Java基础之Java12（JDK12)新特性详解

一时失言乱红尘 2022-02-02 14:25 850阅读 0赞

## Java12 新特性 ##

### 一、JShell ###

1.  JDK9加入
2.  说明  
    java9引入了jshell这个交互性工具，让Java也可以像脚本语言一样来运行，可以从控制台启动 jshell ，在 jshell  
    中直接输入表达式并查看其执行结果。当需要测试一个方法的运行效果，或是快速的对表达式进行求值时，  
    jshell 都非常实用.  
    除了表达式之外，还可以创建 Java 类和方法。jshell 也有基本的代码完成功能。我们在教人们如何编写 Java 的过程中，  
    不再需要解释 “public static void main（String \[\] args）” 这句废话。
3.  使用(略)

### 二、Dynamic Class-File Constants类文件新添的一种结构 ###

1.  说明  
    java的类型文件格式将被拓展，支持一种新的常量池格式：CONSTANT\_Dynamic，加载CONSTANT\_Dynamic会将创建委托给bootstrap方法。
2.  目标  
    其目标是降低开发新形式的可实现类文件约束带来的成本和干扰。

### 三、局部变量类型推断（var关键字） ###

1.  什么是局部变量类型推断

var str = "hello java12";
            System.out.println(str);
            System.out.println(str.getClass());

大家看出来了，局部变量类型推断就是左边的类型直接使用 var 定义，而不用写具体的类型，  
编译器能根据右边的表达式自动推断类型，如上面的String。

1.  优点

在声明隐式类型的lambda表达式的形参时允许使用var  
使用var的好处是在使用lambda表达式时给参数加上注解  
`(@Deprecated var x, @Nullable var y) -> x.process(y);`

### 四、新加一些实用的API ###

#### 1. 新的本机不可修改集合API ####

1.1 新的本机不可修改集合API

List<String> list = List.of("aa", "bb", "cc");
            System.out.println(list);
            // 报错
            // java.lang.UnsupportedOperationException
            list.add("dd");
            System.out.println(list);

1.2 List.of()和List.copyOf()

通过源码阅读发现：

看出 **copyOf 方法会先判断来源集合是不是 AbstractImmutableList 类型的，如果是，就直接返回，如果不是，则调用 of 创建一个新的集合**。

示例2因为用的 new 创建的集合，不属于不可变 AbstractImmutableList 类的子类，所以 copyOf 方法又创建了一个新的实例，所以为false.

1.3 注意

**使用of和copyOf创建的集合为不可变集合，不能进行添加、删除、替换、排序等操作，不然会报 java.lang.UnsupportedOperationException 异常**。

#### 2. Stream 加强 ####

2.1 增加单个参数构造方法，**可为null**

Stream<Object> of = Stream.of();
            of.forEach(System.out::println);
            // System.out.println("---------------------------------");
            // Stream<Object> of2 = Stream.of(null);
            // of2.forEach(System.out::println);
            // 报错源码：null.length ===> NPE
            //    public static <T> Stream<T> stream(T[] array) {
            //        return stream(array, 0, array.length);
            //    }
    
            System.out.println("**************************************");
            Stream<Object> of2 = Stream.ofNullable(null);
            of2.forEach(System.out::println);
            // 可以看出并没报错

2.2 takeWhile 和 dropWhile

List<Integer> list = List.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8);
            // 从流中一直获取判定器为真的元素, 一旦遇到元素为假, 就终止处理
            list.stream().takeWhile(x -> x < 3).forEach(System.out::println);
            System.out.println("------------------------------------------");
            // 从流中一直获取判定器为假的元素, 遇到元素为真, 就忽略跳过
            list.stream().dropWhile(x -> x < 3).forEach(System.out::println);

2.3 iterate重载

// 流的迭代, 创建流
            Stream.iterate(1, t -> 2 * t).limit(10).forEach(System.out::println);
    
            System.out.println("------------------------------------");
            // 有限的迭代 小于Predicate：hasNext
            Stream.iterate(1, t -> t < 10000, t -> 2 * t).forEach(System.out::println);

#### 3. 新的字符串处理方法 ####

3.1 判断字符串中的字符是否都是空白

// 判断字符串中的字符是否都是空白
            // 可以看出 空格，换行都是空白
            String string = " \t  \r\n ";
            System.out.println(string.isBlank());

3.2 strip去重字符串首尾的空白

// strip去重字符串首尾的空白, 包括英文和其他所有语言中的空白字符
            var string = " \t  \r\n abc \t ";
            System.out.println(string.strip());
            System.out.println(string.strip().length());
            // abc
            // 3
    
            System.out.println("-----------------------------");
            // trim去重字符串首尾的空白字符, 只能去除码值小于等于32的空白字符
            var string2 = " \t  \r\n abc \t　　";
            System.out.println(string2.trim());
            System.out.println(string2.trim().length());

3.3 去重字符串首部的空白

// 去重字符串首部的空白
            String string = " \t  \r\nabc ";
            System.out.println(string.stripLeading());
            System.out.println(string.stripLeading().length());
    
            System.out.println("----------------------------");
    
            // 去重字符串尾部的空白
            String string2 = " \t  \r\nabc ";
            System.out.println(string2.stripTrailing());
            System.out.println(string2.stripTrailing().length());

#### 4. Optional 加强 ####

// of方法中如果传入的参数是null, 会抛出空指针异常
            // ofNullable可以兼容空指针, 但是实际传入null后要小心
            // Optional<Object> o = Optional.of(null);
            Optional<Object> o = Optional.ofNullable(null);
            // o.orElse(new Object());

#### 5. InputStream 加强 ####

5.1 transferTo

可以用来将数据直接传输到OutputStream，  
这是在处理原始数据流时非常常见的一种用法，如下示例。

public void test01() throws Exception {
            InputStream inputStream = InputStreamTest.class.getResourceAsStream("/1.txt");
            FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("2.txt");
            inputStream.transferTo(fileOutputStream);
            inputStream.close();
            fileOutputStream.close();
        }

#### 6. 移除过时或无用类 ####

6.1 移除项

*  移除了com.sun.awt.AWTUtilities
 *  移除了sun.misc.Unsafe.defineClass，
 *  使用java.lang.invoke.MethodHandles.Lookup.defineClass来替代
 *  移除了Thread.destroy()以及 Thread.stop(Throwable)方法
 *  移除了sun.nio.ch.disableSystemWideOverlappingFileLockCheck、sun.locale.formatasdefault属性
 *  移除了jdk.snmp模块
 *  移除了javafx，openjdk估计是从java10版本就移除了，oracle jdk10还尚未移除javafx，而java11版本则oracle的jdk版本也移除了javafx
 *  移除了Java Mission Control，从JDK中移除之后，需要自己单独下载
 *  移除了这些Root Certificates ：Baltimore Cybertrust Code Signing CA，SECOM ，AOL and Swisscom

6.2 废弃项

*  \-XX+AggressiveOpts选项
 *  \-XX:+UnlockCommercialFeatures
 *  \-XX:+LogCommercialFeatures选项也不再需要

### 五、标准Java异步HTTP客户端 ###

这是 Java 9 开始引入的一个处理 HTTP 请求的的 HTTP Client API，  
该 API 支持同步和异步，而在 Java 11 中已经为正式可用状态，[你可以在java.net][java.net]  
包中找到这个API。

// 同步用法
        public void testGet() throws Exception {
            HttpClient httpClient = HttpClient.newHttpClient();
            HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder(URI.create("http://www.baidu.com")).build();
            HttpResponse.BodyHandler<String> bodyHandler = HttpResponse.BodyHandlers.ofString();
            HttpResponse<String> response = httpClient.send(request, bodyHandler);
            String result = response.body();
            System.out.println(result);
        }
        
        // 异步用法
        public void testGetAsyn() throws Exception {
            HttpClient httpClient = HttpClient.newHttpClient();
            HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder(URI.create("http://www.baidu.com")).build();
            HttpResponse.BodyHandler<String> bodyHandler = HttpResponse.BodyHandlers.ofString();
            CompletableFuture<HttpResponse<String>> response = httpClient.sendAsync(request, bodyHandler);
            response.thenApply(HttpResponse::body).thenAccept(System.out::println);
            Thread.sleep(1000);
        }

看来以后不需要Apache的HttpClient的工具包了。

### 六、简化的编译运行程序 ###

6.1 JEP330 增强java启动器支持运行单个java源代码文件的程序

1.  注意点
    
    1.  执行源文件中的第一个类, 第一个类必须包含主方法
    2.  并且不可以使用别源文件中的自定义类, 本文件中的自定义类是可以使用的.  
        6.2 运行差异
2.  之前的做法
    
        // 编译
        javac Javastack.java
        
        // 运行
        java Javastack
3.  简化后的用法
    
        java Javastack.java

在我们的认知里面，要运行一个 Java 源代码必须先编译，再运行，  
两步执行动作。而在Java 11 版本中，通过一个 java 命令就直接搞定了，如上所示。

### 七、Unicode 10 ###

Unicode 10 增加了8518个字符, 总计达到了136690个字符. 并且增加了4个脚本.  
同时还有56个新的emoji表情符号.

### 八、Epsilon垃圾收集器 ###

A NoOp Garbage Collector

JDK上对这个特性的描述是: 开发一个处理内存分配但不实现任何实际内存回收机制的GC, 一旦可用堆内存用完,  
JVM就会退出

如果有System.gc()调用, 实际上什么也不会发生(这种场景下和-XX:+DisableExplicitGC效果一样), 因为没有内存回收, 这个实现可能会警告用户尝试强制GC是徒劳.

用法 :`-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseEpsilonGC`

用途：

*  性能测试(它可以帮助过滤掉GC引起的性能假象)
 *  内存压力测试(例如,知道测试用例 应该分配不超过1GB的内存, 我们可以使用-Xmx1g –XX:+UseEpsilonGC, 如果程序有问题, 则程序会崩溃)
 *  非常短的JOB任务(对象这种任务, 接受GC清理堆那都是浪费空间)
 *  VM接口测试
 *  Last-drop 延迟&吞吐改进

测试代码：

public class EpsilonTest {
    
        /**
         * -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseEpsilonGC
         *
         * @param args
         * @throws Exception
         */
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            List<Garbage> list = new ArrayList<>();
            boolean flag = true;
            int count = 0;
            while (flag) {
                list.add(new Garbage());
                if (count++ == 500) {
                    list.clear();
                }
            }
        }
    }
    
    class Garbage {
    
        private double d1 = 1;
        private double d2 = 2;
    
        /**
         * 这个方法是GC在清除本对象时, 会调用一次
         */
        @Override
        public void finalize() {
            System.out.println(this + " collecting");
        }
    }

### 九、ZGC垃圾收集器 ###

ZGC, A Scalable Low-Latency Garbage Collector(Experimental)  
ZGC, 这应该是JDK11最为瞩目的特性, 没有之一. 但是后面带了Experimental, 说明这还不建议用到生产环境.

*  GC暂停时间不会超过10ms,在实验的过程基本不会超过2ms
 *  既能处理几百兆的小堆, 也能处理几个T的大堆(OMG)
 *  和G1相比, 应用吞吐能力不会下降超过15%
 *  为未来的GC功能和利用colord指针以及Load barriers优化奠定基础
 *  初始只支持Linux下64位系统

心里默念一句：真屌

ZGC的设计目标是：支持TB级内存容量，暂停时间低（<10ms），  
对整个程序吞吐量的影响小于15%。 将来还可以扩展实现机制，以支持不少令人兴奋的功能，  
例如多层堆（即热对象置于DRAM和冷对象置于NVMe闪存），或压缩堆。

GC是java主要优势之一. 然而, 当GC停顿太长, 就会开始影响应用的响应时间.  
消除或者减少GC停顿时长, java将对更广泛的应用场景是一个更有吸引力的平台.  
此外, 现代系统中可用内存不断增长,用户和程序员希望JVM能够以高效的方式充分利用  
这些内存, 并且无需长时间的GC暂停时间.

ZGC是一个并发, 基于region, 压缩型的垃圾收集器, 只有root扫描阶段会STW,  
因此GC停顿时间不会随着堆的增长和存活对象的增长而变长.

实验数据对比

ZGC : avg 1.091ms	max:1.681
    G1	: avg 156.806  max:543.846

用法: `-XX:+UnlockExperimentalVMOptions –XX:+UseZGC`,因为ZGC还处于实验阶段, 所以需要通过JVM参数来解锁这个特性

### 十、Java Flight Recorder ###

Flight Recorder源自飞机的黑盒子。

Flight Recorder以前是商业版的特性，在java11当中开源出来，它可以导出事件到文件中，之后可以用Java Mission Control来分析。  
可以在应用启动时配置java -XX:StartFlightRecording，或者在应用启动之后，使用jcmd来录制，比如

$ jcmd JFR.start  
$ jcmd JFR.dump filename=recording.jfr  
$ jcmd JFR.stop

是 Oracle 刚刚开源的强大特性。我们知道在生产系统进行不同角度的 Profiling，  
有各种工具、框架，但是能力范围、可靠性、开销等，大都差强人意，要么能力不全面，  
要么开销太大，甚至不可靠可能导致 Java 应用进程宕机。

而 JFR 是一套集成进入 JDK、JVM 内部的事件机制框架，通过良好架构和设计的框架，  
硬件层面的极致优化，生产环境的广泛验证，它可以做到极致的可靠和低开销。  
在 SPECjbb2015 等基准测试中，JFR 的性能开销最大不超过 1%，所以，  
工程师可以基本没有心理负担地在大规模分布式的生产系统使用，这意味着，  
我们既可以随时主动开启 JFR 进行特定诊断，也可以让系统长期运行 JFR，  
用以在复杂环境中进行“After-the-fact”分析。还需要苦恼重现随机问题吗？  
JFR 让问题简化了很多。

在保证低开销的基础上，JFR 提供的能力也令人眼前一亮，例如：我们无需 BCI  
就可以进行 Object Allocation Profiling，终于不用担心 BTrace 之类把进程搞挂了。  
对锁竞争、阻塞、延迟，JVM GC、SafePoint 等领域，进行非常细粒度分析。  
甚至深入 JIT Compiler 内部，全面把握热点方法、内联、逆优化等等。  
JFR 提供了标准的 Java、C++ 等扩展 API，可以与各种层面的应用进行定制、集成，  
为复杂的企业应用栈或者复杂的分布式应用，提供 All-in-One 解决方案。  
而这一切都是内建在 JDK 和 JVM 内部的，并不需要额外的依赖，开箱即用。

### 十一、 Switch 表达式（预览功能） ###

1.  传统的使用方式,但是如果忘记写break，结果可想而知。很严重

// 传统的使用方式
        @Test
        public void testOldSwitch() {
            int count = new Random(100).nextInt();
            switch (count) {
                case 60:
                    System.out.println("及格");
                    break;
                case 80:
                    System.out.println("优良");
                    break;
                case 90:
                    System.out.println("优秀");
                    break;
                default:
                    System.out.println("nothing");
                    break;
            }
        }

1.  JDK12后的新写法 避免了上述问题

// 都知道，switch 语句如果漏写一个 break，那么逻辑往往就跑偏了，
        // 这种方式既繁琐，又容易出错
        // 下面这种方式就避免了这种问题.
        @Test
        public void testNewSwitch() {
            int count = new Random().nextInt(10);
            System.out.println(count);
            switch (count) {
                case 1,2,3,4,5 -> System.out.println("不及格");
                case 6,7,8 -> System.out.println("优良");
                case 9,10 -> System.out.println("优秀");
                default -> System.out.println("没有合适的");
            }
        }
    
        // 优雅地表达特定场合计算逻辑
        @Test
        public void testNewSwitch02() {
            int count = new Random().nextInt(10);
            System.out.println(count);
            int result = switch (count) {
                case 1,2,3,4,5 -> 0;
                case 6,7,8 -> 2;
                case 9,10 -> 5;
                default -> 0;
            };
            System.out.println("加分为：" + result);
        }

### 十二、完全支持Linux容器（包括Docker） ###

许多运行在Java虚拟机中的应用程序（包括Apache Spark和Kafka等数据服务以及传统的  
企业应用程序）都可以在Docker容器中运行。但是在Docker容器中运行Java应用程序一直  
存在一个问题，那就是在容器中运行JVM程序在设置内存大小和CPU使用率后，  
会导致应用程序的性能下降。这是因为Java应用程序没有意识到它正在容器中运行。  
随着Java 10的发布，这个问题总算得以解决，JVM现在可以识别由容器控制组（cgroups）  
设置的约束。可以在容器中使用内存和CPU约束来直接管理Java应用程序。

如果喜欢就给个start☺ [The-New-Feature-Java12][]

[java.net]: http://xn--java-955fmzs1wvug.net
[The-New-Feature-Java12]: https://github.com/gyoomi/The-New-Feature-Java12