探秘JDK 13的黑科技：新特性一览

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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 = "\n" +
              "    \n" +
              "        
Hello, world
\n" +
              "    \n" +
"";
System.out.println(html);
// 使用Text Blocks
String html = """


Hello, world


""";
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。