關於JDK15的簡單理解

一、為什么要了解JDK15？

　　2020年9月15日，Oracle官方發布了JDK15版本，及時關注官方的更新動態，可以讓我們在日常開發中更合理的選擇更加優秀的工具方法，避免使用一些過時的或一些即將被刪除類和方法，保障程序的健壯性、穩定性、可移植性。

二、JDK15都為我們帶來了哪些東西？

• JEP 339： Edwards-Curve 數字簽名算法（EdDSA）
• JEP 360： 密封類（預覽）
• JEP 371： 隱藏類
• JEP 372： 刪除Nashorn JavaScript引擎
• JEP 373： 重新實現舊版DatagramSocket API
• JEP 374： 禁用和棄用偏置鎖定
• JEP 375： instanceof的模式匹配（第二預覽）
• JEP 377： ZGC：可擴展的低延遲垃圾收集器
• JEP 378： 文字塊
• JEP 379： Shenandoah：低暫停時間的垃圾收集器
• JEP 381： 刪除Solaris和SPARC端口
• JEP 383： 外部存儲器訪問API（第二個孵化器）
• JEP 384： Records（第二預覽）
• JEP 385： 棄用RMI激活以進行刪除

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

三、具體說一說JDK15的特性。

1. JEP 339： Edwards-Curve 數字簽名算法（EdDSA）

官方描述：

　　EdDSA是一種現代的橢圓曲線簽名方案，與JDK中的現有簽名方案相比，具有多個優點。

• 在相同的安全強度下，開發比現有的ECDSA實現（使用本機C代碼）更好的性能的EdDSA平台無關的實現。例如，在安全性〜126位時使用Curve25519的EdDSA應該與在安全性〜128位時使用曲線secp256r1的ECDSA一樣快。
• 假設平台在恆定時間內執行64位整數加/乘，請確保時序與秘密無關。另外，該實現將不會基於秘密分支。這些屬性對於防止側通道攻擊非常有用。

簡而言之：

　　Edwards-Curve 數字簽名算法（EdDSA）實現加密簽名功能。且比現有的JDK 中的簽名安全性和性能更高。

2. JEP 360： 密封類（預覽）

官方描述：

　　通過密封的類和接口增強Java編程語言。密封的類和接口限制可以擴展或實現它們的其他類或接口。通過將sealed修飾符應用於其聲明來密封類。然后，在anyextends和implements子句之后，該permits子句指定允許擴展密封類的類。

簡而言之：

　　 限定接口的實現或子類，不是所有的類都能繼承此類或實現此類。

注意：

• sealed：隱含子類 permits : 許可證
• non-sealed：隱含非受限子類
• final：隱含無子類
• 每個允許的子類都只能使用修飾符 final ，sealed和non-sealed中的一個，且三者互斥。

代碼實現：

// 創建Person 密封類
public abstract sealed class Person permits Student, Teacher, Doctor{

}

// 學生類繼承人類
non-sealed class Student extends Person{ }

// 老師類繼承人類
final class Teacher extends Person{ }

// 醫生類繼承人類
sealed class Doctor extends Person permits OutpDoctor, InpatDoctor{ }

// 門診醫生繼承人類
final class OutpDoctor extends Doctor{ }

// 住院醫生繼承人類
non-sealed class InpatDoctor extends Doctor{ }

// 方法類型描述
public sealed interface MethodTypeDesc permits DynamicConstantDesc, MethodTypeDescImpl {}

// 方法類型描述實現
final class MethodTypeDescImpl implements MethodTypeDesc { }

// 動態約束描述
non-sealed class DynamicConstantDesc implements MethodTypeDesc {}

3. JEP 371： 隱藏類

官方描述：

　　隱藏類是其他類的字節碼不能直接使用的類。隱藏類適用於在運行時生成類並通過反射間接使用它們的框架。隱藏類可以定義為訪問控制嵌套的成員，並且可以獨立於其他類進行卸載。

簡而言之：

　　隱藏類的超類型是由類加載器創建的，但隱藏類本身的創建並不涉及任何類加載器。所以可以方便的進行卸載且不用考慮安全問題，並且可以減少程序的內存占用。

4. JEP 372： 刪除Nashorn JavaScript引擎

官方描述：

　　隨着ECMAScript語言構造以及API的快速適應和修改，我們發現Nashorn難以維護。官方決定刪除Nashorn JavaScript腳本引擎和API，以及該jjs 工具。

　　兩個JDK模塊將被永久刪除：

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

5. JEP 373： 重新實現舊版DatagramSocket API（套接字）

官方描述：　

　　用更易於維護和調試的更簡單，更現代的實現來替換java.net.DatagramSocket和java.net.MulticastSocketAPI的基礎實現。新的實現將很容易適應虛擬線程的工作，當前正在Project Loom中進行探索。

改動原因：

　　java.net.DatagramSocket和java.net.MulticastSocketAPI的代碼庫及其基礎實現很舊且脆弱：

• 實現可以追溯到JDK 1.0。它們是傳統Java和C代碼的混合，難以維護和調試。

• 的實現MulticastSocket尤其成問題，因為它可以追溯到IPv6仍處於開發階段。許多基本的本機實現都嘗試以難以維護的方式協調IPv4和IPv6。

• 該實現還存在一些並發問題（例如，異步關閉），需要進行大修才能正確解決。

此外，在駐留而不是阻塞系統調用中底層內核線程的虛擬線程的情況下，當前實現不適合此目的。隨着基於數據報的傳輸再次獲得牽引力（例如 QUIC），需要更簡單，更可維護的實現。

6.JEP 374： 禁用和棄用偏置鎖定

官方描述：

　　在JDK 15之前，始終啟用並提供偏置鎖定。使用此JEP，除非 -XX:+UseBiasedLocking 在命令行上設置，否則在啟動HotSpot時將不再啟用偏置鎖定。

改動原因：

　　確定是否需要繼續支持偏向鎖定的傳統同步優化，這是維護成本很高的方法。有偏見的鎖定會帶來爭用時需要進行昂貴的撤銷操作的代價。

7.JEP 375： instanceof的模式匹配（第二預覽）

官方描述：

　　通過為操作員提供模式匹配來增強Java編程語言instanceof。模式匹配使程序中的通用邏輯（即從對象中有條件地提取組件）得以更簡潔，更安全地表示。

簡而言之：

　　可以使我們的代碼更加簡潔。

代碼示例：

    public static void main(String[] args) {
        Object str = "模式匹配";
        // 模式匹配
        // 綁定變量s的作用域在&&運算符的右側以及true塊中、綁定變量s不在||右側的范圍內
//        if(str instanceof String s && s.length() > 0 ){
        if(str instanceof String s){
            System.out.println(s);
        }else {
            // s不能作用於此處
        // System.out.printf(s);
        }
    }

8. JEP 377： ZGC：可擴展的低延遲垃圾收集器（轉正）

官方描述：

　　對ZGC的測試表明它是穩定的，並且在撰寫本文時，我們已經有幾個月沒有收到針對ZGC的新錯誤了。借助ZGC如今擁有的穩定性，功能集和平台支持，是時候刪除其實驗狀態並使其成為產品功能了。

　　今天，可以通過-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseZGC命令行選項啟用ZGC 。使ZGC成為產品（非實驗性）功能意味着-XX:+UnlockExperimentalVMOptions不再需要該選件。

　　該JEP不建議更改默認GC，該默認GC仍為G1。

簡而言之：

　　ZGC垃圾收集器在JDK15成為正式版，我們可以通過-XX:+UseZGC命令行選項啟用ZGC，但是需要注意的是默認的垃圾收集器仍然是G1。

9. JEP 378： 文字塊（轉正）

官方描述：

　　將文本塊添加到Java語言。文本塊是多行字符串文字，它避免了大多數轉義序列的需要，以一種可預測的方式自動設置字符串的格式，並在需要時使開發人員可以控制格式。

　　解決了在Java中，在字符串文字中嵌入HTML，XML，SQL或JSON片段"..."通常需要先進行轉義和串聯的大量編輯，然后才能編譯包含該片段的代碼。該代碼段通常難以閱讀且難以維護的問題。

代碼示例：

public static void main(String[] args) {
        String html = "<html>\n" +
                "    <body>\n" +
                "        <p>Hello, world</p>\n" +
                "    </body>\n" +
                "</html>\n";

        String htmlText = """
           <html>
               <body>
                   <p>Hello, world</p>
               </body>
           </html>
           """;

        System.out.println("html長度" + html.length());
        System.out.println("htmlText長度" + htmlText.length());

        String query = "SELECT \"EMP_ID\", \"LAST_NAME\" FROM \"EMPLOYEE_TB\"\n" +
                "WHERE \"CITY\" = 'INDIANAPOLIS'\n" +
                "ORDER BY \"EMP_ID\", \"LAST_NAME\";\n";

        String queryText = """
            SELECT "EMP_ID", "LAST_NAME" FROM "EMPLOYEE_TB"
            WHERE "CITY" = 'INDIANAPOLIS'
            ORDER BY "EMP_ID", "LAST_NAME";
            """;

        System.out.println("query長度" + query.length());
        System.out.println("queryText長度" + queryText.length());

        // \:取消換行操作
        // \s:標識一個空格
        String sql1 = """
            SELECT id, name, age \
            FROM person\s\
            WHERE id > 4 \
            ORDER BY age DESC
            """;

        String sql2 = "SELECT id, name, age FROM person WHERE id > 4 ORDER BY age DESC";

    }

錯誤代碼示例：

String a = """""";   // no line terminator after opening delimiter

String b = """ """;  // no line terminator after opening delimiter

String c = """
           ";        // no closing delimiter (text block continues to EOF)

String d = """
           abc \ def
           """;      // unescaped backslash (see below for escape processing)

注意：

文本塊：
"""
line 1
line 2
line 3
"""

等效於字符串文字：
"line 1\nline 2\nline 3\n"

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

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

等效於字符串文字：
"line 1\nline 2\nline 3"

 

10. JEP 379： Shenandoah：低暫停時間的垃圾收集器（轉正）

官方描述：

　　將Shenandoah垃圾收集器從實驗功能更改為產品功能。

　　在JDK 12和更高版本中，通過-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseShenandoahGC選項啟用了Shenandoah 。將Shenandoah成為產品功能意味着-XX:+UnlockExperimentalVMOptions不再需要。

簡而言之：

　　Shenandoah垃圾收集器功能轉正，可以通過-XX:+UseShenandoahGC直接使用，Shenandoah 的暫停時間與堆大小無關。

11. JEP 381： 刪除Solaris和SPARC端口

官方描述：

　　刪除所有特定於Solaris操作系統的源代碼。

　　刪除所有特定於SPARC體系結構的源代碼。

　　更新文檔和源代碼注釋以用於將來的版本。

改動原因：

　　當前正在開發的許多項目和功能（例如Valhalla，Loom和Panama）都需要對CPU體系結構和特定於操作系統的代碼進行重大更改。放棄對Solaris和SPARC端口的支持將使OpenJDK社區中的貢獻者能夠加速新功能的開發，這些新功能將推動平台向前發展。

12.JEP 383： 外部存儲器訪問API（第二個孵化器）

官方描述：

　　引入一個API，以允許Java程序安全有效地訪問Java堆之外的外部內存。

　　在Java 14作為孵化API，在JDK15中第二次孵化。

　　以jdk.incubator.foreign相同的名稱包形式提供了外部存儲器訪問API ；它引入了三個主要抽象：MemorySegment，MemoryAddress和MemoryLayout。

13.JEP 384： Records（第二預覽）

官方描述：

　　使用records增強Java編程語言，record 是充當不可變數據的透明載體的類。記錄可以看作是名義元組。

• 設計一個表達簡單值集合的面向對象的構造。
• 幫助程序員專注於對不可變數據進行建模，而不是對可擴展行為進行建模。
• 自動實現數據驅動的方法，例如equals和訪問器。
• 保留長期的Java原則，例如標稱類型和遷移兼容性

官方示例：

例如，先前聲明的記錄record Point(int x, int y) { }-將被編譯為：

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;
    }
}

 

簡而言之：

　　似於lombok,主要目的是為了簡化作用，不用再寫構造方法、equals，hashCode，toString等方法。

代碼示例：

public record Student(String name,int age) {
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student("張三",20);
        System.out.println(student);
        System.out.println(student.name());
        System.out.println(student.age());
    }
}

14.JEP 385： 棄用RMI激活以進行刪除

官方描述：

　　棄用RMI激活 機制以便將來刪除。RMI激活是RMI的過時部分，自Java 8開始，RMI激活是可選的。不會棄用RMI的其他部分。

改動原因：

　　分布式系統至少在過去十年中一直基於Web技術。Web服務領域已經解決了有關穿越防火牆，篩選請求，身份驗證和安全性的問題。延遲實例化資源由負載平衡器，業務流程和容器處理。這些機制在分布式系統的RMI激活模型中均不存在。

　　RMI激活的使用量幾乎消失了。沒有證據表明有任何新的應用程序被編寫為使用RMI激活，並且有證據表明很少有現有應用程序使用RMI激活。對各種開放源代碼庫的搜索幾乎沒有發現任何與激活相關的API。

間而言之：

　　RMI激活的功能使用極少，Web服務有更優秀的問題解決方案，RMI激活增加了維護的費用。　　

四、總結

　　總的來說，JDK15新功能不多，可以根據自己的實際需要，根據JDK版本功能走向來選擇合理的功能。