Java12的新特性

Java语言特性系列

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
230: Microbenchmark Suite
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
};

334: JVM Constants API
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
341: Default CDS Archives
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 Suites
jdeps 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

Java12的新特性

序

版本号

特性列表

细项解读

添加项

移除项

废弃项

已知问题

其他事项

小结

doc

codecraft

引用和评论

Java23的新特性

Bitmap 和布隆过滤器傻傻分不清？你这不应该啊

Jerry和您聊聊Chrome开发者工具

Spring 实现 3 种异步流式接口，干掉接口超时烦恼

💢线上高延迟请求排查

Spring Boot起步，CRUD、错误处理与宝塔部署

这些年

Java12的新特性

序

版本号

特性列表

细项解读

添加项

移除项

废弃项

已知问题

其他事项

小结

doc

codecraft

引用和评论

Java23的新特性

Bitmap 和 布隆过滤器傻傻分不清？你这不应该啊

Jerry和您聊聊Chrome开发者工具

Spring 实现 3 种异步流式接口，干掉接口超时烦恼

💢线上高延迟请求排查

Spring Boot起步，CRUD、错误处理与宝塔部署

这些年

Bitmap 和布隆过滤器傻傻分不清？你这不应该啊