개발팀이 세대별 모드에만 집중

490: ZGC: Remove the Non-Generational Mode (24)

- 위의 비세대 모드(Non-generational) ZGC 코드 제거

 

JIT Compilers

515: Ahead-of-Time Method Profiling (25)

- Project Leyden 용

- JIT compiler 는 code 가 얼마나 자주 실행되는지 profiling 한 뒤 최적하 합니다.

- 이 JEP 는 이전 실행에서 얻는 profiling 정보를 저장했다가 다음 실행에 즉시 사용하여, warm-up 시간을 획기적으로 단축

 

Run-Time System

483: Ahead-of-Time Class Loading & Linking (24)

- Project Leyden 용

- 기존 Java 는 클래스를 실행 시점(필요할 대) 읽어오고 연결함

- 이 JEP 는 App 실행 전 (CDS Archive생성단계)에 미리 처리함

 

514: Ahead-of-Time Command-Line Ergonomics (25)

- Project Leyden 용

- JVM 은 실행될 때마다 현재 메모리 상황에 맞춰 힙 크기등을 계산합니다. 

- 이JEP는 계산 결과까지 미리 Archive 에 저장합니다. 시작 시 발생하는 미세한 지연 시간까지 최소화 합니다

 

519: Compact Object Headers (25)

- Project Lilliput (걸리버 여행기에 나오는 난쟁이 나라)

- Java Object 의 Header 에 Meta data 를  128 bit -> 64 bit 로 압축

- 전체 Heap Memory 사용량이 10~20% 감소,

- Java Object 크기가 줄어들어 실행 속도도 개선됨

주의 : preview feature 

 

491: Synchronize Virtual Threads without Pinning (24)

- Project Loom 용

- Virtual Thread 는 synchronized  block 안에서 I/O 작업을 만다면 실제 운영체제 스레드(Carrier Thread)에 고정되어 버리는 Pinning 문제가 있었습니다

- 이 JEP 는 synchronized 안에서도 가상 스레드가 자유롭게 Unmount/Yield 할 수 있게 합니다

- synchronized 를 사용하는 JDBC등의 라이브러리에서 수정 없이 Virtual Thred 를 고성능으로 사용할 수 있습니다.

 

 

Helidon SE

Oracle 의 프레임워크인 Helidon SE 을 사용하면 1.7 배(73%)의 성능 개선이 있다

Helidon SE는 오라클(Oracle)에서 개발한 마이크로서비스용 오픈소스  경량형 자바 프레임워크 ( cf, spring boot )

-  Netty 기반의 비동기 I/O 사용

 

 

ETC

The Circle of Life for Java Code

Java 의 특징 Tiered Compilation : Interpreter -> C1 -> C2 로 처음엔 빨리 실행하고(C1), 나중에 최적하 하여 아주 빠르게 실행(C2) 하는 전략을 취한다

C1 : 자주 쓰이는 코드를 대상으로 하는 최적화 단계(빠른 컴파일 속도와 적절한 성능 향상 사이의 균형)
C2 : 프로그램 실행 패턴을 붆석하여 공격적인 최적화 수행, cpu/memory 를 많이 소모하지만, 결과물인 기계어의 실행 속도는 가장 빠름

 

C2 최적화를 위한 Trick 을 위하여 아래 전략을 택할 수 있는데, 일반적이지 않고, 특화된 영역이므로 생략한다

inlining
Loop unrolling 
Hoisting
Dead Code Elimination 
AutoVectorization - SuperWorld 

 

Reference

From JDK 21 to JDK 25 - Java Performance Update 2025
Per-Ake Minborg on October 18, 2025

https://inside.java/2025/10/18/devoxxbelgium-java-performance-update/

From JDK 21 to JDK 25 - Java Performance Update 2025 – Inside.java