Java13 新特性

清疚 2023-01-11 13:00 140阅读 0赞

# Java 13 来袭，最新最全新特性解读 #

2017年8月，JCP执行委员会提出将Java的发布频率改为每六个月一次，新的发布周期严格遵循时间点，

*  将在每年的3月份和9月份发布。

目前，JDK官网上已经可以看到JDK 13的进展，最新版的JDK 13将于2019年9月17日发布。

JCP（Java Community Process) 是一个开放的国际组织，主要由Java开发者以及被授权者组成，职能是发展和更新。

目前，JDK13处于Release-Candidate Phase（发布候选阶段），将于9月17日正式发布。目前该版本包含的特性已经全部固定，主要包含以下五个：

> JEP 350，Dynamic CDS Archives
> 
> JEP 351，ZGC: Uncommit Unused Memory
> 
> JEP 353，Reimplement the Legacy Socket API
> 
> JEP 354: Switch Expressions (Preview)
> 
> JEP 355，Text Blocks (Preview)

JEP是Java expression parser的简称，即java表达式分析器，Jep是一个用来转换和计算数学表达式的java库。通过这个程序包，用户可以以字符串的形式输入一个、任意的公式，然后快速地计算

下面来逐一介绍下这五个重要的特性。

### Dynamic CDS Archives ###

这一特性是在JEP310：Application Class-Data Sharing基础上扩展而来的，Dynamic CDS Archives中的CDS指的就是Class-Data Sharing。

那么，这个JEP310是个啥东西呢？

*  我们知道在同一个物理机／虚拟机上启动 多个JVM时，
 *  如果每个虚拟机都单独装载自己需要的所有类，启动成本和内存占用是比较高的。
 *  所以Java团队引入了CDS的概念，
    
     *  通过把一些 核心类在 每个JVM间共享，
     *  每个JVM只需要装载自己的应用类，启动时间减少了，
     *  另外核心类是共享的，所以JVM的内存占用也减少了。

CDS 只能作用于 Boot Class Loader 加载的类，不能作用于 App Class Loader 或者自定义的 Class Loader 加载的类。

在 Java 10 中，则将 CDS 扩展为 AppCDS，顾名思义，AppCDS 不止能够作用于 Boot Class Loader了，App Class Loader 和自定义的 Class Loader 也都能够起作用，大大加大了 CDS 的适用范围。

*  也就说开发自定义的类也可以装载给多个JVM共享了。

Java 10中包含的JEP310的通过跨不同Java进程共享公共类元数据来减少了内存占用和改进了启动时间。

但是，JEP310中，使用AppCDS的过程还是比较复杂的，需要有三个步骤：

1、决定要 Dump 哪些 Class
    2、将类的内存 Dump 到归档文件中
    3、使用 Dump 出来的归档文件加快应用启动速度

这一次的JDK 13中的JEP 350 ，在JEP310的基础上，又做了一些扩展。

*  允许在Java应用程序执行结束时动态归档类，
 *  归档类将包括默认的基础层 CDS（class data-sharing）存档中不存在的所有已加载的应用程序类和库类。

也就是说，在Java 13中再使用AppCDS的时候，就不在需要这么复杂了。

### ZGC: Uncommit Unused Memory ###

在讨论这个问题之前，想先问一个问题，JVM的GC释放的内存会还给操作系统吗？

GC后的内存如何处置，其实是取决于不同的垃圾回收器的。因为把内存还给OS，意味着要调整JVM的堆大小，这个过程是比较耗费资源的。

在JDK 11中，Java引入了 ZGC，这是一款可伸缩的低延迟垃圾收集器，但是当时只是实验性的。并且，ZGC释放的内存是不会还给操作系统的。

而在Java 13中，JEP 351再次对ZGC做了增强，本次 ZGC 可以将未使用的堆内存返回给操作系统。之所以引入这个特性，是因为如今有很多场景中内存是比较昂贵的资源，在以下情况中，将内存还给操作系统还是很有必要的：

*  1、那些需要根据使用量付费的容器
 *  2、应用程序可能长时间处于空闲状态 并与许多其他应用程序 共享或竞争资源的环境。
 *  3、应用程序在执行期间可能有 非常不同的堆空间需求。
    
     *  例如，启动期间所需的堆可能大于稍后在稳定状态执行期间所需的堆。

### Reimplement the Legacy Socket API ###

使用易于维护 和 调试的更简单、更现代的实现替换 java.net.Socket 和 java.net.ServerSocket API。

java.net.Socket和java.net.ServerSocket的实现非常古老，这个JEP为它们引入了一个现代的实现。

现代实现是Java 13中的默认实现，但是旧的实现还没有删除，可以通过设置系统属性jdk.net.usePlainSocketImpl来使用它们。

运行一个实例化Socket和ServerSocket的类将显示这个调试输出。这是默认的(新的):

java -XX: TraceClassLoading JEP353  | grep Socket
    [0.033s][info   ][class,load] java.net.Socket source: jrt:/java.base
    [0.035s][info   ][class,load] java.net.SocketImpl source: jrt:/java.base
    [0.042s][info   ][class,load] sun.nio.ch.NioSocketImpl source: jrt:/java.base
    
    [0.045s][info   ][class,load] java.net.ServerSocket$1 source: jrt:/java.base
    12345678910111213

上面输出的sun.nio.ch.NioSocketImpl就是新提供的实现。

如果使用旧的实现也是可以的（指定参数jdk.net.usePlainSocketImpl）：

$ java -Djdk.net.usePlainSocketImpl -XX: TraceClassLoading JEP353  | grep Socket
    [0.037s][info   ][class,load] java.net.Socket source: jrt:/java.base
    [0.039s][info   ][class,load] java.net.SocketOptions source: jrt:/java.base
    [0.039s][info   ][class,load] java.net.SocketImpl source: jrt:/java.base
    [0.058s][info   ][class,load] java.net.ServerSocket$1 source: jrt:/java.base
    123456789101112131415161718192021222324252627

上面的结果中，旧的实现java.net.PlainSocketImpl被用到了。

### [Java13新特性 – 重新实现旧版套接字API][Java13_ _ _API] ###

全新实现的 NioSocketImpl 来替换JDK1.0的PlainSocketImpl。

*  它便于维护和调试，与 NewI/O (NIO) 使用相同的 JDK 内部结构，因此不需要使用系统本地代码。
 *  它与现有的 缓冲区缓存 机制集成在一起，这样就不需要为 I/O 使用线程栈。
 *  它使用 java.util.concurrent 锁，而不是 synchronized 同步方法，增强了并发能力。
 *  新的实现是Java 13中的默认实现，但是旧的实现还没有删除，可以通过设置系统属性  
    jdk.net.usePlainSocketImpl来切换到旧版本。

public abstract class SocketImpl implements SocketOptions { 
 private static final boolean USE_PLAINSOCKETIMPL = usePlainSocketImpl();
 
 private static boolean usePlainSocketImpl() { 
 PrivilegedAction<String> pa = () ->
 NetProperties.get("jdk.net.usePlainSocketImpl");
 String s = AccessController.doPrivileged(pa);
 return (s != null) && !s.equalsIgnoreCase("false");
 }
 /** * Creates an instance of platform's SocketImpl */
 @SuppressWarnings("unchecked")
 static <S extends SocketImpl & PlatformSocketImpl> S
 createPlatformSocketImpl(boolean server) { 
 if (USE_PLAINSOCKETIMPL) { 
 	return (S) new PlainSocketImpl(server); //旧的
 } else { 
 	return (S) new NioSocketImpl(server); //新的
 }
 }
 }

SocketImpl的USE\_PLAINSOCKETIMPL取决于usePlainSocketImpl方法，

而它会从NetProperties读取dk.net.usePlainSocketImpl配置，

如果不为null且不为false，则usePlainSocketImpl方法返回true；

createPlatformSocketImpl会根据USE\_PLAINSOCKETIMPL来创建PlainSocketImpl或者NioSocketImpl。

### socket Demo ###

#### 写入 ####

//使用base 64转成 byte[]
 byte[] decodeImageByte = Base64.getDecoder().decode("要发送的");
 
 //new 一个 data，长度 比调度发的 长5
 byte[] data = new byte[decodeImageByte.length + 5];
 //前 5个字节 自己定义
 data[0] = (byte) 8;
 data[1] = (byte) 24;
 //后面的字节，就是数据的 字节
 int temp = 0;
 for (int x = 2; x < data.length; x++) { 
 data[x] = decodeImageByte[temp];
 temp++;
 }
 
 //创建接收的socket连接
 Socket socket = new Socket("ip", 80);
 OutputStream os = socket.getOutputStream();
 os.write(data);
 os.flush();

#### 读取 ####

Socket readSocket = new Socket("ip", 80);
 InputStream is = readSocket.getInputStream();
 
 //定义 8个 长度数组
 byte[] bytes = new byte[8];
 //定义 读取的开始位置吗？ 5个长度
 byte[] bytesStart = new byte[5];
 
 //索引++ 在这里，长度为12
 for (int x = 0, y = 0; x < 13; x++) { 
 //长度为0-12
 //进行读取
 Integer read = is.read();
 if (x <= 4) { 
 //如果是0 - 4 索引，就 给 bytesStart赋值
 bytesStart[x] = read.byteValue();
 }
 if (x > 4) { 
 //如果是 大于4索引，就给 bytes 赋值。y索引初始值，也是0
 bytes[y] = read.byteValue();
 //y索引 ++
 y++;
 }
 }
 Thread.sleep(100);
 //如果开头内容是，这个才执行 AESCBCUtils.byte2HexStr(bytesStart)
 if ("8818FF50E5".equals("8818FF50E5")) { 
 //字节 转换成 16进制 。正确的信息
 //String str = AESCBCUtils.byte2HexStr(bytes);
 String str = "ddfdsafsda";
 if (str.endsWith("0018000000")) { //如果是 这个结尾的
 //XXXX
 }
 }

### Switch Expressions (Preview) ###

在JDK 12中引入了Switch表达式作为预览特性。JEP 354修改了这个特性，

*  它引入了yield语句，用于返回值。
 *  这意味着，switch表达式(返回值)应该使用yield,
 *  switch语句(不返回值)应该使用break。

在以前，我们想要在 switch中返回内容，还是比较麻烦的，一般语法如下：

int i;
    switch (x) { 
        case "1":
            i=1;
            break;
        case "2":
            i=2;
            break;
        default:
            i = x.length();
            break;
    }

在JDK13中使用以下语法：

int i = switch (x) { 
        case "1" -> 1;
        case "2" -> 2;
        default -> { 
            int len = args[1].length();
            yield len;
        }
    }; //如果不是 1 和 2 ，还是会报错

或者

int i = switch (x) { 
        case "1": yield 1;
        case "2": yield 2;
        default: { 
            int len = args[1].length();
            yield len;
        }
    };

在这之后，switch中就多了一个关键字用于跳出switch块了，

*  那就是yield，他用于返回一个值。
 *  和return的区别在于：return会直接跳出当前循环或者方法，
 *  而yield只会跳出当前switch块。

### Text Blocks (Preview) ###

在JDK 12中引入了Raw String Literals特性，但在发布之前就放弃了。这个JEP在引入多行字符串文字（text block）在意义上是类似的。

text block，文本块，是一个多行字符串文字，它避免了对大多数转义序列的需要，以可预测的方式自动格式化字符串，并在需要时让开发人员控制格式。

我们以前从外部copy一段文本串到Java中，会被自动转义，如有一段以下字符串：

<html>
 <body>
 Hello, world
 </body>
 </html>

将其复制到Java的字符串中，会展示成以下内容：

"<html>\n" 
 " <body>\n" 
 " Hello, world\n" 
 " </body>\n" 
 "</html>\n";

即被自动进行了转义，这样的字符串看起来不是很直观，在JDK 13中，就可以使用以下语法了：

"""
 <html>
 <body>
 Hello, world
 </body>
 </html>
 """;

使用“”“作为文本块的开始符合结束符，在其中就可以放置多行的字符串，不需要进行任何转义。看起来就十分清爽了。

如常见的SQL语句：

String query = """
        SELECT `EMP_ID`, `LAST_NAME` FROM `EMPLOYEE_TB`
        WHERE `CITY` = 'INDIANAPOLIS'
        ORDER BY `EMP_ID`, `LAST_NAME`;
    """;

看起来就比较直观，清爽了。

### 总结 ###

以上，就是JDK13中包含的5个特性，能够改变开发者的编码风格的主要有Text Blocks和Switch Expressions两个新特性，但是这两个特性还处于预览阶段。

而且，JDK13并不是LTS（长期支持）版本，如果你正在使用Java 8（LTS）或者Java 11（LTS），暂时可以不必升级到Java 13.

[Java13_ _ _API]: https://www.cnblogs.com/androidsuperman/p/11845117.html