java 12 、13、14、15新特性汇总

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2022-12-23 01:58 286阅读 0赞

# java 12 #

## Switch 表达式 ##

使用Java 12，switch不仅可以作为语句也可以作为表达式。 无论作为语句或者作为表达式，switch都可以使用传统/简化的作用域和控制流行为。 这将有助于简化代码，并为在switch中使用模式匹配铺平道路。

Java开发人员正在增强Java编程语言，以使用模式匹配来解决当前switch语句的几个问题。 这包括：switch块的默认控制流行为，switch块默认作用域（被视为单个作用域的块）和switch仅作为语句。

在Java 11中，switch语句追随C和C++，默认情况下使用fall-through语义。 虽然传统的控制流程在编写低级代码时很有用，但随着switch在更高级别的环境中采用，易出错会盖过其灵活性。

**Java 11**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3hndzEwMTA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
**Java 12**

![在这里插入图片描述][20201121183104843.png_pic_center]

## 默认CDS归档 ##

通过在64位平台上的默认类列表的帮助下生成CDS归档来改进JDK构建过程，从而有效地消除了运行java -Xshare：dump。 此功能的目标包括：1。）改进开箱即用的启动时间，以及2.）摆脱使用-Xshare：dump。

## Shenandoah GC ##

Shenandoah是一种垃圾收集（GC）算法，旨在保证低延迟（10 - 500 ms的下限）。 它通过在运行Java工作线程的同时执行GC操作减少GC暂停时间。 使用Shenandoah，暂停时间不依赖于堆的大小。 这意味着无论堆的大小如何，暂停时间都是差不多的。

这是一个实验性功能，不包含在默认（Oracle）的OpenJDK版本中。

## JMH 基准测试 ##

此功能为JDK源代码添加了一套微基准测试（大约100个），简化了现有微基准测试的运行和新基准测试的创建过程。 它基于Java Microbenchmark Harness（JMH）并支持JMH更新。

此功能使开发人员可以轻松运行当前的微基准测试并为JDK源代码添加新的微基准测试。 可以基于Java Microbenchmark Harness（JMH）轻松测试JDK性能。 它将支持JMH更新，并在套件中包含一组（约100个）基准测试。

## JVM 常量 API ##

JEP 334引入了一个API，用于建模关键类文件和运行时artifacts，例如常量池。 此API将包括ClassDesc，MethodTypeDesc，MethodHandleDesc和DynamicConstantDesc等类。此 API 对于操作类和方法的工具很有帮助

## G1的可中断 mixed GC ##

此功能通过将Mixed GC集拆分为强制部分和可选部分，使G1垃圾收集器更有效地中止垃圾收集过程。通过允许垃圾收集过程优先处理强制集，g1可以更多满足满足暂停时间目标。

G1是一个垃圾收集器，设计用于具有大量内存的多处理器机器。由于它提高了性能效率，g1垃圾收集器最终将取代cms垃圾收集器。

G1垃圾收集器的主要目标之一是满足用户设置的暂停时间。G1采用一个分析引擎来选择在收集期间要处理的工作量。此选择过程的结果是一组称为GC集的区域。一旦GC集建立并且GC已经开始，那么G1就无法停止。

如果G1发现GC集选择选择了错误的区域，它会将GC区域的拆分为两部分（强制部分和可选部分）来切换到处理Mix GC的增量模式。如果未达到暂停时间目标，则停止对可选部分的垃圾收集。

## G1归还不使用的内存 ##

此功能的主要目标是改进G1垃圾收集器，以便在不活动时将Java堆内存归还给操作系统。 为实现此目标，G1将在低应用程序活动期间定期生成或持续循环检查完整的Java堆使用情况。

这将立即归还未使用的部分Java堆内存给操作系统。 用户可以选择执行FULL GC以最大化返回的内存量。

## 移除多余ARM64实现 ##

Java 12将只有一个ARM 64位实现（aarch64）。 目标是删除所有与arm64实现相关的代码，同时保留32位ARM端口和64位aarch64实现。

这将把重点转移到单个64位ARM实现，并消除维护两个实现所需的重复工作。 当前的JDK 11实现中有两个64位ARM实现。

# java 13 #

## Dynamic CDS Archives ##

这一特性是在JEP310：Application Class-Data Sharing基础上扩展而来的，Dynamic CDS Archives中的CDS指的就是Class-Data Sharing。

那么，这个JEP310是个啥东西呢？

我们知道在同一个物理机／虚拟机上启动多个JVM时，如果每个虚拟机都单独装载自己需要的所有类，启动成本和内存占用是比较高的。所以Java团队引入了CDS的概念，通过把一些核心类在每个JVM间共享，每个JVM只需要装载自己的应用类，启动时间减少了，另外核心类是共享的，所以JVM的内存占用也减少了。

CDS 只能作用于 Boot Class Loader 加载的类，不能作用于 App Class Loader 或者自定义的 Class Loader 加载的类。

在 Java 10 中，则将 CDS 扩展为 AppCDS，顾名思义，AppCDS 不止能够作用于 Boot Class Loader了，App Class Loader 和自定义的 Class Loader 也都能够起作用，大大加大了 CDS 的适用范围。也就说开发自定义的类也可以装载给多个JVM共享了。

Java 10中包含的JEP310的通过跨不同Java进程共享公共类元数据来减少了内存占用和改进了启动时间。

但是，JEP310中，使用AppCDS的过程还是比较复杂的，需要有三个步骤：

1、决定要 Dump 哪些 Class
    2、将类的内存 Dump 到归档文件中
    3、使用 Dump 出来的归档文件加快应用启动速度

这一次的JDK 13中的JEP 350 ，在JEP310的基础上，又做了一些扩展。允许在Java应用程序执行结束时动态归档类，归档类将包括默认的基础层 CDS（class data-sharing）存档中不存在的所有已加载的应用程序类和库类。

也就是说，在Java 13中再使用AppCDS的时候，就不在需要这么复杂了。

## ZGC: Uncommit Unused Memory ##

在讨论这个问题之前，想先问一个问题，JVM的GC释放的内存会还给操作系统吗？

GC后的内存如何处置，其实是取决于不同的垃圾回收器的。因为把内存还给OS，意味着要调整JVM的堆大小，这个过程是比较耗费资源的。

在JDK 11中，Java引入了ZGC，这是一款可伸缩的低延迟垃圾收集器，但是当时只是实验性的。并且，ZGC释放的内存是不会还给操作系统的。

而在Java 13中，JEP 351再次对ZGC做了增强，本次 ZGC 可以将未使用的堆内存返回给操作系统。之所以引入这个特性，是因为如今有很多场景中内存是比较昂贵的资源，在以下情况中，将内存还给操作系统还是很有必要的：

1、那些需要根据使用量付费的容器  
2、应用程序可能长时间处于空闲状态并与许多其他应用程序共享或竞争资源的环境。  
3、应用程序在执行期间可能有非常不同的堆空间需求。例如，启动期间所需的堆可能大于稍后在稳定状态执行期间所需的堆。.

## Reimplement the Legacy Socket API ##

使用易于维护和调试的更简单、更现代的实现替换 java.net.Socket 和 java.net.ServerSocket API。

java.net.Socket和java.net.ServerSocket的实现非常古老，这个JEP为它们引入了一个现代的实现。现代实现是Java 13中的默认实现，但是旧的实现还没有删除，可以通过设置系统属性jdk.net.usePlainSocketImpl来使用它们。

运行一个实例化Socket和ServerSocket的类将显示这个调试输出。这是默认的(新的):

java -XX: TraceClassLoading JEP353  | grep Socket
    [0.033s][info   ][class,load] java.net.Socket source: jrt:/java.base
    [0.035s][info   ][class,load] java.net.SocketOptions source: jrt:/java.base
    [0.035s][info   ][class,load] java.net.SocketImpl source: jrt:/java.base
    [0.039s][info   ][class,load] java.net.SocketImpl$$Lambda$1/0x0000000800b50840 source: java.net.SocketImpl
    [0.042s][info   ][class,load] sun.net.PlatformSocketImpl source: jrt:/java.base
    [0.042s][info   ][class,load] sun.nio.ch.NioSocketImpl source: jrt:/java.base
    [0.043s][info   ][class,load] sun.nio.ch.SocketDispatcher source: jrt:/java.base
    [0.044s][info   ][class,load] java.net.DelegatingSocketImpl source: jrt:/java.base
    [0.044s][info   ][class,load] java.net.SocksSocketImpl source: jrt:/java.base
    [0.044s][info   ][class,load] java.net.ServerSocket source: jrt:/java.base
    [0.045s][info   ][class,load] jdk.internal.access.JavaNetSocketAccess source: jrt:/java.base
    [0.045s][info   ][class,load] java.net.ServerSocket$1 source: jrt:/java.base

上面输出的sun.nio.ch.NioSocketImpl就是新提供的实现。  
如果使用旧的实现也是可以的（指定参数jdk.net.usePlainSocketImpl）：

$ java -Djdk.net.usePlainSocketImpl -XX: TraceClassLoading JEP353  | grep Socket
    [0.037s][info   ][class,load] java.net.Socket source: jrt:/java.base
    [0.039s][info   ][class,load] java.net.SocketOptions source: jrt:/java.base
    [0.039s][info   ][class,load] java.net.SocketImpl source: jrt:/java.base
    [0.043s][info   ][class,load] java.net.SocketImpl$$Lambda$1/0x0000000800b50840 source: java.net.SocketImpl
    [0.046s][info   ][class,load] sun.net.PlatformSocketImpl source: jrt:/java.base
    [0.047s][info   ][class,load] java.net.AbstractPlainSocketImpl source: jrt:/java.base
    [0.047s][info   ][class,load] java.net.PlainSocketImpl source: jrt:/java.base
    [0.047s][info   ][class,load] java.net.AbstractPlainSocketImpl$1 source: jrt:/java.base
    [0.047s][info   ][class,load] sun.net.ext.ExtendedSocketOptions source: jrt:/java.base
    [0.047s][info   ][class,load] jdk.net.ExtendedSocketOptions source: jrt:/jdk.net
    [0.047s][info   ][class,load] java.net.SocketOption source: jrt:/java.base
    [0.047s][info   ][class,load] jdk.net.ExtendedSocketOptions$ExtSocketOption source: jrt:/jdk.net
    [0.047s][info   ][class,load] jdk.net.SocketFlow source: jrt:/jdk.net
    [0.047s][info   ][class,load] jdk.net.ExtendedSocketOptions$PlatformSocketOptions source: jrt:/jdk.net
    [0.047s][info   ][class,load] jdk.net.ExtendedSocketOptions$PlatformSocketOptions$1 source: jrt:/jdk.net
    [0.048s][info   ][class,load] jdk.net.LinuxSocketOptions source: jrt:/jdk.net
    [0.048s][info   ][class,load] jdk.net.LinuxSocketOptions$$Lambda$2/0x0000000800b51040 source: jdk.net.LinuxSocketOptions
    [0.049s][info   ][class,load] jdk.net.ExtendedSocketOptions$1 source: jrt:/jdk.net
    [0.049s][info   ][class,load] java.net.StandardSocketOptions source: jrt:/java.base
    [0.049s][info   ][class,load] java.net.StandardSocketOptions$StdSocketOption source: jrt:/java.base
    [0.051s][info   ][class,load] sun.net.ext.ExtendedSocketOptions$$Lambda$3/0x0000000800b51440 source: sun.net.ext.ExtendedSocketOptions
    [0.057s][info   ][class,load] java.net.DelegatingSocketImpl source: jrt:/java.base
    [0.057s][info   ][class,load] java.net.SocksSocketImpl source: jrt:/java.base
    [0.058s][info   ][class,load] java.net.ServerSocket source: jrt:/java.base
    [0.058s][info   ][class,load] jdk.internal.access.JavaNetSocketAccess source: jrt:/java.base
    [0.058s][info   ][class,load] java.net.ServerSocket$1 source: jrt:/java.base

上面的结果中，旧的实现java.net.PlainSocketImpl被用到了。

## Switch Expressions (Preview) ##

在JDK 12中引入了Switch表达式作为预览特性。JEP 354修改了这个特性，它引入了yield语句，用于返回值。这意味着，switch表达式(返回值)应该使用yield, switch语句(不返回值)应该使用break。

在以前，我们想要在switch中返回内容，还是比较麻烦的，一般语法如下：

int i;
    switch (x) { 
        case "1":
            i=1;
            break;
        case "2":
            i=2;
            break;
        default:
            i = x.length();
            break;
    }

在JDK13中使用以下语法：

int i = switch (x) { 
        case "1" -> 1;
        case "2" -> 2;
        default -> { 
            int len = args[1].length();
            yield len;
        }
    };

或者

int i = switch (x) { 
        case "1": yield 1;
        case "2": yield 2;
        default: { 
            int len = args[1].length();
            yield len;
        }
    };

在这之后，switch中就多了一个关键字用于跳出switch块了，那就是yield，他用于返回一个值。和return的区别在于：return会直接跳出当前循环或者方法，而yield只会跳出当前switch块。

## Text Blocks (Preview) ##

在JDK 12中引入了Raw String Literals特性，但在发布之前就放弃了。这个JEP在引入多行字符串文字（text block）在意义上是类似的。

text block，文本块，是一个多行字符串文字，它避免了对大多数转义序列的需要，以可预测的方式自动格式化字符串，并在需要时让开发人员控制格式。

String query = """
        SELECT `EMP_ID`, `LAST_NAME` FROM `EMPLOYEE_TB`
        WHERE `CITY` = 'INDIANAPOLIS'
        ORDER BY `EMP_ID`, `LAST_NAME`;
    """;

# java 14 #

## instanceof的模式匹配 ##

使用instanceof关键字来判断对象的真实类型，可以不用强制转换了，从而减少冗余的代码

Object o = new Person("Tom", "18");
        
    //老的方式
    if(o instanceof Person) { 
        Person p = (Person) o;
        System.out.println(p);
    }
            
    //java14实现方式
    if(o instanceof Person p) { 
        System.out.println(p);
    }
    public boolean test(Person person) { 
        Object obj = new Person("Tom", "18");
        return obj instanceof Person p && person.equals(obj);
    }

## switch表达式 ##

Java8中switch支持的类型有：byte char short int Byte Short Character Integer String enum

Java12中支持返回值和 ->语法，Java13支持yield返回值，这两个版本只是预览版，Java14中正式发布switch表达式特性

switch (day) { 
        case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> System.out.println(1);
        case TUESDAY                -> System.out.println(2);
        case THURSDAY, SATURDAY     -> System.out.println(3);
        case WEDNESDAY              -> System.out.println(4);
    }
    
    //返回值
    int i = switch (day) { 
        case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> 1;
        case TUESDAY                -> 2;
        case THURSDAY, SATURDAY     -> 3;
        case WEDNESDAY              -> 4;
    };
    
    //使用yield返回值
    int j = switch (day) { 
        case MONDAY  -> 0;
        case TUESDAY -> 1;
        default      -> { 
            System.out.println("default");
            yield 2;
        }
    };

## 文本块 ##

类似于Python和Groovy，方便编写多行的字符串字面量。

Java13中已引入作为预览特性，Java 14中做了改进，引入了两个新的转义序列。可以使用 \\s 转义序列来表示一个空格，可以使用反斜杠 \\ 来避免在行尾插入换行字符。

String text = """
        select t.* from test t \
        where t.a = 1 and t.b = 1\s\
        and exist (\s\
        select 1 from test1 t2 where t2.a = t.a and t2.b = t.b\s\
        )
    """;
    System.out.println(text);

## record ##

类似于Lombok的@Data注解，用于减少固定的模板代码。和枚举类型一样，记录也是类的一种受限形式，只用于存储数据，没有其它自定义的行为。

public record Person(String name, int age) { 
        public static String address;
        
        public String getName() { 
            return name;
        }
    }
    
    //反编译结果
    public final class Person extends java.lang.Record { 
        private final java.lang.String name;
        private final java.lang.String age;
        public static int a;
    
        public Person(java.lang.String name, java.lang.String age) {  /* compiled code */ }
    
        public java.lang.String getName() {  /* compiled code */ }
    
        public java.lang.String toString() {  /* compiled code */ }
    
        public final int hashCode() {  /* compiled code */ }
    
        public final boolean equals(java.lang.Object o) {  /* compiled code */ }
    
        public java.lang.String name() {  /* compiled code */ }
    
        public java.lang.String age() {  /* compiled code */ }
    }

1、record只能作用于类，且该类为final修饰，不能被继承。属性都是final修饰的，不能再被赋值，不能完全代替JavaBeans使用。

2、继承了java.lang.Record，不可以在继承其它类。

3、可以定义静态属性、静态或实例方法、构造函数。

## NullPointerException 错误推断 ##

虚拟机参数里面加上-XX:+ShowCodeDetailsInExceptionMessages，可以显示空指针发生时显示明确的诊断信息，有助于查找问题

## JVM层面新特性 ##

一、删除CMS垃圾收集器

CMS用于老年代垃圾收集，使用的是标记清除算法。

会产生内存碎片，导致无法提供连续的分配空间分配大对象。无法处理浮动垃圾，并发收集对CPU资源比较敏感。

二、弃用ParallelScavenge + SerialOld GC组合

三、macOS和Windos上支持ZGC

四、针对G1的NUMA感知内存分配

# java 15 #

## Edwards-Curve Digital Signature Algorithm (EdDSA) ##

Edwards-Curve 数据签名算法（EdDSA），一种根据 RFC 8032 规范所描述的 Edwards-Curve 数字签名算法（EdDSA）实现加密签名，实现了一种 RFC 8032 标准化方案，但它不能代替 ECDSA。

> EdDSA 是一种现代的椭圆曲线签名方案，与 JDK 中现有的签名方案相比，它有很多优势。

## Sealed Classes (Preview) ##

封闭类（预览特性），可以是封闭类和或者封闭接口，用来增强 Java 编程语言，防止其他类或接口扩展或实现它们。

这个牛逼啊，有了这个特性，意味着以后不是你想继承就继承，想实现就实现了，你得经过允许才行。

来看这个示例：

public abstract sealed class Student
        permits ZhangSan, LiSi, ZhaoLiu { 
        ...
            
    }

类 Student 被 sealed 修饰，说明它是一个封闭类，并且只允许指定的 3 个子类继承。

## Hidden Classes ##

隐藏类，这一看也是个很有意思的特性。

隐藏类是为框架（frameworks）所设计的，隐藏类不能直接被其他类的字节码使用，只能在运行时生成类并通过反射间接使用它们。

## Remove the Nashorn JavaScript Engine ##

移除了 Nashorn JavaScript 脚本引擎、APIs，以及 jjs 工具。这些早在 JDK 11 中就已经被标记为 deprecated 了，JDK 15 被移除就很正常了。

> Nashorn 是 JDK 1.8 引入的一个 JavaScript 脚本引擎，用来取代 Rhino 脚本引擎。Nashorn 是 ECMAScript-262 5.1 的完整实现，增强了 Java 和 JavaScript 的兼容性，并且大大提升了性能。

**为什么要移除？**

官方的描述是，随着 ECMAScript 脚本语言的结构、API 的改编速度越来越快，维护Nashorn 太有挑战性了，所以……。

## Reimplement the Legacy DatagramSocket API ##

重新实现了老的 DatagramSocket API 接口，更改了 java.net.DatagramSocket 和 java.net.MulticastSocket 为更加简单、现代化的底层实现，更易于维护和调试。

新的底层实现将很容易使用虚拟线程，目前正在 Loom 项目中进行探索。这也是 JEP 353 的后续更新版本，JEP 353 已经重新实现了 Socket API。

## Disable and Deprecate Biased Locking ##

准备禁用和废除偏向锁，在 JDK 15 中，默认情况下禁用偏向锁，并弃用所有相关的命令行选项。

后面再确定是否需要继续支持偏向锁，因为维护这种锁同步优化的成本太高了。

## Pattern Matching for instanceof (Second Preview) ##

模式匹配（第二次预览），第一次预览是 JDK 14 中提出来的

Java 14 之前：

if (object instanceof Kid) { 
        Kid kid = (Kid) object;
        // ...
    } else if (object instanceof Kiddle) { 
        Kid kid = (Kid) object;
        // ...

Java 14+：

if (object instanceof Kid kid) { 
        // ...
    } else if (object instanceof Kiddle kiddle) { 
        // ...
    }

Java 15 并没有对此特性进行调整，继续预览特性，只是为了收集更多的用户反馈，可能还不成熟吧。

## ZGC: A Scalable Low-Latency Garbage Collector ##

ZGC：一个可伸缩、低延迟的垃圾回收器。

ZGC 最早是在 JDK 11 中集成进来的，JDK 15 只是将 ZGC 垃圾收集器从预览特性变更为正式特性而已，没错，转正了。

这个 JEP 不会更改默认的 GC，默认仍然是 G1。

## Text Blocks ##

文本块，是一个多行字符串，它可以避免使用大多数转义符号，自动以可预测的方式格式化字符串，并让开发人员在需要时可以控制格式。

文本块最早准备在 JDK 12 添加的，但最终撤消了，然后在 JDK 13 中作为预览特性进行了添加，然后又在 JDK 14 中再次预览，在 JDK 15 中，文本块终于转正，暂不再做进一步的更改。

## Shenandoah: A Low-Pause-Time Garbage Collector ##

Shenandoah：一个低停顿时间的垃圾回收器。

Shenandoah 最早是在 JDK 12 中集成进来的，JDK 15 只是将 Shenandoah 垃圾收集器从预览特性变更为正式特性而已，没错，又是转正了。

## Remove the Solaris and SPARC Ports ##

移除了 Solaris 和 SPARC 端口。

移除了 Solaris/SPARC、Solaris/x64 和 Linux/SPARC 端口的源代码及构建支持。这些端口在 JDK 14 中就已经被标记为 deprecated 了，JDK 15 被移除也不奇怪。

## Foreign-Memory Access API (Second Incubator) ##

外存访问 API（二次孵化），可以允许 Java 应用程序安全有效地访问 Java 堆之外的外部内存。

这个最早在 JDK 14 中成为孵化特性，JDK 15 继续二次孵化并对其 API 有了一些更新。

## Records (Second Preview) ##

Records 最早在 JDK 14 中成为预览特性，JDK 15 继续二次预览。

Records 在某些场合可以干掉 Lombok 的存在，能自动生成了类构造器、toString()、hashCode()、equals()，以及类似 getter 的变量访问方法。

## Deprecate RMI Activation for Removal ##

废除 RMI 激活，以便在将来进行删除。

需要说明的是，RMI 激活是 RMI 中一个过时的组件，自 Java 8 以来一直是可选的。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3hndzEwMTA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221120/beaa7094f79348419ef8f9dfa6074bc7.png
[20201121183104843.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201121183104843.png#pic_center