JDK16的新特性

flydean發表於2021-11-11
JDK

簡介

在2021年3月16日，JDK的迎來了它的一個新版本JDK16，雖然JDK16不是LTS版本，但是作為下一個LTS版本JDK17的先行版本，JDK16為我們帶來了17個方面的提升,包括了新的語言特性、新的工具、記憶體管理的提升等方面。

所以一起來看看，JDK16到底為我們提供了些什麼新的特性。

JDK16的新特性

總的來說，JDK16有下面的一些新特性：

  • 一些在JDK14中引入的新特性，最終在JDK16中確定了。
  • 記憶體管理的提升
  • 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語言特性
  • 其他的一些預覽版本的新特性

下面圖是JDK從8開始到16的新特性個數：

可以看到JDK8和JDK9是最多的，後面基本上變動比較少。

JDK8引入了stream，lambda，泛型等一系列非常有用的特性。而JDK9則引入了新的JPMS模組化系統，所以變動比較多。

相對而言，JDK10之後變動基本上比較小，也有可能跟固定6個月發一次版本有關係。畢竟時間比較短，所以版本的變動也比較小。

注意，JDK16並不是一個LTS版本，在9月釋出的JDK17才是！,大家可以關注我的後續關於JDK17新特性的文章。到現在為止，JAVA的LTS版本就有JDK8，JDK11和JDK17了。你現在用的是哪個呢？

語言方面的提升

JDK16在語言上的提升主要有兩個：Pattern matching和records。這兩個新特性都是在JDK14中作為預覽版本引入了，最終到JDK16變成了final版本。

先來看一下Pattern matching, Pattern matching主要說的就是instanceof關鍵詞，我們知道在JAVA中判斷一個物件是不是某個類的例項，則可以使用instanceof，如果是該類的例項或者子類，則返回true，否則返回false。

但是在判斷完之後，要想使用對應的物件，還需要顯示的進行型別轉換如下所示：

//傳統寫法
        if(site instanceof String){
            String stringSite = (String)site;
            System.out.println(stringSite.length());
        }

在JDK16中的Pattern matching中，可以這樣寫：

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

另外一個final版本的就是在JDK14和15中引入的Records,Records是一個特殊的java類，主要用來表示不可變物件的結構體。

來看一個Records的定義：

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

上面我們定義了一個Address物件，它有兩個屬性，分別是addressName和city，如果反編譯上面程式碼的編譯結果，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;
    }
}

實際上就等於傳統的：

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;
    }
}

但是在編寫上要方便和簡單很多。

記憶體管理方面的提升

在看看記憶體管理方面的提升，主要有兩方面：Elastic Metaspace和ZGC的併發執行緒堆疊處理。

Metaspace 的主要功能是管理類的後設資料的記憶體。 引入 Elastic Metaspace 是為了改進 HotSpot JVM 中元空間記憶體的分配和釋放。 可以更快地將不需要的記憶體返回給作業系統，從而減少開銷和記憶體碎片。

Elastic Metaspace使用較小的塊分配記憶體，並通過將未使用的元空間記憶體返回給作業系統來提高彈性。 它可以提高效能並降低維護成本。

那麼什麼是ZGC的併發執行緒堆疊處理呢？

我們知道ZGC是HotSpot JVM中一種低延時的垃圾回收演算法。但是線上程的堆疊處理過程中，總有一個制約因素就是safepoints。在safepoints這個點，java的執行緒是要暫停執行的，從而限制了GC的效率。

而ZGC的併發執行緒堆疊處理可以保證java執行緒可以在GC safepoints的同時可以併發執行。

Unix-Domain Socket Channel

一般來說Socket通訊是基於TCP/IP的，但是熟悉unix的朋友應該知道，在unix中一切都是以檔案形式存在的，即便是在內部程式的通訊也是如此。

如果是同一個host上的程式進行通訊，使用unix本身的inter-process communication (IPC)無疑是最快的方式,並且更加安全。

所以在JDK16中增加了對Unix-Domain Socket Channel的支援。

Warning For Value-based Classes

這個是什麼意思呢？ 我們知道java中對應的primary型別都有一個Object型別，比如int對應的是Integer。

如果是用Integer的建構函式，則我們可以這樣構造：

 Integer integer= new Integer(100);

但是在JDK16中，這種建構函式已經被廢棄了：

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

我們可以直接這樣寫：

Integer integer2= 100;

封裝內部的JDK包

一般來說，我們用的包都是JDK公開的API，但是有時候還是會用到一些JDK內部使用的類，這種類是不建議直接在外部使用的，JDK16對大部分的這種類做了封裝，後面大家直接在標準JDK中查詢使用即可。

C++ 14語言特性

這個是值JDK底層的C++ 原始碼使用C++ 14語言特性，一般的JDK使用者是無法直接感受的。

預覽語言新特性

在JDK16中還加入了幾個預覽的語言新特性.這裡主要講一下Vector API和Sealed Classes.

Vector API的想法是提供一種向量計算方法，最終能夠比傳統的標量計算方法（在支援 CPU 架構上）執行得更好。什麼叫做向量計算呢？熟悉pandas的朋友可能知道，在pandas可以方便的對矩陣進行計算，如果用java實現則需要計算矩陣中的每個元素，非常麻煩，這也是python的pandas庫能夠流行的原因。

現在JDK16也可以做到了，我們一起來看看,先是傳統寫法：

//傳統寫法
        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];
        }

如果我們希望兩個陣列的數字相乘，則只能進行每個元素的遍歷。現在的寫法：

        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);

我們構建兩個Vector變數，直接呼叫Vector類的mul方法即可。

fromArray中有三個引數，第一個是向量的長度，第二是原陣列，第三個是偏移量。因為一個int有4個位元組，所以這裡我們使用SPECIES_128。

Sealed Classes是在JDK15中引入的概念，它表示某個類允許哪些類來繼承它：

public sealed class SealExample permits Seal1, Seal2{
}

public non-sealed class Seal1 extends SealExample {
}

public final class Seal2 extends SealExample {
}

final表示Seal2不能再被繼承了。non-sealed 表示可以允許任何類繼承。

總結

以上就是JDK16給我們帶來的新特性，總體而言是很有用的，大家覺得呢？

本文例子learn-java-base-9-to-20

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