JDK9新特性學(xué)習(xí)

一、前言

??自從Oracle在2017年9月推出JDK 9之后，JDK版本的更新也定為了每半年更新一次，截至目前，JDK 11即將發(fā)布正式版。不過目前大部分的生產(chǎn)環(huán)境的版本依舊是8的比較多，這里我們來了解下JDK 9及接下來JDK 10在語言上的新功能，這樣以后如果哪天要升級版本了，也好又有個印象。

二、JDK 9

1. 交互式REPL：JShell

??REPL，是一種快速運行語句的基于命令行的工具，其他語言基本都有這種交互式的開發(fā)環(huán)境，比如python等，而在Java的過去版本中，是沒有REPL的。如果你想執(zhí)行一個簡單的打印語句，那么我們首先要創(chuàng)建一個有main方法的類，然后通過javac命令進行編譯，再然后運行。而JShell的出現(xiàn)則是為了解決這個問題。

JShell簡單測試.png

這樣我們平時可以使用JShell來進行一些簡單的測試工作，并且JShell也可以通過tab鍵進行相應(yīng)的補全操作。

2. 集合框架的工廠方法：of

??在JDK 9之前，如果要創(chuàng)建一個不可變的集合，我們可以通過Collections的unmodifiable開頭的方法來進行創(chuàng)建，不過，JDK 9提供了一種更優(yōu)雅的創(chuàng)建方式：of方法。

在集合框架的基礎(chǔ)類型List，Set，Map中都提供了多個重載的of方法，來提供不可變的靜態(tài)工廠方法，of方法創(chuàng)建的集合要求參數(shù)不能為null。

List<Integer> list = List.of();
Set<Integer> set = Set.of(1, 2, 3);
Map<String, Integer> map = Map.of("green", 1, "red", 2);

不過有關(guān)Map，還可以多說一點：

  1. Map的of方法參數(shù)，是鍵值對依次挨著傳遞參數(shù)的；
  2. 感興趣的可以看下實現(xiàn)源碼，底層保存數(shù)據(jù)是通過一個final類型的Object數(shù)組，保存的方式是下標(biāo)i保存key，而i+1保存key對應(yīng)的value，當(dāng)然key和value都是不能為null的，底層通過Objects.requireNonNull方法進行非空判斷。
static final class MapN<K,V> extends AbstractImmutableMap<K,V> {
@Stable
final Object[] table; // pairs of key, value
@Stable
final int size; // number of pairs

MapN(Object... input) {
    // 奇偶校驗，也就是判斷key和value是否一一對應(yīng)
    if ((input.length & 1) != 0) { // implicit nullcheck of input
        throw new InternalError("length is odd");
    }
    size = input.length >> 1;

    int len = EXPAND_FACTOR * input.length;
    len = (len + 1) & ~1; // ensure table is even length
    table = new Object[len];

    for (int i = 0; i < input.length; i += 2) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
            K k = Objects.requireNonNull((K)input[i]);
        @SuppressWarnings("unchecked")
            V v = Objects.requireNonNull((V)input[i+1]);
        int idx = probe(k);
        if (idx >= 0) {
            throw new IllegalArgumentException("duplicate key: " + k);
        } else {
            int dest = -(idx + 1);
            table[dest] = k;
            table[dest+1] = v;
        }
    }
}

具體有關(guān)不可變靜態(tài)工廠方法，可參考API文檔說明：https://docs.oracle.com/javase/9/docs/api/java/util/List.html#immutable

3. 接口中的私有方法

??JDK 8中接口引入了默認(rèn)方法和靜態(tài)方法，在JDK 9中則是引入了私有方法，私有方法是一種有實現(xiàn)的訪問修飾符是private的方法，默認(rèn)方法和靜態(tài)方法可以共享私有方法，因此在一定程度上這可以避免冗余代碼。

public interface MyInterface {

    void normalMethod();

    static void staticMethod() {
        initStatic();
    }

    default void defaultMethod() {
        init();
    }

    private static void initStatic() {
        System.out.println("private static method!");
    }

    private void init() {
        System.out.println("private method");
    }
}

不過需要注意的點：

  1. 私有方法遵循private修飾符屬性，無法被覆蓋；
  2. 靜態(tài)方法無法被覆蓋，并且靜態(tài)方法遵循static屬性，無法調(diào)用非static方法；
4. Stream API新增方法

在使用JDK 8的過程中，我們已經(jīng)了解到Stream API所帶來的便利，而JDK 9則給Stream接口又新增了4個方法：ofNullable，iterate，takeWhile，dropWhile，我們來看一下。

4.1 ofNullable方法
public static<T> Stream<T> ofNullable(T t) {
    return t == null ? Stream.empty()
                     : StreamSupport.stream(new Streams.StreamBuilderImpl<>(t), false);
}

這個比較簡單，將單個元素轉(zhuǎn)換為Stream流，如果是null，則返回一個為空的流。

4.2 iterate方法
public static<T> Stream<T> iterate(T seed, Predicate<? super T> hasNext, UnaryOperator<T> next)

這是JDK 9添加的iterate的重載方法，原有的iterate方法是一種無限的操作，必須要有l(wèi)imit等類似這樣的操作來限制大小。而新添加的這個重載方法多了個條件參數(shù)，來決定什么時候結(jié)束迭代循環(huán)，比如說：

// 比如生成等差數(shù)列 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27
Stream.iterate(0, n -> n + 3).limit(10).forEach(x -> System.out.print(x + " "));
System.out.println("\n----------------");
Stream.iterate(0, n -> n <= 27, n -> n + 3).forEach(x -> System.out.print(x + " "));

其實，可以說：

 Java SE 9's iterate() = Java SE 8's iterate() + Java SE 8's filter()
4.3 takeWhile方法

這個方法用于對Stream流進行一個條件過濾，返回過濾后的流。該方法是一個默認(rèn)方法。

default Stream<T> takeWhile(Predicate<? super T> predicate)

先看一個例子：

Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
// output: 1 2 3 
stream.takeWhile(x -> x < 4).forEach(i -> System.out.print(i + " "));

System.out.println("\n------------------");

stream = Stream.of(1, 4, 2, 5, 3, 6, 7, 8, 9, 10);
// output: 1
stream.takeWhile(x -> x < 4).forEach(i -> System.out.print(i + " "));

需要注意的是過濾的方式是依次對Stream流的元素進行判斷，返回第一次判斷結(jié)果為false的情況下所過濾的流。

4.4 dropWhile方法

??dropWhile方法也是對Stream流的一個過濾，不過該方法恰好和takeWhile方法過濾到的流反過來，意思是說刪掉滿足過濾條件的元素，返回剩下的元素，還是拿上個例子來看：

Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
// output: 4 5 6 7 8 9 10 
stream.dropWhile(x -> x < 4).forEach(i -> System.out.print(i + " "));

System.out.println("\n------------------");

stream = Stream.of(1, 4, 2, 5, 3, 6, 7, 8, 9, 10);
// output: 4 2 5 3 6 7 8 9 10 
stream.dropWhile(x -> x < 4).forEach(i -> System.out.print(i + " "));

Stream API參考自：Java SE 9: Stream API Improvements

5. Optional類新增方法

Optional類是JDK 8提供的一種優(yōu)雅的處理null的解決方法，同樣，在JDK 9中，Optional類中也增加了幾個方法，我們來看一下。

5.1 stream方法
public Stream<T> stream() {
    if (!isPresent()) {
        return Stream.empty();
    } else {
        return Stream.of(value);
    }
}

該方法用于將一個Optional對象轉(zhuǎn)為Stream流，比如說：

Stream<Integer> stream = Optional.of(1).stream();

Stream<Optional<Integer>> os = ..;
Stream<T> s = os.flatMap(Optional::stream);
5.2 ifPresentOrElse方法
public void ifPresentOrElse(Consumer<? super T> action, Runnable emptyAction) {
    if (value != null) {
        action.accept(value);
    } else {
        emptyAction.run();
    }
}

和原有的ifPresent方法很像，不過是多了一個else的判斷，也可也算是ifPresent方法和orElse方法的組合形式，其實直接看代碼就一目了然了。

5.3 or方法
public Optional<T> or(Supplier<? extends Optional<? extends T>> supplier) {
    Objects.requireNonNull(supplier);
    if (isPresent()) {
        return this;
    } else {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Optional<T> r = (Optional<T>) supplier.get();
        return Objects.requireNonNull(r);
    }
}

返回一個Optional對象，如果不為空，返回對象本身，如果為空，返回我們通過Supplier指定的Optional 對象。

6. try-resource改進

我們先看代碼，再說改進的內(nèi)容：
JDK 9之前：

void testARM_Before_Java9() throws IOException {
    BufferedReader reader1 = new BufferedReader(new FileReader("journaldev.txt"));
    try (BufferedReader reader2 = reader1) {
        System.out.println(reader2.readLine());
    }
}

JDK9之后的代碼：

void testARM_Java9() throws IOException {
    BufferedReader reader1 = new BufferedReader(new FileReader("journaldev.txt"));
    try (reader1) {
        System.out.println(reader1.readLine());
    }
}

在JDK 9之前，try-resource塊需要滿足以下條件：

  • try塊中的資源需要實現(xiàn)java.lang.Autocloseable接口；
  • 資源的類型需要final或者間接是final類型的；
  • 如果資源在Try-With-Resources語句之外聲明，我們應(yīng)該重新引用局部變量（上面的reader1變量）；
  • 新創(chuàng)建的局部變量在Try-With-Resources語句中是有效的；

JDK 9的話，如果我們已經(jīng)有一個在Try-With-Resource語句外面聲明為final或有效final的資源，那么我們就不需要再聲明一個局部變量。我們可以在Try-With-Resource語句中使用以前創(chuàng)建的變量。

7. @Deprecated注解增強

??在JDK 8和早期版本中，@Deprecated只是一個沒有任何方法的標(biāo)記接口，用于將某一個類，字段，方法，接口等對象標(biāo)記為廢棄狀態(tài)。
??而在JDK 9中，Oracle對該注解進行了增強，用于提供關(guān)于廢棄對象的更多信息，并且還提供了掃描jar文件的工具jdeprscan來分析應(yīng)用程序種使用廢棄API的情況。該注解新增了兩個參數(shù)：since，forRemoval，我們來簡單看下：

String since() default "";

boolean forRemoval() default false;
  1. since，表示該廢棄對象廢棄的版本；
  2. forRemoval，表示該廢棄元素在以后的版本是否會刪除，默認(rèn)是false；
8. Diamond (鉆石) 操作符 (<>)

鉆石操作符是JDK 7引入的，目的是為了自動識別泛型<> 尖括號內(nèi)的類型，以避免代碼的冗余，進而提高代碼的可讀性，舉個簡單的例子：

Map<String, String> map = new TreeMap<String, String>();

JDK 7引入鉆石操作符后：

Map<String, String> map2 = new TreeMap<>();

但是在JDK 9之前，鉆石操作符的使用有些限制，就是不能用于匿名內(nèi)部類上，而JDK 9則解決了這個問題：

List<String> list = new ArrayList<>(){
    @Override
    public boolean add(String s) {
        return super.add(s);
    }
};

List<String> list = new ArrayList<>(){};

以上代碼在JDK 8是編譯不通過的。

9. 響應(yīng)式流

JDK9中的Flow API對應(yīng)響應(yīng)式流規(guī)范，響應(yīng)式流規(guī)范是一種事實標(biāo)準(zhǔn)。JEP 266包含了一組最小接口集合，這組接口能捕獲核心的異步發(fā)布與訂閱。希望在未來第三方能夠?qū)崿F(xiàn)這些接口，并且能共享其方式。

java.util.concurrent.Flow包含以下4個接口：

  • Flow.Processor（處理器）
  • Flow.Publisher（發(fā)布者）
  • Flow.Subscriber（訂閱者）
  • Flow.Subscription（訂閱管理器）

這些接口都支持響應(yīng)式流發(fā)布-訂閱框架。Java 9也提供了實用類SubmissionPublisher。一個發(fā)布者產(chǎn)生一個或多個物品，這些物品由一個或多個消費者消耗。并且訂閱者由訂閱管理器管理。訂閱管理器連接發(fā)布者和訂閱者。

有關(guān)響應(yīng)式流，推薦閱讀：
Java 9 - 說說響應(yīng)式流
https://www.journaldev.com/20723/java-9-reactive-streams

10. CompletableFuture API 增強

??CompletableFuture 類我們前面說過，是一個Future的增強類，用于解決Future類所不太好解決的問題，比如說結(jié)果的獲取。而在JDK 9中，Oracle對該類也進行了增強用于支持一些延時和超時的操作，增加了一些常用方法和更好的子類化的操作方式。

11. Java模塊化系統(tǒng)-Jigsaw

??模塊化是JDK 9中最令人期待也是最重要的功能，模塊化和我們原先jar包的形式完全不同，我們都知道原先在JDK 9之前我們都是通過jar包來進行組織的，比如說，我們常用的rt.jar，tools.jar。而引入了模塊化系統(tǒng)之后，JDK被重新組織成94個模塊，我們常用的代碼比如java.util，java.lang等包都被組織到了java.base模塊下。

JDK 9包組織格式.png

JDK 8包組織格式.png

??通常情況下一個模塊包含著一個模塊描述符文件(module-info.java)用來指定模塊的名字、依賴(需要注意的是每個模塊必須顯式得聲明其依賴)、對外可使用的包(其余的包則對外不可見)、模塊提供的服務(wù)、模塊使用的服務(wù)以及允許哪些模塊可以對其進行反射等配置信息。這里需要注意下：

模塊描述符文件通常位于根目錄下；

感興趣的可以看下java.base模塊，幾乎包含了我們常用的所有相關(guān)包，如果我們要使用其他的模塊，在module-info.java進行相應(yīng)的引入：

module JDK9FirstDemo {
    requires java.sql;
}

模塊最終都會打包成 jar 包來分發(fā)和使用的，而打包則是通過JDK 9中的JLink來進行，那么模塊打包的 jar 包和普通的 jar 包有什么區(qū)別呢？模塊和普通的 jar 包幾乎是一樣的，只不過比普通的 jar 包在根目錄下多了一個模塊描述符文件—— module-info.class而已。

這里沒有詳細介紹模塊化有兩點原因：

  • 一是模塊化和我們之前的操作方式有很大區(qū)別，雖然JDK 提供了兼容方式，但目前還沒有大范圍的在生產(chǎn)環(huán)境上使用；
  • 這里先了解有這么個東西，等哪天模塊化普及了，再來仔細學(xué)習(xí)下。

如果有興趣的，推薦看下：Java 9 模塊化入門，這篇文章大概介紹了模塊化的歷史及模塊化中各個指令的使用。

三、總結(jié)

其實這里只列出了JDK 9部分可能常用的語言方法的特性，其實JDK 9還有許多特性：

  • 在JDK8中，可以單獨使用下劃線作為變量，但JDK 9變量不能被命名為_；
  • GC的改進；
  • Javadoc搜索；
  • 進程API的改進；
  • 統(tǒng)一的JVM日志處理；
  • HTTP 2客戶端API；
  • HTML 5風(fēng)格的javadoc文檔；
  • 多分辨率圖像API–JEP 251；
  • 廢棄Applet API；

如果以后有用到的，再來更新。

本文參考自：Java 9 Features with Examples
如果要查看 JDK 9全部更新，可參考：http://openjdk.java.net/projects/jdk9/
這里把JDK 10的一些更新也發(fā)出來，如果有需要，可以參考：https://www.journaldev.com/20395/java-10-features

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