Java12版本特性【一文了解】

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特性总览

以下是 Java 12 中的引入的部分新特性。关于 Java 12 新特性更详细的介绍可参考这里。

JVM 更改：

• Shenandoah：低暂停时间的垃圾收集器-实验性（JEP 189）
• 及时从 G1 返回未使用的已提交内存（JEP 346）
• 可中止的 G1 混合收集（JEP 344）
• Mincrobenchmark 套件（JEP 230）
• 一个 AArch64 端口，而不是两个（JEP 340）
• 默认 CDS 存档（JEP 341）

语言更改和特性：

• Switch 表达式-预览（JEP 325）
• Teeing Collectors
• 字符串新方法
• JVM 常量 API（JEP 334）
• instanceof 的模式匹配-预览（JEP 305）
• File.mismatch 方法
• 紧凑的数字格式

一. Shenandoah:低暂停时间垃圾收集器-实验性（JEP 189）

Shenandoah 是一种新的低暂停和并发垃圾回收器，它减少了GC暂停时间，并且与 Java 堆大小无关（5M 或 5G 的堆大小具有相同的暂停时间，对于大型堆应用程序很有用，请阅读此 研究论文）。

该 GC 是一项实验性功能，我们需要使用以下选项来启用新的 Shenandoah GC。

-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseShenandoahGC

但是，Oracle JDK 和 OpenJDK 均不包含此新的 Shenandoah GC。

C:\Users\wmyskxz> java -version
java version "12" 2019-03-19
Java(TM) SE Runtime Environment (build 12+33)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 12+33, mixed mode, sharing)

C:\Users\wmyskxz> java -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseShenandoahGC
Error occurred during initialization of VM
Option -XX:+UseShenandoahGC not supported

AdoptOpenJDK 12 可能包含这种新型的 GC，感兴趣的童鞋可以自行下载体验。

进一步阅读：Shenandoah OpenJDK 主页 - https://openjdk.java.net/projects/shenandoah/

二. 及时从 G1 返回未使用的已提交内存（JEP 346）

该 JEP 提高了垃圾优先（G1）收集器的性能。如果应用程序的活动少或处于空闲状态，则 G1 定期触发并发周期，以确定总体 Java 堆使用情况，并将未使用的 Java 堆内存返回给操作系统。

三. 可中止的G1混合收集（JEP 344）

G1 效率的提高包括：如果 G1 混合收集可能超出定义的暂停目标，则可以将其中止。这是通过将混合集合划分为强制性和可选性来实现的。

因此，G1 收集器可以优先考虑首先收集强制性集合，以满足暂停时间目标。

四. Mincrobenchmark 套件（JEP 230）

JDK 源代码中添加了一系列 Java Microbenchmark Harness（JMH）基准测试，对于那些有兴趣添加或修改 JDK 源代码本身的用户，现在他们可以比较性能了。

五. 一个 AArch64 端口，而不是两个（JEP 340）

在 Java 12 之前，64 位 ARM体系结构 有两个不同的源代码或端口。

• Oracle– src/hotspot/cpu/arm
• Red Hat？– src/hotspot/cpu/aarch64

Java 12 删除了 Oracle src/hotspot/cpu/arm 端口，仅保留了一个端口 src/hotspot/cpu/aarch64，并将 aarch64 其作为 64 位 ARM 体系结构的默认构建。

六. 默认 CDS 存档（JEP 341）

类数据共享（Class-Data-Sharing）是在 JDK 5 引入的，允许将一组类预处理成共享的归档文件，然后在运行时对其进行内存映射，以减少启动时间，这还可以在多个 JVM 共享相同的归档文件时减少动态内存占用的功能。

在 Java 12 之前，我们需要 -Xshare: dump 用于为 JDK 类生成 CDS 存档文件。在 Java 12 中，目录中有一个新 classes.jsa 文件，这是 /bin/server/ JDK类的默认 CDS 存档文件。

从 Java 12 开始，默认情况下 CSD 为 ON。要在CDS关闭的情况下运行程序，请执行以下操作：

java -Xshare:off HelloWorld.java

七. Switch 表达式-预览（JEP 325）

传统的 switch 语句，我们可以通过将值分配给变量来返回值：

private static String getText(int number) {
    String result = "";
    switch (number) {
        case 1, 2:
            result = "one or two";
            break;
        case 3:
            result = "three";
            break;
        case 4, 5, 6:
            result = "four or five or six";
            break;
        default:
            result = "unknown";
            break;
    };
    return result;
}

在 Java 12 中，我们可以使用 break 或 case L -> 从开关返回值。

private static String getText(int number) {
    String result = switch (number) {
        case 1, 2:
            break "one or two";
        case 3:
            break "three";
        case 4, 5, 6:
            break "four or five or six";
        default:
            break "unknown";
    };
    return result;
}

case L -> 语法：

private static String getText(int number) {
    return switch (number) {
        case 1, 2 -> "one or two";
        case 3 -> "three";
        case 4, 5, 6 -> "four or five or six";
        default -> "unknown";
    };
}

要启用 Java 12 预览功能需要按以下操作进行：

javac --enable-preview --release 12 Example.java
java --enable-preview Example

注意：此开关表达式 Java 13 中具有第二个预览（break 改成 yield），并在 Java 14 中成为标准功能；

八. Teeing Collectors

Teeing Collector 是 Streams API 中引入的新的收集器实用程序。

该收集器具有三个参数——两个收集器和一个 Bi 函数。所有输入值都传递给每个收集器，结果交给 Bi 函数使用。（为了大家便于理解，我画了一个图）

典型的例子就是求取一个平均值：(当然对于这个例子，我们可以使用 averagingInt() 来完成...)

double average = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5)
    .collect(Collectors.teeing(
        summingDouble(i -> i),
        counting(),
        (sum, n) -> sum / n));
System.out.println(average);	// 输出 3.0

九. 字符串新方法

indent(int)-缩进

此方法根据输入参数 'n' 的值调整字符串中每行的缩进量，并规范行终止符。

• 如果 n > 0，则在每行的开头插入 n 个空格（U + 0020）。
• 如果 n < 0，则从每行开头最多删除 n 个空格字符。如果给定的行没有足够的空格，那么将删除所有前导空格字符。制表符也被视为单个字符。
• 如果 n = 0，则该行保持不变。但是，行终止符仍被标准化。

下面是使用 JShell 调用的演示：

jshell> String str = "******\n   Hi\n  How are you?\n******"
str ==> "******\n   Hi\n  How are you?\n******"

jshell> str.indent(0)
$23 ==> "******\n   Hi\n  How are you?\n******\n"

jshell> str.indent(3)
$24 ==> "   ******\n      Hi\n     How are you?\n   ******\n"

jshell> str.indent(-2)
$25 ==> "******\n Hi\nHow are you?\n******\n"

jshell>

注意，使用 indent() 方法时，\r 会被转化为 \n。

transform(Function<? super String,? extends R> f)

此方法使我们可以在给定的字符串上调用函数。该函数应该期望一个 String 参数，并产生一个 R 结果。

下面是使用 transform() 方法把 CSV 字符串转换为字符串列表的演示：

jshell> String str = "Hi,Hello,Wmyskxz";
str ==> "Hi,Hello,Wmyskxz"

jshell> var strList = str.transform(s -> {return Arrays.asList(s.split(","));});
strList ==> [Hi, Hello, Wmyskxz]

jshell>

Optional describeConstable()

Java 12 在 JEP 334 中 引入了 Constants API 。如果您查看 String 类文档，它将实现 Constants API 的两个新接口——Constable 和 ConstantDesc。此方法在 Constable 接口中声明，并在 String 类中实现。

此方法返回一个 Optional，其中包含该实例的名义描述符，即实例本身。

jshell> String str = "wmyskxz";
str ==> "wmyskxz"

jshell> var s = str.describeConstable();
s ==> Optional[wmyskxz]

jshell> s.get()
$30 ==> "wmyskxz"

jshell>

String resolveConstantDesc(MethodHandles.Lookup lookup)

此方法是 Constants API 的一部分，并在 ConstantDesc 接口中声明。它将实例解析为 ConstantDesc，其结果就是实例本身。

shell> import java.lang.invoke.MethodHandles;

jshell> String str = "Hello";
str ==> "Hello"

jshell> str.resolveConstantDesc(MethodHandles.lookup());
$18 ==> "Hello"

jshell>

十. JVM 常量 API（JEP 334）

此 JEP 引入了一个新软件包 java.lang.constant。对于不使用常量池的开发人员来说，这没什么用。

进一步阅读：官方文档 - https://docs.oracle.com/en/java/javase/12/docs/api/java.base/java/lang/constant/package-summary.html

十一. instanceof 的模式匹配-预览（JEP 305）

另一个预览语言功能。将一个类型转换为另一种类型的旧方法是：

if (obj instanceof String) {
    String s = (String) obj;
    // use s in your code from here
}

新方法是：

if (obj instanceof String s) {
    // can use s directly here
}

这为我们节省了一些不必要的类型转换。

十二. File.mismatch 方法

Java 12 添加了以下方法来比较两个文件：

public static long mismatch(Path path, Path path2) throws IOException

此方法返回第一个不匹配的位置，如果没有不匹配，则返回 -1L。

在以下情况下，两个文件可能不匹配：

• 如果字节不相同。在这种情况下，将返回第一个不匹配字节的位置。
• 文件大小不相同。在这种情况下，将返回较小文件的大小。

下面给出了示例代码片段：（摘录自 JournalDev）

import java.io.IOException;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;

public class FileMismatchExample {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Path filePath1 = Files.createTempFile("file1", ".txt");
        Path filePath2 = Files.createTempFile("file2", ".txt");
        Files.writeString(filePath1,"JournalDev Test String");
        Files.writeString(filePath2,"JournalDev Test String");

        long mismatch = Files.mismatch(filePath1, filePath2);

        System.out.println("File Mismatch position... It returns -1 if there is no mismatch");

        System.out.println("Mismatch position in file1 and file2 is >>>>");
        System.out.println(mismatch);

        filePath1.toFile().deleteOnExit();
        filePath2.toFile().deleteOnExit();

        System.out.println();

        Path filePath3 = Files.createTempFile("file3", ".txt");
        Path filePath4 = Files.createTempFile("file4", ".txt");
        Files.writeString(filePath3,"JournalDev Test String");
        Files.writeString(filePath4,"JournalDev.com Test String");

        long mismatch2 = Files.mismatch(filePath3, filePath4);

        System.out.println("Mismatch position in file3 and file4 is >>>>");
        System.out.println(mismatch2);

        filePath3.toFile().deleteOnExit();
        filePath4.toFile().deleteOnExit();
    }
}

编译并运行上述 Java 程序时，输出为：

十三. 紧凑的数字格式

实例代码：

import java.text.NumberFormat;
import java.util.Locale;

public class CompactNumberFormatting {

    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("Compact Formatting is:");
        NumberFormat upvotes = NumberFormat
                .getCompactNumberInstance(new Locale("en", "US"), NumberFormat.Style.SHORT);
        upvotes.setMaximumFractionDigits(1);

        System.out.println(upvotes.format(2592) + " upvotes");

        NumberFormat upvotes2 = NumberFormat
                .getCompactNumberInstance(new Locale("en", "US"), NumberFormat.Style.LONG);
        upvotes2.setMaximumFractionDigits(2);
        System.out.println(upvotes2.format(2011) + " upvotes");
    }
}

输出：

Compact Formatting is:
2.6k upvotes
2.01 thousand upvotes

参考资料

1. OpenJDK 官方说明 - http://openjdk.java.net/projects/jdk/12/
2. What is new in Java 12 - https://mkyong.com/java/what-is-new-in-java-12/
3. Java 12 Features | JournalDev - https://www.journaldev.com/28666/java-12-features
4. 39 New Features（and APIs） in JDK 12 - https://dzone.com/articles/39-new-features-and-apis-in-jdk-12

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