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超详细 Java 15 新功能介绍

2021-08-17 15:32 https://my.oschina.net/niumoo/blog/5187126 程序猿阿朗 次阅读 条评论

点赞再看,动力无限。微信搜「 程序猿阿朗 」,认认真真写文章。 本文 Github.com/niumoo/JavaNotes未读代码博客 已经收录,有很多知识点和系列文章。

Java 15 在 2020 年 9 月发布,虽然不是长久支持版本,但是也带来了 14 个新功能,这些新功能中有不少是十分实用的。

Java 15 官方下载:https://jdk.java.net/archive/

Java 15 官方文档:https://openjdk.java.net/projects/jdk/15/

<!-- more -->

Java 15 新功能:

JEP描述
JEP 339爱德华曲线算法(EdDSA)
JEP 360Sealed Classes(密封类)预览
JEP 371Hidden Classes(隐藏类)
JEP 372移除 Nashorn JavaScript 引擎
JEP 373重新实现 DatagramSocket APII
JEP 374禁用和废弃偏向锁(Biased Locking)
JEP 375instanceof 类型匹配 (二次预览)
JEP 377ZGC: 可扩展低延迟垃圾收集器(正式发布)
JEP 378文本块
JEP 379Shenandoah: 低停顿时间的垃圾收集器
JEP 381删除 Solaris 和 SPARC 端口
JEP 383外部内存访问 API(第二个孵化器))
JEP 384Records (二次预览)
JEP 385废弃 RMI 激活机制

1. JEP 339 爱德华曲线算法(EdDSA)

Java 15 中增加了一个新的密码学算法,爱德华曲线算法(EdDSA)签名算法。它是由 Schnorr 算法发展而来,在 RFC8032 中被定义实现。

package com.wdbyte;

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.Signature;
import java.security.SignatureException;
import java.util.Base64;

public class JEP339 {

    public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, SignatureException {
        KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance("Ed25519");
        KeyPair kp = kpg.generateKeyPair();
        byte[] msg = "www.wdbyte.com".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
        Signature sig = Signature.getInstance("Ed25519");
        sig.initSign(kp.getPrivate());
        sig.update(msg);
        byte[] s = sig.sign();
        System.out.println(Base64.getEncoder().encodeToString(s));
    }
}

输出结果:

VXlpxapU+LSWjVQ0QNJvdpUh6VI6PjSwOQ2pHu65bCfnLR13OyWKunlc9rc+7SMxCh2Mnqf7TmC/iOG8oimbAw==

2. JEP 360:Sealed Classes(密封类)预览

我们都知道,在 Java 中如果想让一个类不能被继承和修改,这时我们应该使用 final 关键字对类进行修饰。不过这种要么可以继承,要么不能继承的机制不够灵活,有些时候我们可能想让某个类可以被某些类型继承,但是又不能随意继承,是做不到的。Java 15 尝试解决这个问题,引入了 sealed 类,被 sealed 修饰的类可以指定子类。这样这个类就只能被指定的类继承。

而且 sealed 修饰的类的机制具有传递性,它的子类必须使用指定的关键字进行修饰,且只能是 final sealed non-sealed 三者之一。

示例:犬类(Dog)只能被牧羊犬(Collie)和田园犬(TuGou)继承,使用 sealed 关键字。

package com.wdbyte;

public  sealed interface Dog permits Collie, TuGou {
    //...
}

牧羊犬(Collie)只能被边境牧羊犬(BorderCollie)继承。

package com.wdbyte;

/**
 * 牧羊犬
 * @author www.wdbyte.com
 */
public sealed class Collie implements Dog permits BorderCollie {

}

边境牧羊犬(BorderCollie)不能被继承,使用 final 关键字。

package com.wdbyte;

/**
 *
 * @author www.wdbyte.com
 */
public final class BorderCollie extends Collie{
}

田园犬(ToGou)可以被任意继承,使用 non-sealed 关键字。

package com.wdbyte;

/**
 * @author niulang
 */
public non-sealed class TuGou implements Dog {
}

3. JEP 371:Hidden Classes(隐藏类)

这个特性让开发者可以引入一个无法被其他地方发现使用,且类的生命周期有限的类。这对运行时动态生成类的使用方式十分有利,可以减少内存占用,下面是一个使用示例。

package com.wdbyte;

public class JEP371Test {
    public static String lookup() {
      return "www.wdbyte.com";
    }
}

把类 JEP371Test 编译后的 Class 转换成 Base64,然后使用 Java 15 新特性加载调用类中的 lookup 方法。

package com.wdbyte;

import java.lang.invoke.MethodHandle;
import java.lang.invoke.MethodHandles;
import java.lang.invoke.MethodType;
import java.util.Base64;

/**
 * @author www.wdbyte.com
 */
public class JEP371 {

    private static String CLASS_INFO = "yv66vgAAADQAFAoAAgADBwAEDAAFAAYBABBqYXZhL2xhbmcvT2JqZWN0AQAGPGluaXQ+AQADKClWCAAIAQAOd3d3LndkYnl0ZS5jb20HAAoBABVjb20vd2RieXRlL0pFUDM3MVRlc3QBAARDb2RlAQAPTGluZU51bWJlclRhYmxlAQASTG9jYWxWYXJpYWJsZVRhYmxlAQAEdGhpcwEAF0xjb20vd2RieXRlL0pFUDM3MVRlc3Q7AQAGbG9va3VwAQAUKClMamF2YS9sYW5nL1N0cmluZzsBAApTb3VyY2VGaWxlAQAPSkVQMzcxVGVzdC5qYXZhACEACQACAAAAAAACAAEABQAGAAEACwAAAC8AAQABAAAABSq3AAGxAAAAAgAMAAAABgABAAAAAwANAAAADAABAAAABQAOAA8AAAAJABAAEQABAAsAAAAbAAEAAAAAAAMSB7AAAAABAAwAAAAGAAEAAAAEAAEAEgAAAAIAEw==";

    public static void main(String[] args) throws Throwable {
        byte[] classInBytes = Base64.getDecoder().decode(CLASS_INFO);
        Class<!--?--> proxy = MethodHandles.lookup()
            .defineHiddenClass(classInBytes, true, MethodHandles.Lookup.ClassOption.NESTMATE)
            .lookupClass();

        System.out.println(proxy.getName());
        MethodHandle mh = MethodHandles.lookup().findStatic(proxy, "lookup", MethodType.methodType(String.class));
        String result = (String) mh.invokeExact();
        System.out.println(result);
    }
}

输出结果:

com.wdbyte.JEP371Test/0x0000000800c01800
www.wdbyte.com

4. JEP 372:移除 Nashorn JavaScript 引擎

Nashorn JavaScript 引擎在 Java 8 中被引入,在 Java 11 中被标记为废弃。由于 ECMAScript 语言发展很快,维护 Nashorn JavaScript 的成本过于高昂,在 Java 15 中被彻底删除。

> 扩展阅读:Nashorn JavaScript EngineDeprecate the Nashorn JavaScript Engine >

5. JEP 373:重新实现 DatagramSocket API

Java 13 中重新实现了旧的 Socket API,在介绍 Java 13 时还有一部分做了这方面的介绍。

现在,Java 15 重新实现了遗留的 DatagramSocket

> 扩展阅读:Java 13 新功能介绍

6. JEP 374:禁用和废弃偏向锁(Biased Locking)

在之前,JVM 在处理同步操作,如使用 synchronized 同步时,有一套锁的升级机制,其中有一个锁机制就是偏向锁。然而通过目前的 Java 开发环境来看,使用这些被 synchronized 同步的类的机会并不多,如开发者更喜欢使用 HashMap 或者 ArrayList 而非 HashTableVector

即使换个角度,当初使用偏向锁是为了提高性能,如今看来性能提升的程度和使用次数都不太有用。而偏向锁的引入增加了 JVM 的复杂性。

所以现在偏向锁被默认禁用,在不久的将来将会彻底删除,对于 Java 15,我们仍然可以使用-XX:+UseBiasedLocking 启用偏向锁定,但它会提示 这是一个已弃用的 API。

7. JEP 375:instanceof 类型匹配 (二次预览)

instanceof 类型匹配在 Java 14 中已经改进,这次仅仅再次预览,没有任何改动,用于接受更多的使用反馈。这个特性在 Java 16 中成为正式特性。

在之前,使用 instanceof 进行类型判断之后,需要进行对象类型转换后才能使用。

package com.wdbyte;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Java14BeaforInstanceof {

    public static void main(String[] args) {
        Object obj = new ArrayList&lt;&gt;();
        if (obj instanceof ArrayList) {
            ArrayList list = (ArrayList)obj;
            list.add("www.wdbyte.com");
        }
        System.out.println(obj);
    }
}

而在 Java 14 中,可以在判断类型时指定变量名称进行类型转换,方便了使用。

package com.wdbyte;

import java.util.ArrayList;

public class Java14Instanceof {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj = new ArrayList&lt;&gt;();
        if (obj instanceof ArrayList list) {
            list.add("www.wdbyte.com");
        }
        System.out.println(obj);
    }
}

可以看到,在使用 instanceof 判断类型成立后,会自动强制转换类型为指定类型。

输出结果:

[www.wdbyte.com]

> 扩展阅读:Java 14 新功能介绍

8. JEP 377:ZGC: 可扩展低延迟垃圾收集器(正式发布)

ZGC 垃圾收集器在 Java 11 中被引入,但是因为收集器的复杂性,当初决定逐渐引入。然后不断的听取用户的反馈建议修复问题。而现在,已经很久没有收到用户的问题反馈了,ZGC 是时候投入正式使用阶段了。所以在 Java 15 中 ZGC 正式发布,可以使用下面的参数启用 ZGC。

$ java -XX:+UseZGC className

9. JEP 378: 文本块

文本块在 Java 12 JEP 326 原始字符串文字 中引入,在 Java 13 JEP 355:文本块(预览) 中开始预览,在 Java 14 JEP 368:文本块(第二次预览),而现在,在 Java 15 ,文本块是正式的功能特性了。

String content = """
        {
            "upperSummary": null,\
            "sensitiveTypeList": null,
            "gmtModified": "2011-08-05\s10:50:09",
        }
         """;
System.out.println(content);

> 扩展阅读:Java 14 新功能介绍- JEP368 文本块

10. JEP 379:Shenandoah: 低停顿时间的垃圾收集器

Shenandoah 垃圾收集器在 Java 12 中开始引入,Java 15 中成为了正式功能的一部分,可以使用下面的参数启用 Shenandoah 垃圾收集器。

java -XX:+UseShenandoahGC

但是 openJDK 15 中默认是没有 Shenandoah 收集器,想要使用此功能可以下载 AdoptOpenJDK

> 为什么 openJDK 中没有 Shenandoah 垃圾收集器? > > Shenandoah 是一个高性能、低暂停时间的垃圾收集器,它是 Red Hat 主导的项目。当 Red Hat 第一次提议将 Shenandoah 贡献给 OpenJDK 时,Oracle 明确表示不想支持它,OpenJDK 作为一个免费软件,不想支持 Red Hat 的 Shenandoah 完全没有问题。 > > 最后 Red Hat 选择和 Oracle 合作设计一个真正干净的可插拔垃圾收集器接口,允许任何人轻松选择垃圾收集器以包含在他们的构建中。最终 Shenandoah 进入了 JDK 12,但是没有构建进 OpenJDK。

11. JEP 384:Records(二次预览)

在 Java 14 中引入了 Record 类,Java 15 中对 Record 进行了增强。使它可以支持密封类型、Record 注解以及相关的反射 API 等。

示例:Record 支持密封(sealed)类型。

package com.wdbyte;

/**
 * @author www.wdbyte.com
 */
public sealed interface DataBase permits DataBaseSelect, DataBaseUpdate {
}

final record DataBaseSelect(@Deprecated String table, String sql) implements DataBase {
}

final record DataBaseUpdate() implements DataBase {
}

java.lang.Class 增加了两个公共方法用于获取 Record 类信息:

  1. RecordComponent[] getRecordComponents()

  2. boolean isRecord()

其他更新

JEP 381:删除 Solaris 和 SPARC 端口

Java 14 JEP 362弃用了 Solaris/SPARC、Solaris/x64 和 Linux/SPARC 端口,现在它在 Java 15 中被正式删除。

JEP 383:外部内存访问 API(第二个孵化器)

JEP 385:废弃 RMI 激活机制

只是废弃 RMI 激活机制,不影响 RMI 其他功能。

参考

  1. https://openjdk.java.net/projects/jdk/15/
  2. https://docs.oracle.com/en/java/javase/14/docs/specs/rmi/activation.html
  3. https://mkyong.com/java/what-is-new-in-java-15/

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