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前言

北京时间 2018 年 9 月 26 日，Oracle 官方宣布 Java 11 正式发布。这是 Java 大版本周期变化后的第一个长期支持版本，非常值得关注。从官网即可下载，最新发布的 Java11 将带来 ZGC、Http Client 等重要特性，一共包含 17 个 JEP（JDK Enhancement Proposals，JDK 增强提案）。

JDK 11 将是一个 企业不可忽视 的版本。从时间节点来看，JDK 11 的发布正好处在 JDK 8 免费更新到期的前夕，同时 JDK 9、10 也陆续成为 历史版本。

JDK 更新很重要吗？非常重要，在过去的很多年中，Oracle 和 OpenJDK 社区提供了接近免费的午餐，导致人们忽略了其背后的海量工作和价值，这其中包括但不仅仅限于：最新的安全更新，如，安全协议等基础设施的升级和维护，安全漏洞的及时修补，这是 Java 成为企业核心设施的基础之一。大量的新特性、Bug 修复，例如，容器环境支持，GC 等基础领域的增强。很多生产开发中的 Hack，其实升级 JDK 就能解决了。不断改进的 JVM，提供接近零成本的性能优化…

JDK 11 是一个长期支持版本（LTS, Long-Term-Support）
对于企业来说，选择 11 将意味着长期的、可靠的、可预测的技术路线图。其中免费的 OpenJDK11 确定将得到 OpenJDK 社区的长期支持，LTS 版本将是可以放心选择的版本。

从 JVM GC 的角度，JDK11 引入了两种新的 GC，其中包括也许是划时代意义的 ZGC，虽然其目前还是实验特性，但是从能力上来看，这是 JDK 的一个巨大突破，为特定生产环境的苛刻需求提供了一个可能的选择。例如，对部分企业核心存储等产品，如果能够保证不超过 10ms 的 GC 暂停，可靠性会上一个大的台阶，这是过去我们进行 GC 调优几乎做不到的，是能与不能的问题。

对于 G1 GC，相比于 JDK 8，升级到 JDK 11 即可免费享受到：并行的 Full GC，快速的 CardTable 扫描，自适应的堆占用比例调整（IHOP），在并发标记阶段的类型卸载等等。这些都是针对 G1 的不断增强，其中串行 Full GC 等甚至是曾经被广泛诟病的短板，你会发现 GC 配置和调优在 JDK11 中越来越方便。

云计算时代的监控、诊断和 Profiling 能力，这个是相比 ZGC 更具生产实践意义的特性。
Java 的应用场景跨度很大，从单机长时间运行的 Java 应用，发展成为分布式、大的单体应用或小的 function、瞬时或长时间运行等，应用场景非常复杂。
我们用什么工具诊断 Java 应用？

JDK 11 为我们提供了更加强大的基础能力，主要是两部分：
第一部分JEP 328：Flight Recorder（JFR） ：是 Oracle 刚刚开源的强大特性
JFR 是一套集成进入 JDK、JVM 内部的事件机制框架，通过良好架构和设计的框架，硬件层面的极致优化，生产环境的广泛验证，它可以做到极致的可靠和低开销。在 SPECjbb2015 等基准测试中，JFR 的性能开销最大不超过 1%，所以，工程师可以基本没有心理负担地在大规模分布式的生产系统使用，这意味着，我们既可以随时主动开启 JFR 进行特定诊断，也可以让系统长期运行 JFR，用以在复杂环境中进行「After-the-fact」分析。
在保证低开销的基础上，JFR 提供的能力可以应用在对锁竞争、阻塞、延迟，JVM GC、SafePoint 等领域，进行非常细粒度分析。甚至深入 JIT Compiler 内部，全面把握热点方法、内联、逆优化等等。JFR 提供了标准的 Java、C++ 等扩展 API，可以与各种层面的应用进行定制、集成，为复杂的企业应用栈或者复杂的分布式应用，提供 All-in-One 解决方案。
而这一切都是内建在 JDK 和 JVM 内部的，并不需要额外的依赖，开箱即用。
**简单概括：**飞行记录仪 记录问题，监控诊断问题，以前收费现在开源。

第二部分JEP 331: Low-Overhead Heap Profiling
它来源于 Google 等业界前沿厂商的一线实践，通过获取对象分配细节，为 JDK 补足了对象分配诊断方面的一些短板，工程师可以通过 JVMTI 使用这个能力增强自身的工具。
简单概括：补充分析工具，主要是对堆分析。

从 Java 类库发展的角度来看，JDK 11 最大的进步也是两个方面：
第一，HTTP/2 Client API，新的 HTTP API 提供了对 HTTP/2 等业界前沿标准的支持，精简而又友好的 API 接口，与主流开源 API（如，Apache HttpClient， Jetty， OkHttp 等）对等甚至更高的性能。与此同时它是 JDK 在 Reactive-Stream 方面的第一个生产实践，广泛使用了 Java Flow API 等，终于让 Java 标准 HTTP 类库在扩展能力等方面，满足了现代互联网的需求。
第二，就是安全类库、标准等方面的大范围升级，其中特别是 JEP 332: Transport Layer Security (TLS) 1.3，除了在安全领域的重要价值，它还是中国安全专家范学雷所领导的 JDK 项目，完全不同于以往的修修补补，是个非常大规模的工程。

除此之外，JDK 还在逐渐进行瘦身工作，或者偿还 JVM、Java 规范等历史欠账，例如：
335: Deprecate the Nashorn JavaScript Engine
它进一步明确了 Graal 很有可能将成为 JVM 向前演进的核心选择，Java-on-Java 正在一步步的成为现实。

一、Dynamic Class-File Constants

这是类文件新添的一种结构。具体看官方的介绍：http://openjdk.java.net/jeps/309
Java 的类型文件格式将被拓展，支持一种新的常量池格式：CONSTANT_Dynamic，加载 CONSTANT_Dynamic 会将创建委托给 bootstrap 方法。
其目标是降低开发新形式的可实现类文件约束带来的成本和干扰

二、局部变量类型推断升级

在 var 上添加注解的语法格式，在 Java10 中是不能实现的。在 Java11 中加入了这样的语法。

在声明隐式类型的 lambda 表达式的形参时允许使用 var，使用 var 的好处是在使用 lambda 表达式时给参数加上注解，如下：

// 引入var形参前面可以加注解了，当然用String代替var也可以
Consumer<String> consumer = (@Deprecated var x, @Nullable var y) -> x.process(y);

因为不使用 var 的话，是会报错 非法的表达式开始，如下：

Consumer<String> consumer = (@Deprecated x, @Nullable y) -> x.process(y);// 会报错

三、新增字符串处理方法

判断字符串是否为空白 isBlank()

public void test() {
    String str = "\t \r\n ";
    // 判断字符串的内容是否都是空白
    System.out.println(str.isBlank()); // 输出：true
    System.out.println(str.isEmpty());// 输出：false
}

去除首尾空白 strip()
和 trim() 的区别在于，strip() 去除字符串首尾的空白，包括英文和其他所有语言中的空白字符（范围更大，更好用）；而 trim() 去除字符串首尾的空白，只能去除码值小于等于 32 的空白字符，如中文空格无法去除。

public void test() {
    // 去除字符串首尾的空白，包括英文和其他所有语言中的空白字符
    String str1 = " youngkbt.cn ".strip();
    System.out.println(str1); // 输出：youngkbt.cn

    // 去除字符串首尾的空白，只能去除码值小于等于 32 的空白字符，如中文空格无法去除
    String str2 = " youngkbt.cn ".trim();
    System.out.println(str2); // 输出：youngkbt.cn
}

去除尾部空白 stripTrailing()
相比较 strip()，只是去除了尾部的空白。

public void test() {
    // 去除字符串尾部的空白
    String str = " youngkbt.cn ".stripTrailing();
    System.out.println(str1); // 输出： youngkbt.cn
}

去除首部空白 stripLeading()
相比较 strip()，只是去除了首部的空白。

public void test() {
    // 去除字符串首部的空白
    String str = " youngkbt.cn ".stripLeading();
    System.out.println(str1); // 输出：youngkbt.cn 
}

复制字符串 repeat()

public void test() {
    // 复制字符串 3 次
    String str = "youngkbt.cn".repeat(3);
    System.out.println(str1); // 输出：youngkbt.cnyoungkbt.cnyoungkbt.cn
}

行数统计 lines().count()
注意是行数的统计，而不是字数的统计。

public void test() {
    long count = "ABC".lines().count();
    System.out.println(count); // 输出：1
    
    long count = "A\nB\nC".lines().count();
    System.out.println(count); // 输出：3
}

lines() 有一个很有用的用途，就是读取文件的内容，如：

public void test() {
  FileInputStream fis = new FileInputStream("文件路径");
    byte[] buffer = new byte[fis.available()];
    fis.read(buffer);
    fis.close();
    
    String str = new String(buffer);
    str.lines().forEach(System.out::println);
}

str.lines()返回的是Stream流。

四、移除的一些内容

1、移除项

移除了 com.sun.awt.AWTUtilities
移除了 sun.misc.Unsafe.defineClass，使用 java.lang.invoke.MethodHandles.Lookup.defineClass来替代
移除了 Thread.destroy() 以及 Thread.stop(Throwable) 方法
移除了 sun.nio.ch.disableSystemWideOverlappingFileLockCheck、sun.locale.formatasdefault 属性
移除了 jdk.snmp 模块
移除了 javafx，OpenJDK 在 Java10 版本就移除了，但是 Oracle JDK10 还尚未移除 javafx，而 Oracle JDK11 版本移除了 javafx
移除了 Java Mission Control，从 JDK 中移除之后，需要自己单独下载
移除了这些 Root Certificates：Baltimore Cybertrust Code Signing CA，SECOM，AOL and Swisscom

2、废弃项

-XX+AggressiveOpts 选项（侵略性的选项）
-XX:+UnlockCommercialFeatures 选项（解锁商业性特征，例如飞行记录仪不用再加这个指令了，可以直接用）
-XX:+LogCommercialFeatures 选项（日志商业特征，GC统一用Log了，这个指令也不用了）

五、更简化的编译运行程序

EP 330: 增强 Java 启动器支持运行单个 Java 源代码文件的程序。
在 Java 11 之前，我们要想运行一个 Java 文件，首先利用 javac 将 Java 文件编译处 Class 文件，再 java来运行 Class 文件，而在 Java 11 中，我们可以直接使用 java 对一个 Java 文件运行，不需要编译成 Class 文件，也不会在目录下生成 Class 文件。
注意点：
● 执行源文件中的类可以有多个，但是第一个类必须包含主方法
● 并且不可以使用别的源文件中的自定义类，本文件中的自定义类是可以使用的
● 不会生成Class文件了
假设有一个 Java 文件，在命令行使用 java TestJava.java 就会输出 Hello，Java 11，内容如下：

public class TestJava {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello，Java 11");
    }
}

如果是Java 11之前，先要编译 javac TestJava.java，然后运行 java TestJava 。

六、Unicode 10

Unicode 10 增加了 8518 个字符，总计达到了 136690 个字符。并且增加了 4 个脚本.同时还有 56 个新的 emoji 表情符号。
因此 Java11 新增了四个 Java 文件（注意截图为JDK17，在JDK11中没有CharacterData03）

七、移除JavaEE和CORBA模块

在 Java11 中移除了不太使用的 JavaEE 模块和 CORBA 技术。
CORBA 来自于二十世纪九十年代，Oracle 说，现在用 CORBA 开发现代 Java 应用程序已经没有意义了，维护 CORBA 的成本已经超过了保留它带来的好处。
但是删除 CORBA 将使得那些依赖于 JDK 提供部分 CORBA API 的 CORBA 实现无法运行。目前还没有第三方 CORBA 版本，也不确定是否会有第三方愿意接手 CORBA API 的维护工作。
在 Java11 中将 Java9 标记废弃的 Java EE 及 CORBA 模块移除掉，具体如下：

java.xml.ws
java.xml.bind
java.xml.ws
java.xml.ws.annotation
jdk.xml.bind
jdk.xml.ws
    
java.corba
java.se.ee
java.activation
java.transactio

只剩下 java.xml，java.xml.crypto，jdk.xml.dom 这几个模块。但是 Java 11 新增一个 java.transaction.xa 模块。

八、废弃Nashorn JavaScript引擎

废除 Nashorn javascript 引擎，在后续版本准备移除掉，有需要的可以考虑使用 GraalVM。

九、废弃Pack20工具和API

Java5 中带了一个压缩工具：Pack200，这个工具能对普通的 jar 文件进行高效压缩。其实现原理是根据 Java 类特有的结构，合并常数池，去掉无用信息等来实现对 Java 类的高效压缩。由于是专门对 Java 类进行压缩的，所以对普通文件的压缩和普通压缩软件没有什么两样，但是对于 Jar 文件却能轻易达到 10% - 40% 的压缩率。这在 Java 应用部署中很有用，尤其对于移动 Java 计算，能够大大减小代码下载量。
Java5 中还提供了这一技术的 API 接口，你可以将其嵌入到你的程序中使用。使用的方法很简单，下面的短短几行代码即可以实现 jar 的压缩和解压：

// 压缩
Packer packer = Pack200.newPacker(); 
OutputStream output = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(outfile)); 
packer.pack(new JarFile(jarFile), output); 
output.close(); 

// 解压
Unpacker unpacker = Pack200.newUnpacker(); 
output = new JarOutputStream(new FileOutputStream(jarFile)); 
unpacker.unpack(pack200File, output); 
output.close();

Pack200 的压缩和解压缩速度是比较快的，而且压缩率也是很惊人的，在我是使用的包 4.46MB 压缩后成了 1.44MB（0.322%），而且随着包的越大压缩率会根据明显，据说如果 jar 包都是 Class 类可以压缩到 1/9 的大小。其实 Java WebStart 还有很多功能，例如可以按不同的 jar 包进行 lazy 下载和单独更新，设置可以根据 jar 中的类变动进行 Class 粒度的下载。
但是在 Java11 中废除了 Pack200 以及 Unpack200 工具以及 java.util.jar 中的 Pack200 API。因为 Pack200 主要是用来压缩 jar 包的工具，由于网络下载速度的提升以及 Java9 引入模块化系统之后不再依赖 Pack200，Pack200反而会带来一些额外的开销，因此这个版本将其移除掉

十、Epsilon垃圾收集器

A NoOp Garbage Collector。
JDK 对这个特性的描述是：开发一个处理内存分配但不实现任何实际内存回收机制的 GC，一旦可用堆内存用完，JVM 就会退出。
如果有 System.gc() 调用，实际上什么也不会发生（这种场景下和 -XX:+DisableExplicitGC：禁用 GC 效果一样），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。

使用方法：-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseEpsilonGC
注意：两个参数要一起使用

class Garbage {
    int n = (int)(Math.random() * 100);
    // 这个方法是GC在清楚本对象时，会调用一次
    @Override
    public void finalize() {
        System.out.println(this + " : " + n + " is dying");
    }
}
public class EpsilonTest {

    public static void main(String[] args) {
        boolean flag = true;
        List<Garbage> list = new ArrayList<>();
        long count = 0;
        while (flag) {// 死循环，内存不够用的时候不一定触发GC，但是报OOM退出JVM，程序结束。
            list.add(new Garbage());
            if (list.size() == 1000000 && count == 0) {
                list.clear();// list一旦clear，之前加入的对象就会变成垃圾对象。
                count++;
            }
        }
        System.out.println("程序结束");
    }
}

上面程序默认在JDK11下，默认使用G1去垃圾回收，由于不断地死循环产生垃圾对象和G1中途不定时在回收垃圾对象，所以程序运行时间比较久，最后还是因为死循环OOM退出JVM，程序结束。
如果使用选项 -XX:+UseEpsilonGC（上面两个参数要一起用），程序很快就因为堆空间不足而退出（时间很短，程序很快就结束了），因为该 Epsilon并不会进行垃圾回收。

使用这个选项的原因：
提供完全被动的 GC 实现，具有有限的分配限制和尽可能低的延迟开销，但代价是内存占用和内存吞吐量。
众所周知，Java 实现可广泛选择高度可配置的 GC 实现。各种可用的收集器最终满足不同的需求，即使它们的可配置性使它们的功能相交。有时更容易维护单独的实现，而不是在现有 GC 实现上堆积另一个配置选项。

简单概括：就是没有垃圾回收，程序运行效率非常高，但是不能有内存溢出，一旦溢出程序就挂了。

主要用途：
● 性能测试（它可以帮助过滤掉 GC 引起的性能假象，让问题很快暴露出来）
● 内存压力测试（例如，知道测试用例应该分配不超过 1GB 的内存，我们可以使用-Xmx1g 和 –XX:+UseEpsilonGC，如果程序有问题，则程序会崩溃，说明有内存泄漏）
● 非常短的 JOB 任务(对像这种任务，接受 GC 清理堆那都是浪费空间，就可以给设置Epsilon)
● VM 接口测试（虚拟机的接口测试）
● Last-drop 延迟 & 吞吐改进（实现性质，对于JVM调优很有帮助）

十一、ZGC垃圾收集器

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利用这些内存，并且无需长时间的 GC 暂停时间。
ZGC：A Scalable Low-Latency Garbage Collector(Experimental)，这应该是 JDK11 最为瞩目的特性，没有之一。但是后面带了 Experimental，说明这还不建议用到生产环境。
特点：

• GC 暂停时间不会超过 10ms
• 既能处理几百兆的小堆，也能处理几个 T 的大堆（OMG）
• 和 G1 相比，应用吞吐能力不会下降超过 15%
• 为未来的 GC 功能和利用 colord 指针以及 Load barriers 优化奠定基础
• 初始只支持 64 位系统

ZGC 的设计目标是：支持 TB 级内存容量，暂停时间低（<10ms），对整个程序吞吐量的影响小于 15%。 将来还可以扩展实现机制，以支持不少令人兴奋的功能，例如多层堆（即热对象置于 DRAM 和冷对象置于 NVMe 闪存），或压缩堆。
ZGC 是一个并发，基于 region，压缩型的垃圾收集器，只有 root 扫描阶段会 STW，因此 GC 停顿时间不会随着堆的增长和存活对象的增长而变长。
用法（两个都要使用）：

• -XX:+UnlockExperimentalVMOptions，因为 ZGC 还处于实验阶段，所以需要通过 JVM 参数来解锁这个特性
• –XX:+UseZGC

十二、支持G1上的并行完全垃圾收集

对于 G1 GC，相比于 JDK 8，升级到 JDK 11 即可免费享受到：并行的 Full GC，快速的 CardTable 扫描，自适应的堆占用比例调整（IHOP），在并发标记阶段的类型卸载等等。这些都是针对 G1 的不断增强，其中串行 Full GC 等甚至是曾经被广泛诟病的短板，你会发现 GC 配置和调优在 JDK11 中越来越方便。

十三、免费的低耗能飞行记录仪和堆分析仪

低耗能飞行记录仪和堆分析仪通过 JVMTI 的 SampledObjectAlloc 回调提供一个低开销的，为了排错 Java 应用问题，以及 JVM 问题的数据收集框架。
希望达到的目标如下：

• 提供用于生产和消费数据作为事件的API
• 提供缓存机制和二进制数据格式
• 允许事件配置和事件过滤
• 提供 OS，JVM 和 JDK 库的事件

十四、两种加密算法

Java 11 实现了 RFC 7539 的 ChaCha20 and ChaCha20-Poly1305 加密算法 XECPublicKey 和 XECPrivateKey，代替 RC4。
RFC7748 定义的秘钥协商方案更高效，更安全。JDK 增加两个新的接口

// XECPublicKey 和 XECPrivateKey
KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance("XDH");
NamedParameterSpec paramSpec = new NamedParameterSpec("X25519");
kpg.initialize(paramSpec);
KeyPair kp = kgp.generateKeyPair();

KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance("XDH");
BigInteger u = new BigInteger("xxx");
XECPublicKeySpec pubSpec = new XECPublicKeySpec(paramSpec, u);
PublicKey pubKey = kf.generatePublic(pubSpec);

KeyAgreement ka = KeyAgreement.getInstance("XDH");
ka.init(kp.getPrivate());
ka.doPhase(pubKey, true);
byte[] secret = ka.generateSecret();

十五、新的默认根权限证书集

Java 11 实现 TLS 协议 1.3 版本，TLS 允许客户端和服务器端通过互联网以一种防止窃听，篡改以及消息伪造的方式进行通信。

十六、Java Flight Recorder

Flight Recorder 源自飞机的黑盒子。
Flight Recorder 以前是商业版的特性，在 Java11 当中开源出来，它可以导出事件到文件中，之后可以用 Java Mission Control 来分析。可以在应用启动时配置 java -XX:StartFlightRecording，或者在应用启动之后，使用 jcmd 来录制，比如：

jcmd JFR.start，开启 Flight Recorder ，监听 Java 程序的 pid
jcmd JFR.dump filename=recording.jfr，将监听到的数据写入 JFR 文件，并继续监听新的数据
jcmd JFR.stop，关闭 Flight Recorder

Flight Recorder 是 Oracle 刚刚开源的强大特性。我们知道在生产系统进行不同角度的 Profiling，有各种工具、框架，但是能力范围、可靠性、开销等，大都差强人意，要么能力不全面，要么开销太大，甚至不可靠可能导致 Java 应用进程宕机。
而 JFR 是一套集成进入 JDK、JVM 内部的事件机制框架，通过良好架构和设计的框架，硬件层面的极致优化，生产环境的广泛验证，它可以做到极致的可靠和低开销。在 SPECjbb2015 等基准测试中，JFR 的性能开销最大不超过 1%，所以，工程师可以基本没有心理负担地在大规模分布式的生产系统使用，这意味着，我们既可以随时主动开启 JFR 进行特定诊断，也可以让系统长期运行 JFR，用以在复杂环境中进行“After-the-fact”分析。还需要苦恼重现随机问题吗？JFR 让问题简化了很多。
在保证低开销的基础上，JFR 提供的能力也令人眼前一亮，例如：我们无需 BCI 就可以进行 Object Allocation Profiling，终于不用担心 BTrace 之类把进程搞挂了。对锁竞争、阻塞、延迟，JVM GC、SafePoint 等领域，进行非常细粒度分析。甚至深入 JIT Compiler 内部，全面把握热点方法、内联、逆优化等等。JFR 提供了标准的 Java、C++ 等扩展 API，可以与各种层面的应用进行定制、集成，为复杂的企业应用栈或者复杂的分布式应用，提供 All-in-One 解决方案。而这一切都是内建在 JDK 和 JVM 内部的，并不需要额外的依赖，开箱即用。

十七、Optional加强

Optional 也增加了几个非常酷的方法，现在可以很方便的将一个 Optional 转换成一个 Stream,或者当一个空 Optional 时给它一个替代的。

public void test() {
  Optional<Object> op = Optional.empty();
    // 判断内部的 value 是否存在
    System.out.println(op.isPresent()); // 输出：false
    // 判断内部的 value 是否为空
    System.out.println(op.isEmpty()); // 输出：true
    
    op = Optional.of( "abc" ) ;
    // orELseThrow()：value 非空，返回 value；否则抛异常 NoSuchELementException
    var obj = op.orElseThrow();
    System.out.println(obj);
  
    Optional<String> op1 = Optional.of( "hello" );
  // or：value 非空，返回对应的 optional；value 为空，返回形参封装的 optional
    Optional<object> op2 = op.or(() -> op1);
    System.out.println(op2); // sOptional[abc]
}