关于JDK15的简单理解

一、为什么要了解JDK15?

  2020年9月15日,Oracle官方发布了JDK15版本,及时关注官方的更新动态,可以让我们在日常开发中更合理的选择更加优秀的工具方法,避免使用一些过时的或一些即将被删除类和方法,保障程序的健壮性、稳定性、可移植性。

二、JDK15都为我们带来了哪些东西?

  • JEP 339: Edwards-Curve 数字签名算法(EdDSA)
  • JEP 360: 密封类(预览)
  • JEP 371: 隐藏类
  • JEP 372: 删除Nashorn JavaScript引擎
  • JEP 373: 重新实现旧版DatagramSocket API
  • JEP 374: 禁用和弃用偏置锁定
  • JEP 375: instanceof的模式匹配(第二预览)
  • JEP 377: ZGC:可扩展的低延迟垃圾收集器
  • JEP 378: 文字块
  • JEP 379: Shenandoah:低暂停时间的垃圾收集器
  • JEP 381: 删除Solaris和SPARC端口
  • JEP 383: 外部存储器访问API(第二个孵化器)
  • JEP 384: Records(第二预览)
  • JEP 385: 弃用RMI激活以进行删除

JEP:JDK Enhancement Proposals ,JDK 特性的新增和修改建议。

三、具体说一说JDK15的特性。

1. JEP 339: Edwards-Curve 数字签名算法(EdDSA)

官方描述:

  EdDSA是一种现代的椭圆曲线签名方案,与JDK中的现有签名方案相比,具有多个优点。

  • 在相同的安全强度下,开发比现有的ECDSA实现(使用本机C代码)更好的性能的EdDSA平台无关的实现。例如,在安全性〜126位时使用Curve25519的EdDSA应该与在安全性〜128位时使用曲线secp256r1的ECDSA一样快。
  • 假设平台在恒定时间内执行64位整数加/乘,请确保时序与秘密无关。另外,该实现将不会基于秘密分支。这些属性对于防止侧通道攻击非常有用。

简而言之:

  Edwards-Curve 数字签名算法(EdDSA)实现加密签名功能。且比现有的JDK 中的签名安全性和性能更高。

2. JEP 360: 密封类(预览)

官方描述:

  通过密封的类和接口增强Java编程语言。密封的类和接口限制可以扩展或实现它们的其他类或接口。通过将sealed修饰符应用于其声明来密封类。然后,在anyextends和implements子句之后,该permits子句指定允许扩展密封类的类。

简而言之:

   限定接口的实现或子类,不是所有的类都能继承此类或实现此类。

注意:

  • sealed:隐含子类 permits : 许可证
  • non-sealed:隐含非受限子类
  • final:隐含无子类
  • 每个允许的子类都只能使用修饰符 final ,sealed和non-sealed中的一个,且三者互斥。

代码实现:

 1 // 创建Person 密封类
 2 public abstract sealed class Person permits Student, Teacher, Doctor{
 3 
 4 }
 5 
 6 // 学生类继承人类
 7 non-sealed class Student extends Person{ }
 8 
 9 // 老师类继承人类
10 final class Teacher extends Person{ }
11 
12 // 医生类继承人类
13 sealed class Doctor extends Person permits OutpDoctor, InpatDoctor{ }
14 
15 // 门诊医生继承人类
16 final class OutpDoctor extends Doctor{ }
17 
18 // 住院医生继承人类
19 non-sealed class InpatDoctor extends Doctor{ }
1 // 方法类型描述
2 public sealed interface MethodTypeDesc permits DynamicConstantDesc, MethodTypeDescImpl {}
3 
4 // 方法类型描述实现
5 final class MethodTypeDescImpl implements MethodTypeDesc { }
6 
7 // 动态约束描述
8 non-sealed class DynamicConstantDesc implements MethodTypeDesc {}

3. JEP 371: 隐藏类

官方描述:

  隐藏类是其他类的字节码不能直接使用的类。隐藏类适用于在运行时生成类并通过反射间接使用它们的框架。隐藏类可以定义为访问控制嵌套的成员,并且可以独立于其他类进行卸载。

简而言之:

  隐藏类的超类型是由类加载器创建的,但隐藏类本身的创建并不涉及任何类加载器。所以可以方便的进行卸载且不用考虑安全问题,并且可以减少程序的内存占用。

4. JEP 372: 删除Nashorn JavaScript引擎

官方描述:

  随着ECMAScript语言构造以及API的快速适应和修改,我们发现Nashorn难以维护。官方决定删除Nashorn JavaScript脚本引擎和API,以及该jjs 工具。

  两个JDK模块将被永久删除:

  • jdk.scripting.nashorn-包含jdk.nashorn.api.scripting和 jdk.nashorn.api.tree软件包。
  • jdk.scripting.nashorn.shell-包含jjs工具。

5. JEP 373: 重新实现旧版DatagramSocket API(套接字)

官方描述: 

  用更易于维护和调试的更简单,更现代的实现来替换java.net.DatagramSocketjava.net.MulticastSocketAPI的基础实现新的实现将很容易适应虚拟线程的工作,当前正在Project Loom中进行探索

改动原因:

  java.net.DatagramSocketjava.net.MulticastSocketAPI的代码库及其基础实现很旧且脆弱:

  • 实现可以追溯到JDK 1.0。它们是传统Java和C代码的混合,难以维护和调试。

  • 的实现MulticastSocket尤其成问题,因为它可以追溯到IPv6仍处于开发阶段。许多基本的本机实现都尝试以难以维护的方式协调IPv4和IPv6。

  • 该实现还存在一些并发问题(例如,异步关闭),需要进行大修才能正确解决。

此外,在驻留而不是阻塞系统调用中底层内核线程的虚拟线程的情况下,当前实现不适合此目的。随着基于数据报的传输再次获得牵引力(例如 QUIC),需要更简单,更可维护的实现。

6.JEP 374: 禁用和弃用偏置锁定

官方描述:

  在JDK 15之前,始终启用并提供偏置锁定。使用此JEP,除非 -XX:+UseBiasedLocking 在命令行上设置,否则在启动HotSpot时将不再启用偏置锁定。

改动原因:

  确定是否需要继续支持偏向锁定的传统同步优化,这是维护成本很高的方法。有偏见的锁定会带来争用时需要进行昂贵的撤销操作的代价。

7.JEP 375: instanceof的模式匹配(第二预览)

官方描述:

  通过为操作员提供模式匹配来增强Java编程语言instanceof。模式匹配使程序中的通用逻辑(即从对象中有条件地提取组件)得以更简洁,更安全地表示。

简而言之:

  可以使我们的代码更加简洁。

代码示例:

 1     public static void main(String[] args) {
 2         Object str = "模式匹配";
 3         // 模式匹配
 4         // 绑定变量s的作用域在&&运算符的右侧以及true块中、绑定变量s不在||右侧的范围内
 5 //        if(str instanceof String s && s.length() > 0 ){
 6         if(str instanceof String s){
 7             System.out.println(s);
 8         }else {
 9             // s不能作用于此处
10         // System.out.printf(s);
11         }
12     }

8. JEP 377: ZGC:可扩展的低延迟垃圾收集器(转正)

官方描述:

  对ZGC的测试表明它是稳定的,并且在撰写本文时,我们已经有几个月没有收到针对ZGC的新错误了。借助ZGC如今拥有的稳定性,功能集和平台支持,是时候删除其实验状态并使其成为产品功能了。

  今天,可以通过-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseZGC命令行选项启用ZGC 使ZGC成为产品(非实验性)功能意味着-XX:+UnlockExperimentalVMOptions不再需要选件。

  该JEP不建议更改默认GC,该默认GC仍为G1。

简而言之:

  ZGC垃圾收集器在JDK15成为正式版,我们可以通过-XX:+UseZGC命令行选项启用ZGC,但是需要注意的是默认的垃圾收集器仍然是G1。

9. JEP 378: 文字块(转正)

官方描述:

  文本块添加到Java语言。文本块是多行字符串文字,它避免了大多数转义序列的需要,以一种可预测的方式自动设置字符串的格式,并在需要时使开发人员可以控制格式。

  解决了在Java中,在字符串文字中嵌入HTML,XML,SQL或JSON片段"..."通常需要先进行转义和串联的大量编辑,然后才能编译包含该片段的代码。该代码段通常难以阅读且难以维护的问题。

代码示例:

 1 public static void main(String[] args) {
 2         String html = "<html>\n" +
 3                 "    <body>\n" +
 4                 "        <p>Hello, world</p>\n" +
 5                 "    </body>\n" +
 6                 "</html>\n";
 7 
 8         String htmlText = """
 9            <html>
10                <body>
11                    <p>Hello, world</p>
12                </body>
13            </html>
14            """;
15 
16         System.out.println("html长度" + html.length());
17         System.out.println("htmlText长度" + htmlText.length());
18 
19         String query = "SELECT \"EMP_ID\", \"LAST_NAME\" FROM \"EMPLOYEE_TB\"\n" +
20                 "WHERE \"CITY\" = 'INDIANAPOLIS'\n" +
21                 "ORDER BY \"EMP_ID\", \"LAST_NAME\";\n";
22 
23         String queryText = """
24             SELECT "EMP_ID", "LAST_NAME" FROM "EMPLOYEE_TB"
25             WHERE "CITY" = 'INDIANAPOLIS'
26             ORDER BY "EMP_ID", "LAST_NAME";
27             """;
28 
29         System.out.println("query长度" + query.length());
30         System.out.println("queryText长度" + queryText.length());
31 
32         // \:取消换行操作
33         // \s:标识一个空格
34         String sql1 = """
35             SELECT id, name, age \
36             FROM person\s\
37             WHERE id > 4 \
38             ORDER BY age DESC
39             """;
40 
41         String sql2 = "SELECT id, name, age FROM person WHERE id > 4 ORDER BY age DESC";
42 
43     }

错误代码示例:

 1 String a = """""";   // no line terminator after opening delimiter
 2 
 3 String b = """ """;  // no line terminator after opening delimiter
 4 
 5 String c = """
 6            ";        // no closing delimiter (text block continues to EOF)
 7 
 8 String d = """
 9            abc \ def
10            """;      // unescaped backslash (see below for escape processing)

注意:

文本块:
"""
line 1
line 2
line 3
"""

等效于字符串文字:
"line 1\nline 2\nline 3\n"

或字符串文字的串联:
"line 1\n" +
"line 2\n" +
"line 3\n"

---------------------------------------------------------
"""
line 1
line 2
line 3"""

等效于字符串文字:
"line 1\nline 2\nline 3"

 

10. JEP 379: Shenandoah:低暂停时间的垃圾收集器(转正)

官方描述:

  将Shenandoah垃圾收集器从实验功能更改为产品功能。

  在JDK 12和更高版本中,通过-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseShenandoahGC选项启用了Shenandoah 将Shenandoah成为产品功能意味着-XX:+UnlockExperimentalVMOptions不再需要。

简而言之:

  Shenandoah垃圾收集器功能转正,可以通过-XX:+UseShenandoahGC直接使用,Shenandoah 的暂停时间与堆大小无关。

11. JEP 381: 删除Solaris和SPARC端口

官方描述:

  删除所有特定于Solaris操作系统的源代码。

  删除所有特定于SPARC体系结构的源代码。

  更新文档和源代码注释以用于将来的版本。

改动原因:

  当前正在开发的许多项目和功能(例如Valhalla,Loom和Panama)都需要对CPU体系结构和特定于操作系统的代码进行重大更改。放弃对Solaris和SPARC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。

12.JEP 383: 外部存储器访问API(第二个孵化器)

官方描述:

  引入一个API,以允许Java程序安全有效地访问Java堆之外的外部内存。

  在Java 14作为孵化API,在JDK15中第二次孵化。

  jdk.incubator.foreign相同的名称包形式提供了外部存储器访问API 它引入了三个主要抽象:MemorySegmentMemoryAddressMemoryLayout。

13.JEP 384: Records(第二预览)

官方描述:

  使用records增强Java编程语言,record 是充当不可变数据的透明载体的类。记录可以看作是名义元组

  • 设计一个表达简单值集合的面向对象的构造。
  • 帮助程序员专注于对不可变数据进行建模,而不是对可扩展行为进行建模。
  • 自动实现数据驱动的方法,例如equals和访问器。
  • 保留长期的Java原则,例如标称类型和迁移兼容性

官方示例:

例如,先前声明的记录record Point(int x, int y) { }-将被编译为:

record Point(int x, int y) {
    // Implicitly declared fields
    private final int x;
    private final int y;

    // Other implicit declarations elided ...

    // Implicitly declared canonical constructor
    Point(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

 

简而言之:

  似于lombok,主要目的是为了简化作用,不用再写构造方法、equals,hashCode,toString等方法。

代码示例:

 1 public record Student(String name,int age) {
 2 }
 3 
 4 public class Main {
 5     public static void main(String[] args) {
 6         Student student = new Student("张三",20);
 7         System.out.println(student);
 8         System.out.println(student.name());
 9         System.out.println(student.age());
10     }
11 }

14.JEP 385: 弃用RMI激活以进行删除

官方描述:

  弃用RMI激活 机制以便将来删除。RMI激活是RMI的过时部分,自Java 8开始,RMI激活是可选的。不会弃用RMI的其他部分。

改动原因:

  分布式系统至少在过去十年中一直基于Web技术。Web服务领域已经解决了有关穿越防火墙,筛选请求,身份验证和安全性的问题。延迟实例化资源由负载平衡器,业务流程和容器处理。这些机制在分布式系统的RMI激活模型中均不存在。

  RMI激活的使用量几乎消失了。没有证据表明有任何新的应用程序被编写为使用RMI激活,并且有证据表明很少有现有应用程序使用RMI激活。对各种开放源代码库的搜索几乎没有发现任何与激活相关的API。

间而言之:

  RMI激活的功能使用极少,Web服务有更优秀的问题解决方案,RMI激活增加了维护的费用。  

四、总结

  总的来说,JDK15新功能不多,可以根据自己的实际需要,根据JDK版本功能走向来选择合理的功能。

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