Java14版本特性【一文了解】
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特性总览
以下是 Java 14 中的引入的部分新特性。关于 Java 14 新特性更详细的介绍可参考这里。
语言及特性更改:
- Switch 表达式-标准(JEP 361)
- instanceof 的模式匹配-预览(JEP 305)
- 有用的 NullPointerExceptions(JEP 358)
- record-预览(JEP 359)
- 文本块-预览(JEP 368)
JVM 更改:
- 针对 G1 NUMA 感知内存分配的优化(JEP 345)
- 删除并发标记扫描(CMS)垃圾收集器(JEP 363)
- JFR 事件流(JEP 349)
- macOS 上的 ZGC-实验性(JEP 364)
- Windows 上的 ZGC-实验性(JEP 365)
- 弃用 ParallelScavenge + SerialOld 的 GC 组合(JEP 366)
其他特性:
- 打包工具(JEP 343)
- 非易失性映射字节缓冲区(JEP 352)
- 弃用 Solaris 和 SPARC 端口(JEP 362)
- 删除 Pack200 工具和 API(JEP 367)
- 外部存储器访问 API(JEP 370)
一. Switch 表达式-标准(JEP 361)
在上两个版本中保留的预留功能,如今终于在 Java 14 中获得了永久性的地位。
-
Java 12 为表达是引入了 Lambda 语法,从而允许使用多个大小写标签进行模式匹配,并防止出现导致冗长代码的错误。它还强制执行穷尽情况,如果没有涵盖所有输入情况,则会抛出编译错误。
-
Java 13 在第二个预览版本使用了
yield
替代了原有的break
关键字来返回表达式的返回值。
Java 14 现在终于使这些功能成为了标准:
String result = switch (day) { case "M", "W", "F" -> "MWF"; case "T", "TH", "S" -> "TTS"; default -> { if (day.isEmpty()) { yield "Please insert a valid day."; } else { yield "Looks like a Sunday."; } } }; System.out.println(result);
注意,
yield不是 Java 中的新关键字,它仅用于 Switch 表达式中。
二. instanceof 的模式匹配-预览(JEP 305)
在 Java 14 之前,我们用于
instanceof-and-cast检查对象的类型并将其转换为变量。
if (obj instanceof String) { // instanceof String s = (String) obj; // cast if("jdk14".equalsIgnoreCase(s)){ //... } }else { System.out.println("not a string"); }
现在,在 Java 14 中,我们可以像这样重构上面的代码:
if (obj instanceof String s) { // instanceof, cast and bind variable in one line. if("jdk4".equalsIgnoreCase(s)){ //... } }else { System.out.println("not a string"); }
如果
obj是的实例
String,则将其
String强制转换为绑定变量并分配给该绑定变量
s。
三. 有用的 NullPointerExceptions(JEP 358)
空指针异常是任何开发人员的噩梦。以前,直到 Java 13 为止,调试臭名昭著的 NPE 都很棘手。开发人员不得不依靠其他调试工具,或者手动计算为空的变量/ 方法,因为堆栈跟踪只会显示行号。
在 Java 14 之前:
String name = jd.getBlog().getAuthor() //Stacktrace Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException at NullPointerExample.main(NullPointerExample.java:5)
Java 14 引入了新的 JVM 功能(带
-XX:+ShowCodeDetailsInExceptionMessages选项),它通过更具描述性的 1044 堆栈提供了更好的见解,如下所示:
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException: Cannot invoke "Blog.getAuthor()" because the return value of "Journaldev.getBlog()" is null at NullPointerExample.main(NullPointerExample.java:4)
注意:以上功能不是语言功能。这是对运行时环境的增强。
四. record-预览(JEP 359)
record是存储纯数据的数据类型。引入
record背后的想法是快速创建没有样板代码的简单简洁类。(这有点类似 Kotlin 中的数据类型,这也是为什么有言论说 Java 逐渐 "Kotlin 化" 的原因之一)
通常,Java 中的类需要您实现
equals()、
hashCode()、
getters和
setters方法。虽然某些 IDE 支持此类的自动生成,但是代码仍然很冗长。使用
record您只需按照以下方式定义一个类。
record Author(){} //or record Author (String name, String topic) {}
Java 编译器将自动生成一个带有构造函数、私有
final字段、访问器和
equals、
hashCode和
toString方法的类。上一类的自动生成的
getter方法是
name()和
topic()。
编译之后,我们可以查看上面
record Author (String name, String topic){}语句,编译器为我们自动生成的类:
final class Author extends java.lang.Record { private final java.lang.String name; private final java.lang.String topic; public Author(java.lang.String name, java.lang.String topic) { /* compiled code */ } public java.lang.String toString() { /* compiled code */ } public final int hashCode() { /* compiled code */ } public final boolean equals(java.lang.Object o) { /* compiled code */ } public java.lang.String name() { /* compiled code */ } public java.lang.String topic() { /* compiled code */ } }
此外,我们可以通过以下方式向记录添加其他字段,方法和构造函数:
record Author (int id, String name, String topic) { static int followers; public static String followerCount() { return "Followers are "+ followers; } public String description(){ return "Author "+ name + " writes on "+ topic; } public Author{ if (id < 0) { throw new IllegalArgumentException( "id must be greater than 0."); } } }
record内定义的其他构造函数称为 Compact 构造函数。它不包含任何参数,只是规范本身构造函数的参数。
关于
record需要注意的几件事:
record
既不能扩展一个类,也不能被另一个类扩展。这是一个final class
。record
不能是抽象的。record
不能扩展任何其他类,也不能在主体内定义实例字段。实例字段只能在状态描述中定义。- 声明的字段是私有字段和
final
字段。 record
定义中允许使用静态字段和方法。
record 类的引用字段内的值可以被改变
值得注意的是,对于定义为对象的字段,只有引用是不可变的。底层值可以修改。
下面显示了修改 ArrayList 的一条记录。可以看到,每当 ArrayList 被更改时,该值都会被修改。
jshell> record Author(String name, List<String> topics){} | 已创建 记录 Author jshell> var topicList = new ArrayList&l ad8 t;String>(Arrays.asList("Java")); topicList ==> [Java] jshell> var author = new Author("Wmyskxz", topicList); author ==> Author[name=Wmyskxz, topics=[Java]] jshell> topicList.add("Python"); $6 ==> true jshell> author.topics(); $7 ==> [Java, Python] jshell>
record 能实现接口
下面的代码显示了一个实现有记录接口的示例:
interface Information { String getFullName(); } record Author(String name, String topic) implements Information { public String getFullName() { return "Author "+ name + " writes on " + topic; } }
record 支持多个构造函数
记录允许声明多个有或没有参数的构造函数,如下所示:
record Author(String name, String topic) { public Author() { this("NA", "NA"); } public Author(String name) { this(name, "NA"); } }
record 允许修改访问器方法
虽然
record为状态描述中定义的字段生成公共访问方法,但它们也允许您在主体中重新定义访问方法,如下所示:
record Author(String name, String topic) { public String name() { return "This article was written by " + this.name; } }
在运行时检查 record 及其组件
record为我们提供了
isRecord()和
getRecordComponents()来检查类是否是一条记录,并查看它的字段和类型。下面展示了它是如何做到的:
jshell> record Author(String name, String topic){} | 已创建 记录 Author jshell> var author = new Author("Wmyskxz", "MoreThanJava"); author ==> Author[name=Wmyskxz, topic=MoreThanJava] jshell> author.getClass().isRecord(); $3 ==> true jshell> author.getClass().getRecordComponents(); $4 ==> RecordComponent[2] { java.lang.String name, java.lang.String topic } jshell>
Tips:虽然我们在上面的代码示例中向记录添加了额外的字段和方法,但请确保不要做得过火。记录被设计为普通的数据载体,如果您想实现许多其他方法,最好回到常规类。
五. 文本块-预览(JEP 368)
文本块是 Java 13 中的预览功能,其目的是允许轻松创建多行字符串文字。在轻松创建 HTML 和 JSON 或 SQL 查询字符串时很有用。
在 Java 14 中,文本块仍在预览中,并增加了一些新功能。我们现在可以使用:
\
反斜杠用于显示美观的多行字符串块。\s
用于考虑尾随空格,默认情况下编译器会忽略它们。它保留了前面的所有空间。
String text = """ Did you know \ Java 14 \ has the most features among\ all non-LTS versions so far\ """; String text2 = """ line1 line2 \s line3 """; String text3 = "line1\nline2 \nline3\n" //text2 and text3 are equal.
六. 针对 G1 NUMA 感知内存分配的优化(JEP 345)
新的 NUMA感知内存 分配模式提高了大型计算机上的 G1 性能。添加
+XX:+UseNUMA选项以启用它。
七. 删除并发标记扫描(CMS)垃圾收集器(JEP 363)
Java 9 – JEP 291 已弃用此并发标记扫描(CMS)垃圾收集器,现在正式将其删除。
/usr/lib/jvm/jdk-14/bin/java -XX:+UseConcMarkSweepGC Test OpenJDK 64-Bit Server VM warning: Ignoring option UseConcMarkSweepGC; support was removed in 14.0
八. JFR 事件流(JEP 349)
JDK Flight Recorder(JFR)是用于收集有关正在运行的 Java 应用程序的诊断和性能分析数据的工具。通常,我们开始记录,停止记录,然后将记录的事件转储到磁盘以进行分析,它可以很好地进行概要分析,分析或调试。
该 JEP 改进了现有的 JFR 以支持事件流,这意味着现在我们可以实时传输 JFR 事件,而无需将记录的事件转储到磁盘并手动解析它。
九. macOS 上的 ZGC-实验性(JEP 364)
Java 11 – JEP 333 在 Linux 上引入了 Z 垃圾收集器(ZGC),现在可移植到 macOS。
十. Windows 上的 ZGC-实验性(JEP 365)
Java 11 – JEP 333 在 Linux 上引入了 Z 垃圾收集器(ZGC),现在可移植到 Windows版本 >= 1803 的机器上。
十一. 弃用 ParallelScavenge + SerialOld 的 GC 组合(JEP 366)
由于较少的使用和大量的维护工作,Java 14 不赞成使用并行年轻代和串行老一代 GC 算法的组合。
/usr/lib/jvm/jdk-14/bin/java -XX:-UseParallelOldGC Test OpenJDK 64-Bit Server VM warning: Option UseParallelOldGC was deprecated in version 14.0 and will likely be removed in a future release.
十二. 其他特性
打包工具(JEP 343)
jpackage是将 Java 应用程序打包到特定于平台的程序包中的新工具。
- Linux:deb 和 rpm
- macOS:pkg 和 dmg
- Windows:MSI 和 EXE
例如,将
JAR文件打包到支持
exe的 Windows 平台上。
非易失性映射字节缓冲区(JEP 352)
改进的
FileChannelAPI 可创建
MappedByteBuffer对 非易失性存储器(NVM)的 访问,该存储器即使在关闭电源后也可以检索存储的数据。例如,此功能可确保将可能仍在高速缓存中的所有更改写回到内存中。
ps:仅 Linux / x64 和 Linux / AArch64 OS 支持此功能!
弃用 Solaris 和 SPARC 端口(JEP 362)
不再支持 Solaris / SPARC,Solaris / x64 和 Linux / SPARC 端口,更少的平台支持意味着更快地交付新功能。
删除 Pack200 工具和 API(JEP 367)
Java 11 – JEP 336 不赞成使用
pack200和
unpack200工具,以及软件包中的
Pack200API
java.util.jar,现在正式将其删除。
外部存储器访问 API(JEP 370)
孵化器模块,允许 Java API 访问 Java 堆外部的外部内存。
外部存储器访问 API 引入了三个主要抽象:
- MemorySegment:提供对具有给定范围的连续内存区域的访问。
- MemoryAddress:提供到 MemorySegment 的偏移量(基本上是一个指针)。
- MemoryLayout:提供一种描述内存段布局的方法,该方法
ad8
大大简化了使用
var
句柄访问 MemorySegment 的过程。使用此方法,不必根据内存的使用方式来计算偏移量。例如,一个整数或长整数数组的偏移量将有所不同,但将使用 MemoryLayout 透明地对其进行处理。
下面是一个例子:
import jdk.incubator.foreign.*; import java.lang.invoke.VarHandle; import java.nio.ByteOrder; public class Test { public static void main(String[] args) { VarHandle intHandle = MemoryHandles.varHandle(int.class, ByteOrder.nativeOrder()); try (MemorySegment segment = MemorySegment.allocateNative(1024)) { MemoryAddress base = segment.baseAddress(); System.out.println(base); // print memory address intHandle.set(base, 999); // set value 999 into the foreign memory System.out.println(intHandle.get(base)); // get the value from foreign memory } } }
编译并使用孵化器模块运行
jdk.incubator.foreign。
$ /usr/lib/jvm/jdk-14/bin/javac --add-modules jdk.incubator.foreign Test.java warning: using incubating module(s): jdk.incubator.foreign 1 warning $ /usr/lib/jvm/jdk-14/bin/java --add-modules jdk.incubator.foreign Test WARNING: Using incubator modules: jdk.incubator.foreign MemoryAddress{ region: MemorySegment{ id=0x4aac6dca limit: 1024 } offset=0x0 } 999
进一步阅读:官方文档 - https://download.java.net/java/GA/jdk14/docs/api/jdk.incubator.foreign/jdk/incubator/foreign/package-summary.html
参考资料
- OpenJDK 官方说明 - http://openjdk.java.net/projects/jdk/14/
- What is new in Java 14 - https://mkyong.com/java/what-is-new-in-java-14/
- Java 14 Features | JournalDev - https://www.journaldev.com/37273/java-14-features
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- 「MoreThanJava」系列文集 - https://www.wmyskxz.com/categories/MoreThanJava/
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