Java语言特性系列
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序
本文主要讲述一下Java12的新特性
版本号
java -version
openjdk version "12" 2019-03-19
OpenJDK Runtime Environment (build 12+33)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 12+33, mixed mode)从version信息可以看出是build 12+33
特性列表
189: Shenandoah: A Low-Pause-Time Garbage Collector (Experimental)
Shenandoah GC是一个面向low-pause-time的垃圾收集器，它最初由Red Hat实现，支持aarch64及amd64 architecture；ZGC也是面向low-pause-time的垃圾收集器，不过ZGC是基于colored pointers来实现，而Shenandoah GC是基于brooks pointers来实现；如果要使用Shenandoah GC需要编译时--with-jvm-features选项带有shenandoahgc，然后启动时使用-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseShenandoahGC
在jdk源码里头新增了一套基础的microbenchmarks suite
325: Switch Expressions (Preview)
对switch进行了增强，除了使用statement还可以使用expression，比如原来的写法如下：
switch (day) { case MONDAY: case FRIDAY: case SUNDAY: System.out.println(6); break; case TUESDAY: System.out.println(7); break; case THURSDAY: case SATURDAY: System.out.println(8); break; case WEDNESDAY: System.out.println(9); break; }现在可以改为如下写法：
switch (day) { case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> System.out.println(6); case TUESDAY -> System.out.println(7); case THURSDAY, SATURDAY -> System.out.println(8); case WEDNESDAY -> System.out.println(9); }以及在表达式返回值
int numLetters = switch (day) { case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> 6; case TUESDAY -> 7; case THURSDAY, SATURDAY -> 8; case WEDNESDAY -> 9; };对于需要返回值的switch expression要么正常返回值要么抛出异常，以下这两种写法都是错误的
int i = switch (day) { case MONDAY -> { System.out.println("Monday"); // ERROR! Block doesn't contain a break with value } default -> 1; }; i = switch (day) { case MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY: break 0; default: System.out.println("Second half of the week"); // ERROR! Group doesn't contain a break with value };新增了JVM Constants API，具体来说就是java.base模块新增了java.lang.constant包，引入了ConstantDesc接口(
ClassDesc、MethodTypeDesc、MethodHandleDesc这几个接口直接继承了ConstantDesc接口)以及Constable接口；ConstantDesc接口定义了resolveConstantDesc方法，Constable接口定义了describeConstable方法；String、Integer、Long、Float、Double均实现了这两个接口，而EnumDesc实现了ConstantDesc接口340: One AArch64 Port, Not Two
64-bit Arm platform (arm64)，也可以称之为aarch64；之前JDK有两个关于aarch64的实现，分别是src/hotspot/cpu/arm以及open/src/hotspot/cpu/aarch64，它们的实现重复了，为了集中精力更好地实现aarch64，该特性在源码中删除了open/src/hotspot/cpu/arm中关于64-bit的实现，保留其中32-bit的实现，于是open/src/hotspot/cpu/aarch64部分就成了64-bit ARM architecture的默认实现
java10的新特性JEP 310: Application Class-Data Sharing扩展了JDK5引入的Class-Data Sharing，支持application的Class-Data Sharing；Class-Data Sharing可以用于多个JVM共享class，提升启动速度，最早只支持system classes及serial GC，JDK9对其进行扩展以支持application classes及其他GC算法，并在JDK10中开源出来(
以前是commercial feature)；JDK11将-Xshare:off改为默认-Xshare:auto，以更加方便使用CDS特性；JDK12的这个特性即在64-bit平台上编译jdk的时候就默认在${JAVA_HOME}/lib/server目录下生成一份名为classes.jsa的默认archive文件(大概有18M)方便大家使用344: Abortable Mixed Collections for G1
G1在garbage collection的时候，一旦确定了collection set(
CSet)开始垃圾收集这个过程是without stopping的，当collection set过大的时候，此时的STW时间会过长超出目标pause time，这种情况在mixed collections时候比较明显。这个特性启动了一个机制，当选择了一个比较大的collection set，允许将其分为mandatory及optional两部分(当完成mandatory的部分，如果还有剩余时间则会去处理optional部分)来将mixed collections从without stopping变为abortable，以更好满足指定pause time的目标346: Promptly Return Unused Committed Memory from G1
G1目前只有在full GC或者concurrent cycle的时候才会归还内存，由于这两个场景都是G1极力避免的，因此在大多数场景下可能不会及时会还committed Java heap memory给操作系统。JDK12的这个特性新增了两个参数分别是G1PeriodicGCInterval及G1PeriodicGCSystemLoadThreshold，设置为0的话，表示禁用。当上一次garbage collection pause过去G1PeriodicGCInterval(
milliseconds)时间之后，如果getloadavg()(one-minute)低于G1PeriodicGCSystemLoadThreshold指定的阈值，则触发full GC或者concurrent GC(如果开启G1PeriodicGCInvokesConcurrent)，GC之后Java heap size会被重写调整，然后多余的内存将会归还给操作系统
细项解读
上面列出的是大方面的特性，除此之外还有一些api的更新及废弃，主要见JDK 12 Release Notes，这里举几个例子。
添加项
- 支持unicode 11
支持Compact Number Formatting
使用实例如下
@Test public void testCompactNumberFormat(){ var cnf = NumberFormat.getCompactNumberInstance(Locale.CHINA, NumberFormat.Style.SHORT); System.out.println(cnf.format(1_0000)); System.out.println(cnf.format(1_9200)); System.out.println(cnf.format(1_000_000)); System.out.println(cnf.format(1L << 30)); System.out.println(cnf.format(1L << 40)); System.out.println(cnf.format(1L << 50)); }输出
1万 2万 100万 11亿 1兆 1126兆String支持transform、indent操作
@Test public void testStringTransform(){ System.out.println("hello".transform(new Function<String, Integer>() { @Override public Integer apply(String s) { return s.hashCode(); } })); } @Test public void testStringIndent(){ System.out.println("hello".indent(3)); }Files新增mismatch方法
@Test public void testFilesMismatch() throws IOException { FileWriter fileWriter = new FileWriter("/tmp/a.txt"); fileWriter.write("a"); fileWriter.write("b"); fileWriter.write("c"); fileWriter.close(); FileWriter fileWriterB = new FileWriter("/tmp/b.txt"); fileWriterB.write("a"); fileWriterB.write("1"); fileWriterB.write("c"); fileWriterB.close(); System.out.println(Files.mismatch(Path.of("/tmp/a.txt"),Path.of("/tmp/b.txt"))); }Collectors新增teeing方法用于聚合两个downstream的结果
@Test public void testCollectorTeeing(){ var result = Stream.of("Devoxx","Voxxed Days","Code One","Basel One") .collect(Collectors.teeing(Collectors.filtering(n -> n.contains("xx"),Collectors.toList()), Collectors.filtering(n -> n.endsWith("One"),Collectors.toList()), (List<String> list1, List<String> list2) -> List.of(list1,list2) )); System.out.println(result.get(0)); System.out.println(result.get(1)); }CompletionStage新增exceptionallyAsync、exceptionallyCompose、exceptionallyComposeAsync方法
@Test public void testExceptionallyAsync() throws ExecutionException, InterruptedException { LOGGER.info("begin"); int result = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { LOGGER.info("calculate"); int i = 1/0; return 100; }).exceptionallyAsync((t) -> { LOGGER.info("error error:{}",t.getMessage()); return 0; }).get(); LOGGER.info("result:{}",result); }- JDK12之前CompletionStage只有一个exceptionally，该方法体在主线程执行，JDK12新增了exceptionallyAsync、exceptionallyComposeAsync方法允许方法体在异步线程执行，同时新增了exceptionallyCompose方法支持在exceptionally的时候构建新的CompletionStage
Allocation of Old Generation of Java Heap on Alternate Memory Devices
G1及Parallel GC引入experimental特性，允许将old generation分配在诸如NV-DIMM memory的alternative memory device
ZGC: Concurrent Class Unloading
ZGC在JDK11的时候还不支持class unloading，JDK12对ZGC支持了Concurrent Class Unloading，默认是开启，使用-XX:-ClassUnloading可以禁用
新增-XX:+ExtensiveErrorReports
-XX:+ExtensiveErrorReports可以用于在jvm crash的时候收集更多的报告信息到hs_err<pid>.log文件中，product builds中默认是关闭的，要开启的话，需要自己添加-XX:+ExtensiveErrorReports参数
新增安全相关的改进
支持java.security.manager系统属性，当设置为disallow的时候，则不使用SecurityManager以提升性能，如果此时调用System.setSecurityManager则会抛出UnsupportedOperationException
keytool新增-groupname选项允许在生成key pair的时候指定一个named group
新增PKCS12 KeyStore配置属性用于自定义PKCS12 keystores的生成
Java Flight Recorder新增了security-related的event
支持ChaCha20 and Poly1305 TLS Cipher Suitesjdeps Reports Transitive Dependences
jdeps的--print-module-deps, --list-deps, 以及--list-reduce-deps选项得到增强，新增--no-recursive用于non-transitive的依赖分析，--ignore-missing-deps用于suppress missing dependence errors
移除项
- 移除com.sun.awt.SecurityWarnin
- 移除FileInputStream、FileOutputStream、Java.util.ZipFile/Inflator/Deflator的finalize方法
- 移除GTE CyberTrust Global Root
- 移除javac的-source, -target对6及1.6的支持，同时移除--release选项
废弃项
- 废弃的API列表见deprecated-list
- 废弃-XX:+/-MonitorInUseLists选项
- 废弃Default Keytool的-keyalg值
已知问题
- Swing不支持GTK+ 3.20及以后的版本
- 在使用JVMCI Compiler(
比如Graal)的时候，JVMTI的can_pop_frame及can_force_early_return的capabilities是被禁用的
其他事项
- 如果用户没有指定user.timezone且从操作系统获取的为空，那么user.timezone属性的初始值为空变为null
- java.net.URLPermission的行为发生轻微变化，以前它会忽略url中的query及fragment部分，这次改动新增query及fragment部分，即
scheme : // authority [ / path ]变动为scheme : // authority [ / path ] [ ignored-query-or-fragment ] - javax.net.ssl.SSLContext API及Java Security Standard Algorithm Names规范移除了必须实现TLSv1及TLSv1.1的规定
小结
- java12不是LTS(
Long-Term Support)版本(oracle版本才有LTS)，oracle对该版本的support周期为6个月。这个版本主要有几个更新点，一个是语法层更新，一个是API层面的更新，另外主要是GC方面的更新。 - 语法层面引入了preview版本的Switch Expressions；API层面引入了JVM Constants API，引入CompactNumberFormat，让NumberFormat支持COMPACTSTYLE，对String、Files、Collectors、CompletionStage等新增方法；GC方面引入了experimental版本的Shenandoah GC，不过oracle build的openjdk没有enable Shenandoah GC support；另外主要对ZGC及G1 GC进行了改进
- 其中JDK12对ZGC支持了Concurrent Class Unloading，默认是开启，使用-XX:-ClassUnloading可以禁用；对于G1 GC则新增支持Abortable Mixed Collections以及Promptly Return Unused Committed Memory特性
doc
- openjdk 12
- JDK 12 Release Notes
- Java 12 Released with Experimental Switch Expressions and Shenandoah GC
- Definitive Guide To Java 12
- Definitive Guide To Switch Expressions In Java 12
- JVM Class Data Sharing
- JEP 310: Application Class-Data Sharing
- Improve Launch Times On Java 10 With Application Class-Data Sharing
- Make -Xshare:auto the default for server VM
- Using application class-data sharing
- Java Performance Tuning News February 2018
- JDK 12 Security Enhancements
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