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从Java5到Java12每个版本的新特性（2）

2018-12-02  本文已影响65人  4ea0af17fd67

Java5到Java7的新特性见这里：https://www.jianshu.com/p/a051a2f0c3ab

Java8新特性

lamda表达式(重磅)

方法引用

/**
 * 静态方法引用：ClassName::methodName
 * 实例上的实例方法引用：instanceReference::methodName
 * 超类上的实例方法引用：super::methodName
 * 类型上的实例方法引用：ClassName::methodName
 * 构造方法引用：Class::new
 * 数组构造方法引用：TypeName[]::new
 * Created by codecraft on 2016-02-05.
 */
public class MethodReference {

    @Test
    public void methodRef(){
        SampleData.getThreeArtists().stream()
                .map(Artist::getName)
                .forEach(System.out::println);
    }

    @Test
    public void constructorRef(){
        ArtistFactory<Artist> af = Artist::new;
        Artist a = af.create("codecraft","china");
        System.out.println(a);
    }
}

集合的stream操作

/**
 * 主要接口
 * 1,predicate
 * 2,Unary/BinaryOperator:传入参数和返回值必然是同一种数据类型
 * 3,Int/Double/LongFunction/BiFunction:函数接口并不要求传入参数和返回值之间的数据类型必须一样
 * 4,Int/Long/DoubleConsumer/BiConsumer:消费数据
 * 5,Int/Long/DoubleSupplier:生产数据
 *
 * 主要方法:
 * 1,filter
 * 2,map
 * 3,reduce
 * 4,collect
 * 5,peek
 * -Djdk.internal.lambda.dumpProxyClasses
 * Created by codecraft on 2016-02-05.
 */
public class LamdaDemo {

    int[] arr = {4,12,1,3,5,7,9};

    @Test
    public void filter(){
        Arrays.stream(arr).filter((x) -> x%2 !=0).forEach(System.out::println);
    }

    @Test
    public void map(){
        Arrays.stream(arr).map((x) -> x * x).forEach(System.out::println);
    }

    @Test
    public void reduce(){
        Arrays.stream(arr).reduce((x,y) -> x+y).ifPresent(System.out::println);
        System.out.println(Arrays.stream(arr).reduce(-10, (x, y) -> x + y));
    }

    @Test
    public void collect(){
        List<Integer> list = Arrays.stream(arr).collect(ArrayList::new,ArrayList::add,ArrayList::addAll);
        System.out.println(list);

        Set<Integer> set = list.stream().collect(Collectors.toSet());
        System.out.println(set);

        Map<String,Artist> map = SampleData.getThreeArtists().stream()
                .collect(Collectors.toMap(a -> a.getName(),a -> a));
        System.out.println(map);
    }

    @Test
    public void peek(){
        long count = Arrays.stream(arr).filter(x -> x > 2).peek(System.out::println).count();
        System.out.println(count);
    }

    @Test
    public void average(){
        Arrays.stream(arr).average().ifPresent(System.out::println);
    }

    @Test
    public void sum(){
        System.out.println(Arrays.stream(arr).sum());
    }

    @Test
    public void max(){
        Arrays.stream(arr).max().ifPresent(System.out::println);
    }

    @Test
    public void min(){
        Arrays.stream(arr).min().ifPresent(System.out::println);
    }

    @Test
    public void sorted(){
        Comparator<Artist> asc = (x,y) -> x.getName().compareTo(y.getName());
        SampleData.getThreeArtists().stream().sorted(asc).forEach(System.out::println);
        SampleData.getThreeArtists().stream().sorted(asc.reversed()).forEach(System.out::println);
        SampleData.getThreeArtists().stream().sorted(Comparator.comparing(Artist::getName)).forEach(System.out::println);
        SampleData.getThreeArtists().stream().sorted(Comparator.comparing(Artist::getName).reversed()).forEach(System.out::println);

        SampleData.getThreeArtists().stream().sorted(Comparator.comparing(Artist::getName).thenComparing(Artist::getNationality)).forEach(System.out::println);
    }

    @Test
    public void groupBy(){
        Map<String,List<Artist>> rs = SampleData.getThreeArtists().stream().collect(Collectors.groupingBy(Artist::getNationality));
        System.out.println(rs);
    }

    @Test
    public void join(){
        String joinedNames = SampleData.getThreeArtists().stream().map(Artist::getName).collect(Collectors.joining(","));
        System.out.println(joinedNames);
        joinedNames.chars().mapToObj(c -> (char) Character.toUpperCase(c)).forEach(System.out::println);
    }

    @Test
    public void flatMap(){
        Set<Artist> rs = SampleData.getThreeArtists().stream().flatMap(a -> a.getMembers()).collect(Collectors.toSet());
        rs.stream().forEach(System.out::println);
    }

    @Test
    public void arrStream(){
        Arrays.stream(arr).forEach(System.out::println);
    }

    @Test
    public void then(){
//        IntConsumer out = System.out::println;
//        IntConsumer err = System.err::println;
        IntConsumer out = (x) -> System.out.println("out consume:"+x);
        IntConsumer err = (x) -> System.err.println("err consume:"+x);
//        Arrays.stream(arr).forEach(out.andThen(err));
        Arrays.stream(arr).forEach(err.andThen(out));
    }

    @Test
    public void foreach(){
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6);
        numbers.forEach(System.out::println);
    }

    @Test
    public void visitOuterVar(){
        final int num = 2;
        Function<Integer,Integer> fun = (from) -> from * num;
        System.out.println(fun.apply(3));
    }
}

提升HashMaps的性能

当hash冲突时，以前都是用链表存储，在java8里头，当节点个数>=TREEIFY_THRESHOLD - 1时，HashMap将采用红黑树存储，这样最坏的情况下即所有的key都Hash冲突，采用链表的话查找时间为O(n)，而采用红黑树为O(logn)。

Date-Time Package

Java 8新增了LocalDate和LocalTime接口，一方面把月份和星期都改成了enum防止出错，另一方面把LocalDate和LocalTime变成不可变类型，这样就线程安全了。

@Test
    public void today(){
        LocalDate today = LocalDate.now();
        System.out.println(today);
    }

    @Test
    public void parseString(){
        // 严格按照ISO yyyy-MM-dd验证，02写成2都不行，当然也有一个重载方法允许自己定义格式
        LocalDate date = LocalDate.parse("2016-02-05");
        System.out.println(date);
    }

    @Test
    public void calculate(){
        LocalDate today = LocalDate.now();
        LocalDate firstDayOfThisMonth = today.with(TemporalAdjusters.firstDayOfMonth());
        System.out.println(firstDayOfThisMonth);

        // 取本月第2天：
        LocalDate secondDayOfThisMonth = today.withDayOfMonth(2);
        System.out.println(secondDayOfThisMonth);

        // 取本月最后一天，再也不用计算是28，29，30还是31：
        LocalDate lastDayOfThisMonth = today.with(TemporalAdjusters.lastDayOfMonth());
        System.out.println(lastDayOfThisMonth);

        // 取下一天：
        LocalDate nextDay = lastDayOfThisMonth.plusDays(1);
        System.out.println(nextDay);

        // 取2015年1月第一个周一，这个计算用Calendar要死掉很多脑细胞：
        LocalDate firstMondayOf2015 = LocalDate.parse("2015-01-01").with(TemporalAdjusters.firstInMonth(DayOfWeek.MONDAY));
        System.out.println(firstMondayOf2015);
    }

    @Test
    public void getTime(){
        LocalTime now = LocalTime.now();
        System.out.println(now);
    }

    @Test
    public void getTimeWithoutMillis(){
        LocalTime now = LocalTime.now().withNano(0);
        System.out.println(now);
    }

    @Test
    public void parseTime(){
        LocalTime zero = LocalTime.of(0, 0, 0); // 00:00:00
        System.out.println(zero);

        LocalTime mid = LocalTime.parse("12:00:00"); // 12:00:00
        System.out.println(mid);
    }

java.lang and java.util Packages

比如数组的并行排序

public class UtilDemo {

    int[] data = {4,12,1,3,5,7,9};

    @Test
    public void parallelSort(){
        Arrays.parallelSort(data);
        System.out.println(Arrays.toString(data));
    }

    @Test
    public void testCollectPrallel() {
        //[4, 16, 17, 20, 25, 32, 41]
        Arrays.parallelPrefix(data, Integer::sum);
        System.out.println(Arrays.toString(data));
    }
}

比如文件遍历

 @Test
    public void list() throws IOException {
        Files.list(Paths.get(".")).filter(Files::isDirectory).forEach(System.out::println);
    }

    @Test
    public void walk() throws IOException {
        Files.walk(Paths.get("."), FileVisitOption.FOLLOW_LINKS).forEach(System.out::println);
    }

Concurrency

public class BankAccountWithStampedLock {

    private final StampedLock lock = new StampedLock();
    private double balance;

    public void deposit(double amount) {
        long stamp = lock.writeLock();
        try {
            balance = balance + amount;
        } finally {
            lock.unlockWrite(stamp);
        }
    }

    public double getBalance() {
        long stamp = lock.readLock();
        try {
            return balance;
        } finally {
            lock.unlockRead(stamp);
        }
    }
}

测试

@Test
    public void bench() throws InterruptedException {
        BankAccountWithStampedLock account = new BankAccountWithStampedLock();
        ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();
        List<Callable<Double>> callables = IntStream.range(1,5)
                .mapToObj(x -> (Callable<Double>) () -> {
//                    if (x % 2 == 0) {
//                        return account.getBalance();
//                    } else {
//                        account.deposit(x);
//                        return 0d;
//                    }
                    account.deposit(x);
                    return 0d;
                })
                .collect(Collectors.toList());
        pool.invokeAll(callables).forEach(x -> {
            try {
                System.out.println(x.get());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (ExecutionException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
        pool.shutdown();
        System.out.println(account.getBalance());
    }

参考

Java9新特性

9版本是过渡版本

Java9 开始，Oracle公司转变方式，每6个月发布一次新版本，Java将更加有活力，其他语言的语法糖或编译器已经很先进、方便，Java不能不开始变革，Oracle希望6个月一个次版本发布，逐步将这个庞大的生态改变，目标是再一次引领时代的未来，来让我们看下9到12版本的变迁吧。

模块系统JPMS(重磅)

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G1成为默认垃圾回收器

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Unified JVM/GC Logging

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HTTP/2 Client(Incubator)

支持HTTP2，同时改进httpclient的api，支持异步模式。

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jshell: The Java Shell (Read-Eval-Print Loop)

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Convenience Factory Methods for Collections

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以前大多使用Guava类库集合类的工厂，比如

Lists.newArrayList(1,2,3,4,5);
Sets.newHashSet(1,2,3,4,5);
Maps.newHashMap();

注意，上面这种返回的集合是mutable的

现在java9可以直接利用jdk内置的集合工厂，比如

List.of(1,2,3,4,5);
Set.of(1,2,3,4,5);
Map.of("key1","value1","key2","value2","key3","value3");

注意，jdk9上面这种集合工厂返回的是immutable的

Process API Updates

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Stack-Walking API

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Variable Handles

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docker方面支持

其他

小结

java9大刀阔斧，重磅引入了模块化系统，自身jdk的类库也首当其冲模块化。新引入的jlink可以精简化jdk的大小，外加Alpine Linux的docker镜像，可以大大减少java应用的docker镜像大小，同时也支持了Docker的cpu和memory限制(Java SE 8u131及以上版本开始支持)，非常值得使用。

doc

Java10新特性

10是过渡版本

特性列表

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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What's New in JDK 10 - New Features and Enhancements，这里举几个例子。

Optional.orElseThrow()

/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk-10.jdk/Contents/Home/lib/src.zip!/java.base/java/util/Optional.java

    /**
     * If a value is present, returns the value, otherwise throws
     * {@code NoSuchElementException}.
     *
     * @return the non-{@code null} value described by this {@code Optional}
     * @throws NoSuchElementException if no value is present
     * @since 10
     */
    public T orElseThrow() {
        if (value == null) {
            throw new NoSuchElementException("No value present");
        }
        return value;
    }

    @Test
    public void testOrElseThrow(){
        var data = List.of("a","b","c");
        Optional<String> optional = data.stream()
                .filter(s -> s.startsWith("z"))
                .findAny();
        String res = optional.orElseThrow();
        System.out.println(res);
    }

新增了orElseThrow与get相对应

输出

java.util.NoSuchElementException: No value present

    at java.base/java.util.Optional.orElseThrow(Optional.java:371)
    at com.example.FeatureTest.testOrElseThrow(FeatureTest.java:19)
    at java.base/jdk.internal.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
    at java.base/jdk.internal.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62)
    at java.base/jdk.internal.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
    at java.base/java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:564)
    at org.junit.runners.model.FrameworkMethod$1.runReflectiveCall(FrameworkMethod.java:50)
    at org.junit.internal.runners.model.ReflectiveCallable.run(ReflectiveCallable.java:12)
    at org.junit.runners.model.FrameworkMethod.invokeExplosively(FrameworkMethod.java:47)
    at org.junit.internal.runners.statements.InvokeMethod.evaluate(InvokeMethod.java:17)
    at org.junit.runners.ParentRunner.runLeaf(ParentRunner.java:325)
    at org.junit.runners.BlockJUnit4ClassRunner.runChild(BlockJUnit4ClassRunner.java:78)
    at org.junit.runners.BlockJUnit4ClassRunner.runChild(BlockJUnit4ClassRunner.java:57)
    at org.junit.runners.ParentRunner$3.run(ParentRunner.java:290)
    at org.junit.runners.ParentRunner$1.schedule(ParentRunner.java:71)
    at org.junit.runners.ParentRunner.runChildren(ParentRunner.java:288)
    at org.junit.runners.ParentRunner.access$000(ParentRunner.java:58)
    at org.junit.runners.ParentRunner$2.evaluate(ParentRunner.java:268)
    at org.junit.runners.ParentRunner.run(ParentRunner.java:363)
    at org.junit.runner.JUnitCore.run(JUnitCore.java:137)
    at com.intellij.junit4.JUnit4IdeaTestRunner.startRunnerWithArgs(JUnit4IdeaTestRunner.java:68)
    at com.intellij.rt.execution.junit.IdeaTestRunner$Repeater.startRunnerWithArgs(IdeaTestRunner.java:47)
    at com.intellij.rt.execution.junit.JUnitStarter.prepareStreamsAndStart(JUnitStarter.java:242)
    at com.intellij.rt.execution.junit.JUnitStarter.main(JUnitStarter.java:70)

APIs for Creating Unmodifiable Collections

java9新增的of工厂方法的接口参数是一个个元素，java10新增List.copyOf, Set.copyOf,及Map.copyOf用来从已有集合创建ImmutableCollections

    /**
     * Returns an <a href="#unmodifiable">unmodifiable List</a> containing the elements of
     * the given Collection, in its iteration order. The given Collection must not be null,
     * and it must not contain any null elements. If the given Collection is subsequently
     * modified, the returned List will not reflect such modifications.
     *
     * @implNote
     * If the given Collection is an <a href="#unmodifiable">unmodifiable List</a>,
     * calling copyOf will generally not create a copy.
     *
     * @param <E> the {@code List}'s element type
     * @param coll a {@code Collection} from which elements are drawn, must be non-null
     * @return a {@code List} containing the elements of the given {@code Collection}
     * @throws NullPointerException if coll is null, or if it contains any nulls
     * @since 10
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    static <E> List<E> copyOf(Collection<? extends E> coll) {
        if (coll instanceof ImmutableCollections.AbstractImmutableList) {
            return (List<E>)coll;
        } else {
            return (List<E>)List.of(coll.toArray());
        }
    }

    @Test(expected = UnsupportedOperationException.class)
    public void testCollectionCopyOf(){
        List<String> list = IntStream.rangeClosed(1,10)
                .mapToObj(i -> "num"+i)
                .collect(Collectors.toList());
        List<String> newList = List.copyOf(list);
        newList.add("not allowed");
    }

Collectors新增了toUnmodifiableList, toUnmodifiableSet,以及 toUnmodifiableMap方法

    @Test(expected = UnsupportedOperationException.class)
    public void testCollectionCopyOf(){
        List<String> list = IntStream.rangeClosed(1,10)
                .mapToObj(i -> "num"+i)
                .collect(Collectors.toUnmodifiableList());
        list.add("not allowed");
    }

小结

java10最主要的新特性，在语法层面就属于Local-Variable Type Inference，而在jvm方面307: Parallel Full GC for G1以及317: Experimental Java-Based JIT Compiler都比较重磅，值得深入研究。

doc

Java11新特性

11版本是8版本之后第一个长支持的版本，可以考虑从8直接升级到11版本，11版本涵盖了9和10的版本特性，并做了优化。

版本号

java -version
openjdk version "11" 2018-09-25
OpenJDK Runtime Environment 18.9 (build 11+28)
OpenJDK 64-Bit Server VM 18.9 (build 11+28, mixed mode)

特性列表

相关解读Java Nestmate稳步推进，Specification for JEP 181: Nest-based Access Control
简单的理解就是Class类新增了getNestHost，getNestMembers方法

相关解读Specification for JEP 309: Dynamic Class-File Constants (JROSE EDITS)
jvm规范里头对Constant pool新增一类CONSTANT_Dynamic

对于AArch64处理器改进现有的string、array相关函数，并新实现java.lang.Math的sin、cos、log方法

引入名为Epsilon的垃圾收集器，该收集器不做任何垃圾回收，可用于性能测试、短生命周期的任务等，使用-XX:+UseEpsilonGC开启

将java9标记废弃的Java EE及CORBA模块移除掉，具体如下：（1）xml相关的，java.xml.ws, java.xml.bind，java.xml.ws，java.xml.ws.annotation，jdk.xml.bind，jdk.xml.ws被移除，只剩下java.xml，java.xml.crypto,jdk.xml.dom这几个模块；（2）java.corba，java.se.ee，java.activation，java.transaction被移除，但是java11新增一个java.transaction.xa模块

相关解读java9系列(六)HTTP/2 Client (Incubator)，HTTP Client Examples and Recipes，在java9及10被标记incubator的模块jdk.incubator.httpclient，在java11被标记为正式，改为java.net.http模块。

相关解读New Java 11 Language Feature: Local-Variable Type Inference (var) extended to Lambda Expression Parameters
允许lambda表达式使用var变量，比如(var x, var y) -> x.process(y)，如果仅仅是这样写，倒是无法看出写var有什么优势而且反而觉得有点多此一举，但是如果要给lambda表达式变量标注注解的话，那么这个时候var的作用就突显出来了(@Nonnull var x, @Nullable var y) -> x.process(y)

使用RFC 7748中描述的Curve25519和Curve448实现key agreement

升级现有的API，支持Unicode10.0.0

相关解读Java 11 Features: Java Flight Recorder
Flight Recorder以前是商业版的特性，在java11当中开源出来，它可以导出事件到文件中，之后可以用Java Mission Control来分析。可以在应用启动时配置java -XX:StartFlightRecording，或者在应用启动之后，使用jcmd来录制，比如

$ jcmd <pid> JFR.start
$ jcmd <pid> JFR.dump filename=recording.jfr
$ jcmd <pid> JFR.stop

实现 RFC 7539的ChaCha20 and ChaCha20-Poly1305加密算法

相关解读Launch Single-File Source-Code Programs in JDK 11
有了这个特性，可以直接java HelloWorld.java来执行java文件了，无需先javac编译为class文件然后再java执行class文件，两步合成一步

通过JVMTI的SampledObjectAlloc回调提供了一个开销低的heap分析方式

支持RFC 8446中的TLS 1.3版本

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相关解读Oracle弃用Nashorn JavaScript引擎，Oracle GraalVM announces support for Nashorn migration
废除Nashorn javascript引擎，在后续版本准备移除掉，有需要的可以考虑使用GraalVM

废除了pack200以及unpack200工具以及java.util.jar中的Pack200 API。Pack200主要是用来压缩jar包的工具，不过由于网络下载速度的提升以及java9引入模块化系统之后不再依赖Pack200，因此这个版本将其移除掉。

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What's New in JDK 11 - New Features and Enhancements以及90 New Features (and APIs) in JDK 11，这里举几个例子。

添加项

    @Test
    public void testCollectionToArray(){
        Set<String> names = Set.of("Fred", "Wilma", "Barney", "Betty");
        String[] copy = new String[names.size()];
        names.toArray(copy);
        System.out.println(Arrays.toString(copy));
        System.out.println(Arrays.toString(names.toArray(String[]::new)));
    }

Collection类新增toArray(IntFunction)的default方法，可以直接通过传入IntFunction告知要转换的目标类型

    @Test
    public void testStrip(){
        String text = "  \u2000a  b  ";
        Assert.assertEquals("a  b",text.strip());
        Assert.assertEquals("\u2000a  b",text.trim());
        Assert.assertEquals("a  b  ",text.stripLeading());
        Assert.assertEquals("  \u2000a  b",text.stripTrailing());
    }

java11对String类新增了strip，stripLeading以及stripTrailing方法，除了strip相关的方法还新增了isBlank、lines、repeat(int)等方法

移除项

废弃项

小结

doc

Java12新特性

12版本也是一个过渡版本

原生字符串支持

Java中书写多行字符串和特殊转义字符时非常不方便和不直观，Java 12将会引入原生字符串(Raw String Literals)解决这一问题。

Java 12之前的写法：

String html = "<html>\n" + " <body>\n" + 
" <p>Hello World.</p>\n" + 
" </body>\n" + "</html>\n";

Java 12的写法：

String html = ` <html> <body> <p>Hello World.</p> </body> </html> `;

转义支持(Escapes)

为了原生字符串中使用转义字符，String class中增加了两个方法：

public String unescape() 
public String escape()

以下结果都返回true:

boolean b0 = `\n`.equals("\\n"); boolean b1 = `\n`.unescape().equals("\n"); boolean b2 = `\n`.length == 2; boolean b3 = `\n`.unescape().length == 1;

边距管理(Margin Management)

为了处理多行字符串左边距的问题，String class中增加了两个方法：

public String align() 
public String indent(int n)

align方法用来去掉开头和结尾的空白行，保持每行的相对缩进。

indent方法用来控制每行开头增加或减少几个空格，n为正数时增加，n为负数时减少。

通常会组合两者使用，align().indent(n)，所以另外提供了一个组合方法：

public String align(int n)
其他特性见参考：https://openjdk.java.net/projects/jdk/12/

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