JDK16的新特性

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简介

在2021年3月16日,JDK的迎来了它的一个新版本JDK16,虽然JDK16不是LTS版本,但是作为下一个LTS版本JDK17的先行版本,JDK16为我们带来了17个方面的提升,包括了新的语言特性、新的工具、内存管理的提升等方面。

所以一起来看看,JDK16到底为我们提供了些什么新的特性。

JDK16的新特性

总的来说,JDK16有下面的一些新特性:

  • 一些在JDK14中引入的新特性,最终在JDK16中确定了。
  • 内存管理的提升
  • 新的打包工具
  • UNIX-Domain Socket channels
  • Value-based Classes的警告
  • Encapsulating JDK Internals by default
  • 提供了 C++ 14语言特性
  • 其他的一些预览版本的新特性

下面图是JDK从8开始到16的新特性个数:

可以看到JDK8和JDK9是最多的,后面基本上变动比较少。

JDK8引入了stream,lambda,泛型等一系列非常有用的特性。而JDK9则引入了新的JPMS模块化系统,所以变动比较多。

相对而言,JDK10之后变动基本上比较小,也有可能跟固定6个月发一次版本有关系。毕竟时间比较短,所以版本的变动也比较小。

注意,JDK16并不是一个LTS版本,在9月发布的JDK17才是!,大家可以关注我的后续关于JDK17新特性的文章。到现在为止,JAVA的LTS版本就有JDK8,JDK11和JDK17了。你现在用的是哪个呢?

语言方面的提升

JDK16在语言上的提升主要有两个:Pattern matching和records。这两个新特性都是在JDK14中作为预览版本引入了,最终到JDK16变成了final版本。

先来看一下Pattern matching, Pattern matching主要说的就是instanceof关键词,我们知道在JAVA中判断一个对象是不是某个类的实例,则可以使用instanceof,如果是该类的实例或者子类,则返回true,否则返回false。

但是在判断完之后,要想使用对应的对象,还需要显示的进行类型转换如下所示:

//传统写法
        if(site instanceof String){
            String stringSite = (String)site;
            System.out.println(stringSite.length());
        }

在JDK16中的Pattern matching中,可以这样写:

 //JDK16写法
        if(site instanceof String stringSite){
            System.out.println(stringSite.length());
        }

另外一个final版本的就是在JDK14和15中引入的Records,Records是一个特殊的java类,主要用来表示不可变对象的结构体。

来看一个Records的定义:

public record Address(
        String addressName,
        String city
) {
}

上面我们定义了一个Address对象,它有两个属性,分别是addressName和city,如果反编译上面代码的编译结果,可以得到:

public record Address(String addressName, String city) {
    public Address(String addressName, String city) {
        this.addressName = addressName;
        this.city = city;
    }

    public String addressName() {
        return this.addressName;
    }

    public String city() {
        return this.city;
    }
}

实际上就等于传统的:

public class AddressOld {
    
    private final String addressName;
    private final String city;

    public AddressOld(String addressName, String city) {
        this.addressName = addressName;
        this.city = city;
    }

    public String getAddressName() {
        return addressName;
    }

    public String getCity() {
        return city;
    }
}

但是在编写上要方便和简单很多。

内存管理方面的提升

在看看内存管理方面的提升,主要有两方面:Elastic Metaspace和ZGC的并发线程堆栈处理。

Metaspace 的主要功能是管理类的元数据的内存。 引入 Elastic Metaspace 是为了改进 HotSpot JVM 中元空间内存的分配和释放。 可以更快地将不需要的内存返回给操作系统,从而减少开销和内存碎片。

Elastic Metaspace使用较小的块分配内存,并通过将未使用的元空间内存返回给操作系统来提高弹性。 它可以提高性能并降低维护成本。

那么什么是ZGC的并发线程堆栈处理呢?

我们知道ZGC是HotSpot JVM中一种低延时的垃圾回收算法。但是在线程的堆栈处理过程中,总有一个制约因素就是safepoints。在safepoints这个点,java的线程是要暂停执行的,从而限制了GC的效率。

而ZGC的并发线程堆栈处理可以保证java线程可以在GC safepoints的同时可以并发执行。

Unix-Domain Socket Channel

一般来说Socket通信是基于TCP/IP的,但是熟悉unix的朋友应该知道,在unix中一切都是以文件形式存在的,即便是在内部进程的通讯也是如此。

如果是同一个host上的进程进行通讯,使用unix本身的inter-process communication (IPC)无疑是最快的方式,并且更加安全。

所以在JDK16中增加了对Unix-Domain Socket Channel的支持。

Warning For Value-based Classes

这个是什么意思呢? 我们知道java中对应的primary类型都有一个Object类型,比如int对应的是Integer。

如果是用Integer的构造函数,则我们可以这样构造:

 Integer integer= new Integer(100);

但是在JDK16中,这种构造函数已经被废弃了:

    @Deprecated(since="9", forRemoval = true)
    public Integer(int value) {
        this.value = value;
    }

我们可以直接这样写:

Integer integer2= 100;

封装内部的JDK包

一般来说,我们用的包都是JDK公开的API,但是有时候还是会用到一些JDK内部使用的类,这种类是不建议直接在外部使用的,JDK16对大部分的这种类做了封装,后面大家直接在标准JDK中查找使用即可。

C++ 14语言特性

这个是值JDK底层的C++ 源代码使用C++ 14语言特性,一般的JDK使用者是无法直接感受的。

预览语言新特性

在JDK16中还加入了几个预览的语言新特性.这里主要讲一下Vector API和Sealed Classes.

Vector API的想法是提供一种向量计算方法,最终能够比传统的标量计算方法(在支持 CPU 架构上)执行得更好。什么叫做向量计算呢?熟悉pandas的朋友可能知道,在pandas可以方便的对矩阵进行计算,如果用java实现则需要计算矩阵中的每个元素,非常麻烦,这也是python的pandas库能够流行的原因。

现在JDK16也可以做到了,我们一起来看看,先是传统写法:

//传统写法
        int[] x = {1, 2, 3, 4};
        int[] y = {4, 3, 2, 1};

        int[] c = new int[x.length];

        for (int i = 0; i < x.length; i++) {
            c[i] =x[i] * y[i];
        }

如果我们希望两个数组的数字相乘,则只能进行每个元素的遍历。现在的写法:

        var vectorA = IntVector.fromArray(IntVector.SPECIES_128, x, 0);
        var vectorB = IntVector.fromArray(IntVector.SPECIES_128, y, 0);
        var vectorC = vectorA.mul(vectorB);
        vectorC.intoArray(c, 0);

我们构建两个Vector变量,直接调用Vector类的mul方法即可。

fromArray中有三个参数,第一个是向量的长度,第二是原数组,第三个是偏移量。因为一个int有4个字节,所以这里我们使用SPECIES_128。

Sealed Classes是在JDK15中引入的概念,它表示某个类允许哪些类来继承它:

public sealed class SealExample permits Seal1, Seal2{
}

public non-sealed class Seal1 extends SealExample {
}

public final class Seal2 extends SealExample {
}

final表示Seal2不能再被继承了。non-sealed 表示可以允许任何类继承。

总结

以上就是JDK16给我们带来的新特性,总体而言是很有用的,大家觉得呢?

本文例子learn-java-base-9-to-20

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