JDK14新特性详解

简介

本次的Jdk14版本将带来16个增强方案

除此之外，Jdk14版本修复了共1986项问题，其中大部分由Oracle工作人员完成

增强

1. JEP 305 - Pattern Matching for instanceof (Preview)
2. JEP 343 - Packaging Tool (Incubator)
3. JEP 345 - NUMA-Aware Memory Allocation for G1
4. JEP 349 - JFR Event Streaming
5. JEP 352 - Non-Volatile Mapped Byte Buffers
6. JEP 358 - Helpful NullPointerExceptions:
7. JEP 359 - Records (Preview)
8. JEP 361 - Switch Expressions
9. JEP 362 - Deprecate the Solaris and SPARC Ports
10. JEP 363 - Remove the Concurrent Mark Sweep (CMS) Garbage Collector
11. JEP 364 - ZGC on macOS
12. JEP 365 - ZGC on Windows
13. JEP 366 - Deprecate the ParallelScavenge + SerialOld GC Combination
14. JEP 367 - Remove the Pack200 Tools and API
15. JEP 368 - Text Blocks (Second Preview)
16. JEP 370 - Foreign-Memory Access API (Incubator)

环境

• Jdk14：https://www.oracle.com
• Idea2020.1：https://www.jetbrains.com

食用

JEP 305：instanceof的模式匹配：通过消除对通用样板代码的需求，提高了开发人员的生产率，并允许使用更简洁的类型安全的代码
在Jdk之前的版本中，使用instanceof模式匹配的时候需要手动进行强制转换成需要的类型。在该版本中可以直接在后面跟上变量名，接下来不用强转就能直接使用该变量

Object obj = "hello 14";
// Jdk之前版本
if (obj instanceof String) {
    String str = (String) obj;
    System.out.println("str length:" + str.length());
} else {
    System.out.println("obj not string.");
}

// Jdk14版本
if (obj instanceof String str) {
    System.out.println("str length:" + str.length());
} else {
    System.out.println("obj not string.");
}

JEP 343：打包工具：此孵化器工具为开发人员提供了一种打包Java应用程序的方式，以便以平台特定的格式进行分发
这些格式包括Windows上的msi和exe，MacOS上的pkg和dmg，以及Linux上的deb和rpm

JEP 345：G1的NUMA-Aware内存分配：此功能提高了非均匀内存访问（NUMA）系统上G1垃圾收集器的整体性能
NUMA技术：https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-numa/index.html

JEP 349：JFR事件流：此功能公开了JDK Flight Recorder（JFR）数据以进行连续监视，这将简化各种工具和应用程序对JFR数据的访问
HotSpot VM使用JFR发出500多个数据点，除了解析日志文件外，大多数其他方法无法使用。如果要使用数据，用户必须开始记录，停止记录，将内容转储到磁盘，然后解析记录文件。这对于应用程序概要分析非常有效，其中通常一次记录至少一分钟的数据，但不适用于监视目的。而在新特性中可以公开JFR发出的数据，用于持续监控

JEP 352：非易失性映射字节缓冲区：使用非易失性存储器时，此功能为JDK添加了文件映射模式
对FileChannel API进行了扩展，允许创建MappedByteBuffer实例。非易失性内存能够持久化数据，因此可以利用该特性来改进性能

JEP 358：实用的NullPointerExceptions：通过精确描述哪个变量为null以及其他有用信息，提高了 NullPointerExceptions的可用性。这将提高开发人员的生产率，并提高许多开发和调试工具的质量
目前该特性需要使用-XX:+ShowCodeDetailsInExceptionMessages参数开启

String str = null;
System.out.println(str.length());

/**
 * Jdk之前版本异常输出:
 * Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
 * 	at DemoNull.main(DemoNull.java:9)
 */

/**
 * Jdk14版本异常输出:
 * Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException: Cannot invoke "String.length()" because "str" is null
 * 	at DemoNull.main(DemoNull.java:9)
 */

JEP 359：Records：此预览功能提供了一种紧凑的语法，用于声明保存浅层不变数据的类。从表面上看，此功能大大减少了此类中的样板代码，但最终目的是更好地允许将数据建模为数据
在之前的Jdk版本中，如果我们要申明一个final实体类，需要手动写构造器、getter、equals、hashCode、toString等方法。而现在，只需要使用record关键字，一行代码即可搞定，申明之后将自动获得一个构造器、getter、equals、hashCode、toString方法。在record申明的类中也可以定义其他构造器、方法、静态方法和静态属性。record申明的类不能再用abstract修饰。record申明的类不能继承其他的类。

/**
 * @author liujiazhong
 */
public final class Order {

    private final Long orderId;
    private final String orderCode;

    public Order(Long orderId, String orderCode) {
        this.orderId = orderId;
        this.orderCode = orderCode;
    }

    public Long getOrderId() {
        return orderId;
    }

    public String getOrderCode() {
        return orderCode;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (!(o instanceof Order)) return false;
        Order order = (Order) o;
        return Objects.equals(getOrderId(), order.getOrderId()) &&
                Objects.equals(getOrderCode(), order.getOrderCode());
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(getOrderId(), getOrderCode());
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Order{" +
                "orderId=" + orderId +
                ", orderCode='" + orderCode + '\'' +
                '}';
    }
}

/**
 * @author liujiazhong
 */
public record RecordOrder(Long orderId, String orderCode) {
}

// 测试
Order order1 = new Order(1001L, "TEST1001");
RecordOrder order2 = new RecordOrder(1002L, "TEST1002");
System.out.println(order1);
System.out.println(order2);
System.out.println(order1.getOrderCode());
System.out.println(order2.orderCode());

// 结果
Order{orderId=1001, orderCode='TEST1001'}
RecordOrder[orderId=1002, orderCode=TEST1002]
TEST1001
TEST1002

// 可以定义其他信息
public record RecordOrder(Long orderId, String orderCode) {

    public static final String TYPE = "online";

    public RecordOrder() {
        this(1003L, "TEST1003");
    }

    public static void printType() {
        System.out.println(TYPE);
    }

    public void printOrderCode() {
        System.out.println(orderCode);
    }

}

JEP 361：Switch表达式：它允许将switch用作语句或表达式，简化了日常的编码，这是JDK 12和JDK 13中的预览功能

String str = "A";
// Jdk之前的版本
switch (str) {
    case "A":
        System.out.println("A");break;
    case "B":
        System.out.println("B");break;
    default:
        System.out.println("default");
}

// Jdk12之后
switch (str) {
    case "A", "C" -> System.out.println("A || C");
    case "B" -> System.out.println("B");
    default -> System.out.println("default");
}

// yield用于返回值
int score = switch (str) {
    case "A" -> 90;
    case "B" -> 80;
    default -> {
        System.out.println("default");
        yield 70;
    }
};
System.out.println(score);

JEP 362：弃用Solaris和SPARC端口：在将来的发行版中将其删除
放弃对这些端口的支持将使OpenJDK社区中的贡献者能够加速新功能的开发，这些新功能将推动平台向前发展

JEP 363：删除并发标记扫描（CMS）垃圾回收器
CMS垃圾收集器在两年前已过时，并且自JDK 6起已成为CMS的后继产品的G1已成为默认GC，并且已经在许多情况下大规模使用。我们还看到引入了两个新的收集器，ZGC(Jdk11)和Shenandoah(Open Jdk12)，同时对G1进行了许多改进 。CMS存在几个弊端，比如会产生内存碎片，并发清理后导致用户线程可用的空间不足，因为是并发清理，所以对CPU资源非常敏感，而且无法处理浮动垃圾
详细信息：https://openjdk.java.net/jeps/363

/**
 * 在Jdk14中通过-XX:+UseConcMarkSweepGC选项尝试使用CMS的话会得到下面的警告信息
 * Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM warning: Ignoring option UseConcMarkSweepGC; support was removed in 14.0
 */
List<String> list = new ArrayList<>();
while (true) {
    list.add("a");
}

JEP 364,JEP 365：ZGC on macOS and Windows：尽管大多数需要ZGC的用户也需要基于Linux的环境的可伸缩性，但是在Windows和macOS中也经常需要部署和测试它。还有某些桌面应用程序将从ZGC功能中受益。因此，ZGC功能已移植到Windows和macOS
ZGC与Shenandoah目标非常相似，在尽可能对吞吐量影响不大的前提下，实现在任意堆内存大小下都可以把停顿时间限制在10毫秒以内。ZGC收集器是一款基于Region内存布局的，(暂时)不设分代，使用了读屏障、染色指针和内存多重映射等技术来实现可并发标记-压缩算法，首要目标是低延迟
详细信息：https://openjdk.java.net/jeps/364


上图引用自：The Z Garbage Collector - An Introduction

/**
 * -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseZGC
 */
List<String> list = new ArrayList<>();
while (true) {
    list.add("a");
}

JEP 366：弃用ParallelScavenge + SerialOld GC组合，该组合很少使用，但需要大量维护工作
详细信息：https://openjdk.java.net/jeps/366

/**
 * 使用-XX:+UseParallelGC -XX:-UseParallelOldGC或者-XX:-UseParallelOldGC参数启用组合后提示以下信息
 * Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM warning: Option UseParallelOldGC was deprecated in version 14.0 and will likely be removed in a future release.
 */
public static void main(String[] args) {
    List<String> list = new ArrayList<>();
    while (true) {
        list.add("a");
    }
}

JEP 367：删除Pack200工具和API：将删除java.util.jar软件包中的pack200和unpack200工具以及Pack200 API。这些工具和API 已在Java SE 11中弃用
删除原因：https://openjdk.java.net/jeps/367

JEP 368：文本块：在Java 首次将文本块作为预览功能（JEP 355）引入时，收到反馈后，添加了两个新的转义序列。该功能增强了Java程序中用非Java语言编写代码的字符串的可读性

// Jdk之前的版本
String sql1 = "select\n" +
        "\t*\n" +
        "from\n" +
        "\tord_order_item ooi\n" +
        "left join ord_order oo on\n" +
        "\tooi.order_id = oo.id\n" +
        "where\n" +
        "\too.order_code = 'TEST1001'\n" +
        "order by\n" +
        "\too.id desc";

// 三引号表示文本块
String sql2 = """
        select
        	*
        from
        	ord_order_item ooi
        left join ord_order oo on
        	ooi.order_id = oo.id
        where
        	oo.order_code = 'TEST1001'
        order by
        	oo.id desc
        """;

// 新增“\s”表示空格，“\”表示去除换行
String sql3 = """
        select
        	*
        from
        	ord_order_item ooi
        left join ord_order oo on
        	ooi.order_id = oo.id
        where
        	oo.order_code = 'TEST1001'
        order by\s\
        oo.id desc
        """;
System.out.println(sql1);
System.out.println(sql2);
System.out.println(sql3);

JEP 370：外部存储器访问API：此孵化器模块引入了一个API，以允许Java程序安全有效地访问Java堆之外的外部存储器
详细信息：https://openjdk.java.net/jeps/370

补充

链接

Java：https://www.oracle.com/java/
Jdk14：https://www.oracle.com/java/technologies/javase-jdk14-downloads.html
The Arrival of Java 14：https://blogs.oracle.com/java-platform-group/the-arrival-of-java-14