探秘JDK 13的黑科技:新特性一览

发布时间:2023年12月24日

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前言

随着JDK的不断更新,Java语言在不断演进,为开发者提供更强大、更灵活的工具。JDK 13的到来,为Java开发者带来了更多新奇的特性和改进。在这个编程的世界中,我们将迎来怎样的探险呢?让我们一同揭开JDK 13的神秘面纱。

switch表达式扩展

在JDK 13中,Switch表达式(作为预览特性)继续自JDK 12中的增强,带来了新的语法和功能,以简化代码并提高可读性。以下是如何利用这些增强来改善你的Java代码的详细介绍:

Switch表达式的基本概念:

  1. 传统Switch语句

    • 在Java中,传统的switch语句允许你根据不同的情况执行不同的代码块。
    • 传统的switch缺点在于它容易出错(比如忘记break语句)并且在某些情况下代码可读性不佳。
  2. Switch表达式的改进

    • JDK 13中的Switch表达式(预览特性)允许switch作为一个表达式使用,它可以计算单个值,并可以更简洁地处理多个情况。

使用Switch表达式的优势:

  1. 返回值

    • Switch表达式可以有返回值,你可以直接将结果赋值给变量。
  2. 简洁的语法

    • 使用箭头(->)代替传统的冒号(:),避免了漏掉break语句的风险,并使代码更易于阅读。
  3. 多个案例标签

    • 你可以在同一行中列出多个案例,通过逗号分隔,使代码更加紧凑。
  4. 默认情况下更安全

    • 如果没有匹配的case且没有定义default,Switch表达式会抛出异常,确保所有可能的情况都被处理。

示例代码:

以下是一个使用Switch表达式的示例,演示了它如何简化代码:

// 传统的switch语句
String type = "Circle";
String result;
switch (type) {
    case "Circle":
        result = "Drawing a circle.";
        break;
    case "Rectangle":
        result = "Drawing a rectangle.";
        break;
    default:
        result = "Unknown shape.";
}
System.out.println(result);

// 使用Switch表达式
String type = "Circle";
String result = switch (type) {
    case "Circle" -> "Drawing a circle.";
    case "Rectangle" -> "Drawing a rectangle.";
    default -> "Unknown shape.";
};
System.out.println(result);

注意事项和最佳实践:

  • 预览特性:作为预览特性,你需要在编译和运行时启用特定的标志才能使用Switch表达式。
  • 代码可读性:选择使用Switch表达式时,考虑其对代码可读性的影响,确保它使代码更清晰、更易维护。
  • 测试:由于Switch表达式是新特性,确保充分测试涉及它的代码以避免潜在问题。

通过利用JDK 13中的Switch表达式,你可以编写更简洁、更安全且易于理解的条件逻辑代码,这将使你的Java应用程序更加健壮和维护性更好。

Text Blocks

在JDK 13中,Text Blocks是一个预览特性,它引入了多行字符串字面量的概念。这个特性旨在简化Java中多行文本的表示,特别是对于那些嵌入了大量格式化文本的应用程序,如HTML, JSON, 或SQL查询。以下是对Text Blocks特性的详细介绍,以及它如何使编程变得更加简单。

Text Blocks的基本概念:

  1. 传统字符串表示的问题

    • 在之前的Java版本中,表示多行字符串通常需要使用转义字符,如\n来表示换行,这使得编辑和阅读这些字符串变得复杂和容易出错。
  2. Text Blocks的介绍

    • Text Blocks允许你直接在代码中插入多行文本,而无需大量的转义字符,使代码更清晰易读。

使用Text Blocks的优势:

  1. 简化多行文本

    • 你可以直接按照自然格式插入多行字符串,而不需要每行末尾的加号(+)连接或转义字符。
  2. 提高可读性

    • 代码更加干净,易于阅读和维护。特别是对于复杂的结构,如嵌套的JSON或HTML模板。
  3. 减少错误

    • 减少了因转义字符或字符串连接错误导致的常见问题。

示例代码:

以下是一个使用Text Blocks的示例,演示了它如何简化HTML和JSON的编写:

// 传统的字符串表示
String html = "<html>\n" +
              "    <body>\n" +
              "        <p>Hello, world</p>\n" +
              "    </body>\n" +
              "</html>";
System.out.println(html);

// 使用Text Blocks
String html = """
              <html>
                  <body>
                      <p>Hello, world</p>
                  </body>
              </html>
              """;
System.out.println(html);

// JSON 示例
String json = """
              {
                  "name": "John",
                  "age": 30
              }
              """;
System.out.println(json);

注意事项和最佳实践:

  • 预览特性:作为预览特性,你需要在编译和运行时启用特定的标志才能使用Text Blocks。
  • 格式保留:Text Blocks保留了字符串的格式,包括空格和换行,所以在编写时要注意对齐和格式。
  • 适用场景:尽管Text Blocks对于多行文本非常有用,但对于单行文本,传统的字符串表示可能更适合。

通过利用JDK 13中的Text Blocks,你可以大大简化和改进多行字符串的表示,特别是当涉及到复杂文本结构时,如HTML, JSON或SQL查询。这将使你的代码更加清晰,减少错误,并提高整体的开发效率。

ZGC和Shenandoah垃圾收集器的改进

在JDK 13中,对两个垃圾收集器——Z Garbage Collector (ZGC) 和 Shenandoah——都进行了显著的改进。这些改进旨在进一步减少暂停时间,并提高大型应用程序的性能。以下是对这两个垃圾收集器的改进的深入分析。

Z Garbage Collector (ZGC) 的改进:

  1. 目标

    • ZGC是一种可伸缩的低延迟垃圾收集器,旨在减少应用程序的停顿时间,特别是对于大堆内存。
  2. 改进点

    • 并发处理:ZGC在JDK 13中继续提升其并发处理能力,使得大部分的垃圾收集活动都在应用程序线程并行运行时进行,从而减少停顿。
    • 内存压缩:ZGC能够更有效地处理内存碎片问题,通过并发的内存压缩技术,提高了内存的利用率和应用性能。
    • 性能优化:对ZGC的算法和数据结构进行了优化,提高了垃圾收集的效率,尤其是在处理大型数据集时。

Shenandoah垃圾收集器的改进:

  1. 目标

    • Shenandoah是一个专注于达到低停顿时间的垃圾收集器,它通过一系列先进的算法来减少GC暂停,适用于那些需要快速响应时间的应用。
  2. 改进点

    • 并发回收:Shenandoah继续改进其并发回收技术,允许更多的垃圾收集活动与应用线程同时进行,减少停顿时间。
    • 暂停时间预测:改进了暂停时间预测模型,使得Shenandoah能够更精确地控制和限制GC停顿,提供更稳定的响应时间。
    • 优化启发式:通过更智能的启发式算法来决定何时以及如何进行垃圾收集,以优化应用性能和响应时间。

共同特点和优势:

  1. 低延迟:两者都专注于减少GC停顿时间,对于需要持续高性能和低延迟的应用来说,这是一个重要的优势。
  2. 并发性:ZGC和Shenandoah都采用了先进的并发技术来执行垃圾回收,这意味着它们可以在应用程序还在运行时进行大部分的GC工作。
  3. 适应性:它们都能够适应不同大小和不同类型的工作负载,从而为各种应用提供优化。

注意事项:

  • 预览与实验性质:在某些Java版本中,这些垃圾收集器可能被标记为实验或预览特性,因此在生产环境中使用前需要进行彻底的测试。
  • 应用场景:选择合适的垃圾收集器需要考虑应用的特定需求,包括内存大小、处理器数量、以及对响应时间的要求。

ZGC和Shenandoah的这些改进标志着Java在提供更高性能和更低延迟的应用程序方面迈出了重要的一步。了解和利用这些垃圾收集器的改进,可以帮助你更好地优化你的Java应用,并确保它们能够满足现代应用程序对性能的严格要求。

Dynamic CDS Archives

在JDK 13中,引入了一个新特性:Dynamic Class-Data Sharing (CDS) Archives。这个特性旨在简化应用程序部署,提高启动速度,并优化内存占用。以下是对Dynamic CDS Archives特性的深入探讨,包括它是如何工作的,以及它为Java应用带来的好处。

Dynamic CDS Archives的基本概念:

  1. 传统的CDS

    • 在此之前,Java已经支持静态的Class-Data Sharing,允许共享一组核心类库之间的元数据,以提高启动速度并减少内存占用。但是,静态CDS需要预先创建共享档案,并且只能用于核心类库。
  2. 动态CDS的引入

    • 动态CDS扩展了静态CDS的概念,允许在Java应用程序首次运行结束时自动创建共享档案。这意味着你可以为你的应用程序特有的类和资源启用CDS,而不仅仅是核心类库。

使用Dynamic CDS Archives的优势:

  1. 提高启动速度

    • 通过共享常用的类数据,Java虚拟机(JVM)可以更快地启动,因为它可以直接加载共享的数据,而不是每次都重新加载和解析所有类。
  2. 减少内存占用

    • 共享类数据意味着多个Java进程可以共享相同的数据,从而减少了每个进程的内存占用。
  3. 简化部署

    • 动态CDS简化了优化Java应用的过程。开发者不再需要手动创建共享档案;它在应用程序运行时自动完成,简化了部署流程和管理。

如何使用Dynamic CDS Archives:

  1. 运行应用程序

    • 在首次运行Java应用时,使用特定的JVM参数来启用类数据记录。
  2. 创建共享档案

    • 应用程序首次运行结束后,JVM将基于运行时的类数据使用情况创建一个共享档案。
  3. 重复使用共享档案

    • 在随后的运行中,JVM将自动利用这个共享档案来提高启动速度和减少内存占用。

注意事项和最佳实践:

  • 兼容性:检查你的应用和环境是否支持Dynamic CDS,以及是否有任何特定的限制。
  • 测试:在将应用部署到生产环境之前,彻底测试启动速度和内存占用的改善,以确保没有负面影响。
  • 评估效果:测量使用Dynamic CDS前后的性能差异,以评估其对你的特定应用程序的实际影响。

通过利用Dynamic CDS Archives,开发者可以显著提升他们Java应用的性能和效率,同时简化部署和管理过程。这个特性是JDK 13中许多改进之一,它展示了Java平台在不断进化以适应现代应用需求的过程。

Reimplement the Legacy Socket API

在JDK 13中,Java进行了一项重要的改进:重新实现了传统的套接字API。这个改进的目标是提高Java网络应用的性能和可靠性,同时保持向后兼容性。以下是对这次重新实现的深入探讨,包括它是如何工作的,以及它为Java网络编程带来的好处。

重新实现Legacy Socket API的背景:

  1. 旧实现的问题

    • 传统的Java套接字API已经存在多年,虽然稳定可靠,但在设计上存在一些限制,这些限制可能导致性能问题和难以维护的代码。
  2. 现代应用的需求

    • 随着现代应用对性能和可靠性的需求不断提高,需要对这些旧有的API进行改进,以利用最新的网络技术和提高效率。

Reimplement the Legacy Socket API的主要改进:

  1. 性能提升

    • 新实现对底层网络通信进行了优化,减少了资源消耗,提高了数据传输的效率,特别是在高负载和并发环境下。
  2. 代码清理和现代化

    • 对旧的实现进行了清理,移除了过时的代码和架构,使得整个套接字API更加现代化,更易于维护和扩展。
  3. 错误处理和可靠性改进

    • 改进了错误处理机制,提高了网络通信的稳定性和可靠性,减少了网络问题引起的应用异常。
  4. 更好的资源管理

    • 新实现提供了更有效的资源管理,确保了系统资源的有效利用,减少了内存泄漏和其他资源问题的可能性。

如何利用新的套接字API:

  • 对于大多数应用程序,新的套接字API保持了与旧API相同的接口,这意味着大多数现有应用无需修改代码即可受益于这些改进。
  • 开发者应该在新项目中使用这些API,并考虑在现有项目中逐步替换旧的套接字使用方式,特别是在性能和稳定性至关重要的场合。

注意事项和最佳实践:

  • 测试和验证:在将改进的API应用于生产环境之前,彻底测试应用以确保性能提升和无缝迁移。
  • 监控和评估:监控网络性能和资源使用情况,评估新实现对应用的具体影响。
  • 保持更新:跟踪Java平台的最新发展,以便及时利用这些改进和其他相关改进。

通过重新实现Legacy Socket API,JDK 13为Java网络编程提供了一条提升性能和可靠性的新途径,使得Java应用能够更好地满足现代网络环境的需求。

文章来源:https://blog.csdn.net/Mrxiao_bo/article/details/135181028
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