2022年Java將有什么新的特性和改進(jìn)，我相信很多Java開發(fā)者都想知道。結(jié)合Java語(yǔ)言架構(gòu)師布萊恩·格茨（Brian Goetz）最近的一些分享，胖哥給大家爆個(gè)料。老規(guī)矩，點(diǎn)贊走起。

Valhalla

布萊恩·格茨在去年底發(fā)表了一篇名為State of Valhalla的文章，里面信息量非常大，里面提到早在2014年Java項(xiàng)目組就啟動(dòng)了一個(gè)名叫Valhalla的項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目將為JVM平臺(tái)帶來更加靈活的、扁平化的數(shù)據(jù)類型。在2021年該項(xiàng)目將有進(jìn)一步的動(dòng)作，值對(duì)象（value objects）、原始類（primitive classes）、專用泛型（specialized generics）即將引入JVM平臺(tái)。今天先來聊聊這個(gè)值對(duì)象是個(gè)啥。

我們知道什么是“值”，什么是“對(duì)象”，但是什么是“值對(duì)象”呢？不光你們懵逼，我也懵逼，來一起研究研究。

Java類型系統(tǒng)的不足

Java的類型系統(tǒng)

Java類型系統(tǒng)由內(nèi)置的10種類型組成，這10種類型無法直接表達(dá)復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如字符串、三維坐標(biāo)、空間向量等等，但是開發(fā)者可以用這10種類型來為業(yè)務(wù)實(shí)體建模，Java的類型體系是非常有用的。

但是Java類型仍然存在“缺陷”， 同一個(gè)類的兩個(gè)對(duì)象包含完全相同的屬性，但是它們的內(nèi)存尋址是不一樣的。

所以從某種意義上說，他們有自己的身份標(biāo)識(shí)。

但是對(duì)于原始類型就不一樣了，如果一個(gè)int類型的變量值為7，另一個(gè)也為7，區(qū)分它們有意義嗎？這個(gè)7還是那個(gè)7？顯然是無意義的。

讓我們?cè)賮砼e一個(gè)現(xiàn)實(shí)中的例子，兩件相同尺寸、材質(zhì)的紅色衣服肯定是兩件不同的衣服，但是它們的材質(zhì)肯定是一種材質(zhì)，顏色肯定是一種顏色，不會(huì)有傻子認(rèn)為這是兩種顏色。這里面的尺寸當(dāng)然可以通過Java中的原始類型去描述，但是材質(zhì)和顏色不行（雖然顏色可以用十六進(jìn)制表示），這里的尺寸、材質(zhì)、顏色都應(yīng)該被認(rèn)為是原語(yǔ)。

這個(gè)痛點(diǎn)促使了Valhalla項(xiàng)目的誕生。

對(duì)象頭

為了理解Valhalla引入的 Value Object / Class 和 Primitive Object / Class 概念能夠給我們帶來了什么，我們需要看看JVM是如何將對(duì)象保存在內(nèi)存中的。

對(duì)象頭對(duì)類的對(duì)象非常重要，決定哪個(gè)線程可以訪問對(duì)象、垃圾收集器標(biāo)記、對(duì)象hash；更重要的還有對(duì)象的類型指針，它能夠在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)訪問對(duì)象的類，并從其類到該對(duì)象的詳細(xì)信息，比如繼承多態(tài)、反射。

但是凡事都有兩面性，Java對(duì)象內(nèi)存占用的大小取決于它所包含的信息的總和，對(duì)象頭在 64 位系統(tǒng)上至少需要 16 個(gè)字節(jié)，在 32 位系統(tǒng)上至少需要 8 個(gè)字節(jié)（當(dāng)然JVM可以通過配置項(xiàng)去設(shè)置如何保存對(duì)象頭）。很多對(duì)象不需要多線程，也不需要什么對(duì)象標(biāo)識(shí)，就像上面提到的衣服的顏色，只有顏色的值才是我們關(guān)心的事。這種冗余的內(nèi)存占用讓Java為人詬病。

Value Class

對(duì)于許多對(duì)象來說,它屬性值的相等性是我們關(guān)心的，其它類信息沒什么用，而且只為保存值和對(duì)這些值進(jìn)行操作而編寫的類在所有類中所占的比例非常大。Valhalla項(xiàng)目為這樣的場(chǎng)景引入了一個(gè)新的類類型：Value Class。目前還只是JEP草案，但是已經(jīng)初具形態(tài)：

value class Substring implements CharSequence {
    private String str;
    private int start;
    private int end;
    
    public Substring(String str, int start, int end) {
        checkBounds(start, end, str.length());
        this.str = str;
        this.start = start;
        this.end = end;
    }
    
    public int length() {
        return end - start;
    }
    
    public char charAt(int i) {
        checkBounds(0, i, length());
        return str.charAt(start + i);
    }
    
    public Substring subSequence(int s, int e) {
        checkBounds(s, e, length());
        return new Substring(str, start + s, start + e);
    }
    
    public String toString() {
        return str.substring(start, end);
    }
    
    private static void checkBounds(int start, int end, int length) {
        if (start < 0 || end < start || length < end)
            throw new IndexOutOfBoundsException();
    }
}

Value Class和我們常見的類差不多，但是它可能（這里依然在討論中）具有下面一些特性：

• 值對(duì)象是沒有身份的對(duì)象，通常情況下我們用==運(yùn)算符檢查身份，這里可能和equals()不再有區(qū)別。

• 值類本身和它的所有字段默認(rèn)都是final的。

• 該類不直接或間接地實(shí)現(xiàn)java.lang.IdentityObject（有身份標(biāo)識(shí)類的新超類）。這意味著超類要么是無狀態(tài)抽象類，要么Object是無狀態(tài)抽象類。

• 值類都是java.lang.ValueObject的隱式實(shí)現(xiàn)。

• 沒有構(gòu)造super函數(shù)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。將在不執(zhí)行任何超類初始化代碼的情況下創(chuàng)建實(shí)例。

• 無法在值類中使用synchronized關(guān)鍵字。

• （可能）該類沒有聲明finalize()方法。

• （可能）構(gòu)造函數(shù)不使用this來設(shè)置構(gòu)造函數(shù)主體中的字段，或者可能在所有字段都明確內(nèi)存分配之后。

其它的操作和普通的類應(yīng)該差別不大，但是要注意的是，JDK標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的一些原有類如果被認(rèn)定為Value Class需要做兼容性處理。

value要成為保留字還是關(guān)鍵字？

這不是全部

Value Class對(duì)Java類對(duì)象頭進(jìn)行了閹割，有利于降低Java的內(nèi)存消耗，但是這不是Valhalla計(jì)劃的全部。對(duì)于這一部分過于超前的內(nèi)容，我寫起來其實(shí)是很有困難的，構(gòu)思了好幾天，從場(chǎng)景出發(fā)來了解一門編程語(yǔ)言的設(shè)計(jì)有利于從根本提高自己。如果你想了解更多關(guān)于Valhalla的東西，可以關(guān)注我，我會(huì)繼續(xù)分享相關(guān)的知識(shí)。

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