JDK11

1 JDK11新特性介绍

1.1 初识JDK11新特性

• 北京时间2018年9月26日，Oracle官方宣布JDK11（18.9LTS）正式发布。这是Java8以后支持的首个长期版本，非常值得关注。最近发布的JDK11将带来ZGC、HttpClient等重要特性，一共包含了17个JEP（Java Enhancement Proposals，Java增强提案）。
• 本次发布的JDK11和2017年9月份发布的JDK9以及2018年发布的JDK11相比，最大的区别就是：在长期支持方面，Oracle表示会对JDK11提供大力支持。

1.2 JDK11新特性更新列表

• 我们可以在如下网站中查看JDK11的新特性增强提案详情：

http://openjdk.java.net/projects/jdk/11/

2 JDK11新特性详解

2.1 基于嵌套的访问控制

• 如果在一个类中嵌套了多个类，各个类可以直接访问彼此的私有成员。JDK11在private、public、protected的基础上，JVM又提供了新的访问机制：Nest。

• JDK11之前的如下案例：

package com.sunxiaping;

/**
 * @author 许大仙
 * @version 1.0
 * @since 2020-12-03 10:33
 */
public class Outer {
    private String str ;

    public class Inner{
        public void method(){
            System.out.println("str = " + str);
        }
    }
}

• 在JDK11之前，执行编译的最终结果的class文件形式如下：

public class Outer {
  private String str;
  public String access$000(){
      return str;
  }  
}

public class Inner$Outer {
  public void method() {
    System.out.println("str = " + Outer.access$000(Outer.this));
  }
}

• 以上方案虽然从逻辑上讲，内部类和外部类相同代码实体的一部分，但它被编译为一个单独的类，因此，它需要编译器创建合成桥接方法，以提供对外部类的私有字段的访问。
• 这种方案一个很大的坑是反射的时候有问题，当使用反射在内部类中访问外部类私有成员str时会报IllegalAccessException异常，这个是让人难以理解的，因为反射还是源码级访问的权限。

package com.sunxiaping;

import java.lang.reflect.Field;

/**
 * @author 许大仙
 * @version 1.0
 * @since 2020-12-03 10:33
 */
public class Outer {
    private String outInt;

    public class Inner {
        public void method() {
            try {
                Class outerClass = Outer.class;
                Outer outer = Outer.class.getDeclaredConstructor().newInstance();
                Field field = outerClass.getDeclaredField("outInt");
                field.set(outer, "100");

                System.out.println("str = " + outer.outInt);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

package com.sunxiaping;

/**
 * 基于嵌套的访问控制
 *
 * @author 许大仙
 * @version 1.0
 * @since 2020-12-03 09:06
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        new Outer().new Inner().method();
    }
}

• JDK11开始，嵌套时一种访问控制上下文，它运行多个class同属一个逻辑代码块，但是被编译成多个分散的class文件，它们访问彼此的私有成员无需通过编译器添加访问扩展犯法，而是可以直接访问，如果上述代码可以直接通过反射访问外部类的私有成员，而不会出现权限问题。

2.2 Lambda参数局部变量

• 在声明隐式类型的Lambda表示式形参的时候允许使用var，这样使用的好处在于使用Lambda表示式时可以给参数加上注解。

• 示例：

package com.sunxiaping;

import java.util.List;

/**
 * @author 许大仙
 * @version 1.0
 * @since 2020-12-03 11:27
 */
public class LambdaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = List.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8);
        list.stream().sorted((@Deprecated var a,@Deprecated var b) -> a - b).forEach(System.out::println);
    }
}

2.3 String新增处理方法

• 判断字符串是否为空白：

//如果字符串都为空格，制表符、tab的情况，返回true，否则返回false 
public boolean isBlank();

• 判断字符串是否为空：

//判断字符串内容是否为空，不忽略空格等
public boolean isEmpty()

• 去除首尾空白：

//可以去除全角的空白字符
public String strip()

• 去除首尾空白：

//不能去除全角的空白字符
public String trim()

• 去除尾部空白：

public String stripTrailing()

• 去除首部空白：

public String stripLeading()

• 复制字符串：

public String repeat(int count) 

• 行数统计：

public Stream<String> lines()

• 示例：判断字符串是否为空白和判断字符串是否为空

package com.sunxiaping;

/**
 * @author 许大仙
 * @version 1.0
 * @since 2020-12-03 13:25
 */
public class StringDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "";
        System.out.println(str.isBlank()); //true
        System.out.println(str.isEmpty()); //true

        str = "  ";
        System.out.println(str.isBlank()); //true
        System.out.println(str.isEmpty()); //false


        str = "abc";
        System.out.println(str.isBlank()); //false
        System.out.println(str.isEmpty()); //false

    }
}

• 示例：去除首尾空白

package com.sunxiaping;

/**
 * @author 许大仙
 * @version 1.0
 * @since 2020-12-03 13:25
 */
public class StringDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "　哈哈　";

        System.out.println(str.strip());
        System.out.println(str.trim());

    }
}

• 示例：去除首部空白和尾部空白

package com.sunxiaping;

/**
 * @author 许大仙
 * @version 1.0
 * @since 2020-12-03 13:25
 */
public class StringDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "　哈哈　";

        System.out.println(str.stripTrailing()); //去除尾部空白
        System.out.println(str.stripLeading()); //去除首部空白

    }
}

• 示例：复制字符串

package com.sunxiaping;

/**
 * @author 许大仙
 * @version 1.0
 * @since 2020-12-03 13:25
 */
public class StringDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "我是中国人，我爱中国。";
        //复制字符串
        System.out.println(str.repeat(3)); //我是中国人，我爱中国。我是中国人，我爱中国。我是中国人，我爱中国。

    }
}

• 示例：行数统计

package com.sunxiaping;

/**
 * @author 许大仙
 * @version 1.0
 * @since 2020-12-03 13:25
 */
public class StringDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "我\n是\n中\n国\n人\n，我\n爱\n中\n国。";
        System.out.println(str.lines().count()); //行数统计：9
    }
}

2.4 集合新增的API

• 集合转换数组支持方法引用。

default <T> T[] toArray(IntFunction<T[]> generator)

• 示例：

package com.sunxiaping;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
 * @author 许大仙
 * @version 1.0
 * @since 2020-12-03 13:51
 */
public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = List.of(1, 2, 3, 4, 5);

        //JDK11之前转换数组
        Integer[] array = list.toArray(new Integer[0]);

        Arrays.stream(array).forEach(System.out::println);


        //JDK11转换数组
        Integer[] array1 = list.toArray(Integer[]::new);

        Arrays.stream(array1).forEach(System.out::println);
    }
}

2.5 更方便的操作IO

• Path类获取指定目录的路径：

//等同于Paths.get()方法
public static Path of(String first, String... more)

• Files更方便的读写数据：

//写数据
public static Path writeString(Path path, CharSequence csq, OpenOption... options)

//读取数据
public static String readString(Path path, Charset cs) throws IOException

• 示例：

package com.sunxiaping;

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;

/**
 * @author 许大仙
 * @version 1.0
 * @since 2020-12-03 14:04
 */
public class IODemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //Files类更方便的读写数据方法
        Files.writeString(Path.of("demo.txt"),"在学习Java11");
        String str = Files.readString(Path.of("demo.txt"), StandardCharsets.UTF_8);
        System.out.println(str);
    }
}

2.6 HttpClient

2.6.1 概述

• 从Java9开始开始引入了一个处理HTTP请求的Http Client API，不过当时一直处于孵化阶段，而在Java11中已经成为正式可用状态，作为一个标准API提供在java.net.http供我们使用，该API支持同步和异步请求。

• HttpClient目的是取代JDK8中的httpURLConnection。

2.6.2 优势

• API是易于使用的，包括简单的阻塞模式。
• 支持通知机制如HTTP消息头收到、错误码、HTTP消息体收到。
• 简洁的API能够支持80~90%的需求。
• 支持标准和通用身份验证机制。
• 能够轻松使用WebSocket。
• 支持HTTP2。
• 执行和现有网络API一致的安全检查。
• 对Lambda表达式等新语言功能友好。
• 对嵌入式系统友好，避免永久运行的后台线程。
• 支持HTTPs/TLS。
• 满足HTTP1.1和HTTP2的性能要求。

2.6.3 应用示例

• 示例：

package com.sunxiaping;

import org.junit.Test;

import java.io.IOException;
import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;

/**
 * @author 许大仙
 * @version 1.0
 * @since 2020-12-03 14:31
 */
public class HttpClientDemo {

    /**
     * 同步
     */
    @Test
    public void test() throws IOException, InterruptedException {
        //创建HttpClient对象
        HttpClient httpClient = HttpClient.newHttpClient();
        //创建HttpRequest请求对象
        HttpRequest httpRequest = HttpRequest.newBuilder(URI.create("https://www.baidu.com")).GET().build();
        //使用HttpClient对象发起request请求，得到请求响应对象response
        HttpResponse<String> response = httpClient.send(httpRequest, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
        //响应状态码
        System.out.println("响应状态码：" + response.statusCode());
        //响应信息
        System.out.println("响应信息：" + response.body());
    }

    /**
     * 异步
     */
    @Test
    public void test2() {
        //创建HttpClient对象
        HttpClient httpClient = HttpClient.newHttpClient();
        //创建HttpRequest请求对象
        HttpRequest httpRequest = HttpRequest.newBuilder(URI.create("https://www.baidu.com")).GET().build();
        //发送请求
        CompletableFuture<HttpResponse<String>> future = httpClient.sendAsync(httpRequest, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
        //异步监听结果数据
        future.whenComplete((response, throwable) -> {
            //结果数据的处理
            if (null != throwable) {
                throwable.printStackTrace();
            } else {
                //响应状态码
                System.out.println("响应状态码：" + response.statusCode());
                //响应信息
                System.out.println("响应信息：" + response.body());
            }
        }).join(); //阻塞等待异步结果

        System.out.println("结束程序");

    }
}

2.7 改进Aarch64内在函数

• 改进现有的字符串和数组函数，并在Aarch64处理器上为java.lang.Math下的sin、cos和log函数实现新的内联函数，从而实现专用的CPU架构下提高应用程序的性能。

• 示例：

package com.sunxiaping;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * @author 许大仙
 * @version 1.0
 * @since 2020-12-03 14:54
 */
public class Aarch64Demo {
    public static void main(String[] args) {
        long startTime = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            Math.sin(1);
            Math.cos(1);
            Math.log(1);
        }
        long endTime = System.nanoTime();

        System.out.println(TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(endTime - startTime));
    }
}

2.8 增强java启动器支持运行单个java源程序文件的程序

• 使用java命令可以编译和运行源文件程序。

• 示例：

package com.sunxiaping;

/**
 * @author 许大仙
 * @version 1.0
 * @since 2020-12-03 15:59
 */
public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello World");
    }
}

java HelloWorld.java

2.9 Epsilon垃圾收集器

2.9.1 概述

• Epsilon垃圾收集器，又称为无操作垃圾收集器。
• JDK对这个特性的描述是：开发一个处理内存分配但是不实现任何实际内存回收机制的GC，一旦Java的堆内存被耗尽，JVM就直接关闭。
• 如果有system.gc();调用，实际上什么也不会发生垃圾对象的回收操作，因为没有内存回收，这个实现可能会警告用户尝试强制GC是徒劳的。

2.9.2 应用示例

• 示例：使用G1垃圾收集器

package com.sunxiaping;

/**
 * @author 许大仙
 * @version 1.0
 * @since 2020-12-03 16:19
 */
public class Garbage {
    private int number;

    public Garbage() {
    }

    public Garbage(int number) {
        this.number = number;
    }

    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        System.out.println(number);
    }
}

package com.sunxiaping;

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

/**
 * @author 许大仙
 * @version 1.0
 * @since 2020-12-03 16:19
 */
public class G1Demo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("程序开始");
        List<Garbage> list = new ArrayList<>();
        long count = 0;
        while (true) {
            list.add(new Garbage(list.size() + 1));

            if (list.size() == 1000000 && count == 0) {
                list.clear();
                count++;
            }
        }
    }
}

• 启动参数设置：

-Xms100m -Xmx100m

会发现G1一直回收对象，直到内存不够用。

• 使用Epsilon垃圾收集器，需要设置启动参数：

-XX:+UnlockExperimentalVMOptions
-XX:+UseEpsilonGC
-Xms100m
-Xmx100m

会发现很快就内存溢出了，因为Epsilon不会去回收对象。

2.9.3 应用场景

• 性能测试：Epsilon垃圾收集器可以帮助我们过滤掉GC引起的性能假象。
• 内存压力测试：在测试Java代码的时候，确定分配内存的阈值有助于设置内存压力常量值。
• 非常短的JOB任务：对象这种任务，接受GC清理堆就是浪费空间。
• VM接口测试：以VM开发视角，有一个简单的GC实现，有助于理解VM-GC的最小接口实现，它也用于证明VM-GC接口的健壮性。
• ……

2.10 ZGC可伸缩低延迟垃圾收集器

2.10.1 ZGC的目标

• GC是Java主要优势之一。然而，当GC停顿太长，就会开始影响应用的响应时间。消除或者减少GC停顿时长，Java将对更广泛的应用场景是一个更有吸引力的平台。此外，现代系统中可用内存不断增长，用户和程序员希望JVM能够以高效的方式充分的利用这些内存，并且无需长时间的GC暂停时间。
• 今天，应用程序同时为数千甚至数百万用户提供服务的情况并不多见。这些应用程序需要大量内存，但是，管理所欲内存可能会轻易影响应用程序性能。为了解决这个问题，Java11引入了ZGC垃圾收集器作为实验性垃圾收集器的实现。
• ZGC全称Z Garbage Collector，是一款可伸缩的低延迟、高并发的垃圾回收器，旨在实现以下目标：
• 1️⃣停顿时间不超过10ms。
• 2️⃣停顿时间不随heap大小或存活对象大小增大而增大。
• 3️⃣可以处理从几百G到几TB的内存大小，远远超过前一代的G1。
• 4️⃣初识只支持64位系统。

2.10.2 用法

• 运行我们的应用程序时，我可以使用以下命令选项启动ZGC：

-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseZGC

• 需要注意的是，ZGC处于实验阶段。

2.10.3 平台支持

• ZGC目前只在Linux/x64上可用，如果有足够的需求，将来可能会增加对其他平台的支持。