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Java13的新特性

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序

本文主要讲述一下Java13的新特性

版本号

java -version
openjdk version "13" 2019-09-17
OpenJDK Runtime Environment (build 13+33)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 13+33, mixed mode, sharing)

从version信息可以看出是build 13+33

特性列表

350: Dynamic CDS Archives

JDK5引入了Class-Data Sharing可以用于多个JVM共享class，提升启动速度，最早只支持system classes及serial GC

JDK9对其进行扩展以支持application classes及其他GC算法

java10的新特性 JEP 310: Application Class-Data Sharing 扩展了JDK5引入的Class-Data Sharing，支持application的Class-Data Sharing并开源出来(以前是commercial feature)

JDK11将-Xshare:off改为默认-Xshare:auto，以更加方便使用CDS特性

JDK12的 341: Default CDS Archives 即在64-bit平台上编译jdk的时候就默认在&dollar;{JAVA_HOME}/lib/server目录下生成一份名为classes.jsa的默认archive文件(大概有18M)方便大家使用

JDK13的这个特性支持在Java application执行之后进行动态archive

导出jsa

java -XX:ArchiveClassesAtExit=hello.jsa -cp hello.jar Hello

使用jsa

java -XX:SharedArchiveFile=hello.jsa -cp hello.jar Hello

351: ZGC: Uncommit Unused Memory

Java12的 346: Promptly Return Unused Committed Memory from G1 新增了两个参数分别是G1PeriodicGCInterval及G1PeriodicGCSystemLoadThreshold用于GC之后重新调整Java heap size，然后将多余的内存归还给操作系统

Java12的 189: Shenandoah: A Low-Pause-Time Garbage Collector (Experimental) 拥有参数-XX:ShenandoahUncommitDelay=<milliseconds>来指定ZPage的page cache的失效时间，然后归还内存

Java13则给ZGC新增归还unused heap memory给操作系统的特性；它新增了几个参数，-XX:ZUncommitDelay=<seconds>用于指定ZPage的page cache的失效时间；ZGC的归还内存默认是开启的，可以使用-XX:-ZUncommit来显式禁用

353: Reimplement the Legacy Socket API

本特性替换了java.net.Socket以及java.net.ServerSocket API的底层实现；它使用NioSocketImpl来替换JDK1.0的PlainSocketImpl；如果要继续使用旧版的Socket实现，可以使用-Djdk.net.usePlainSocketImpl参数来切换到旧版本

/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk-13.jdk/Contents/Home/lib/src.zip!/java.base/java/net/SocketImpl.java

public abstract class SocketImpl implements SocketOptions {
    private static final boolean USE_PLAINSOCKETIMPL = usePlainSocketImpl();

    private static boolean usePlainSocketImpl() {
        PrivilegedAction<String> pa = () -> NetProperties.get("jdk.net.usePlainSocketImpl");
        String s = AccessController.doPrivileged(pa);
        return (s != null) && !s.equalsIgnoreCase("false");
    }

    /**
     * Creates an instance of platform's SocketImpl
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    static <S extends SocketImpl & PlatformSocketImpl> S createPlatformSocketImpl(boolean server) {
        if (USE_PLAINSOCKETIMPL) {
            return (S) new PlainSocketImpl(server);
        } else {
            return (S) new NioSocketImpl(server);
        }
    }

    //......
}

SocketImpl的USE_PLAINSOCKETIMPL取决于usePlainSocketImpl方法，而它会从NetProperties读取dk.net.usePlainSocketImpl配置，如果不为null且不为false，则usePlainSocketImpl方法返回true；createPlatformSocketImpl会根据USE_PLAINSOCKETIMPL来创建PlainSocketImpl或者NioSocketImpl

354: Switch Expressions (Preview)

本特性主要是使用yield替换了break来避免歧义，因为break可以用来进行跳转执行类似goto的操作

@Test
    public void testSwitchYield(){
        String dayOfWeek = switch(1){
            case 1 -> {
                String day = "Monday";
                yield day;
            }
            case 2 -> {
                String day = "Tuesday";
                yield day;
            }
            default -> "Unknown";
        };
        System.out.println(dayOfWeek);
    }

355: Text Blocks (Preview)

本特性主要引入了Text Blocks，使用"""来包围一段text block，可以内置占位符最后使用String.format来填充

@Test
    public void testTextBlock(){
        // Without Text Blocks
        String html = "<html>/n" +
                "   <body>/n" +
                "      <p>Hello, Escapes</p>/n" +
                "   </body>/n" +
                "</html>/n";
        System.out.println(html);

        // With Text Blocks
        String html2 = """
            <html>
                <body>
                <p>Hello, %s</p>
                </body>
            </html>""";

        System.out.println(String.format(html2, "World"));

        String htmlWithNewLine = """
            <html>
                <body>
                <p>Hello World</p>
                </body>
            </html>
            """;
        System.out.print(htmlWithNewLine);
        System.out.println("a new line");
    }

需要注意text blocks不能在一行，另外如果结尾的"""在新的一行则会输出新的一行

细项解读

上面列出的是大方面的特性，除此之外还有一些api的更新及废弃，主要见 JDK 13 Release Notes ，这里举几个例子。

添加项

添加FileSystems.newFileSystem(Path, Map<String, ?>) Method
新的java.nio.ByteBuffer Bulk get/put Methods Transfer Bytes Without Regard to Buffer Position
支持Unicode 12.1
添加-XX:SoftMaxHeapSize Flag，目前仅仅对ZGC起作用
ZGC的最大heap大小增大到16TB

移除项

移除awt.toolkit System Property
移除Runtime Trace Methods
移除-XX:+AggressiveOpts
移除Two Comodo Root CA Certificates、Two DocuSign Root CA Certificates
移除内部的com.sun.net.ssl包

废弃项

废弃-Xverify:none及-noverify
废弃rmic Tool并准备移除
废弃javax.security.cert并准备移除

已知问题

不再支持Windows 2019 Core Server
使用ZIP File System (zipfs) Provider来更新包含Uncompressed Entries的ZIP或JAR可能造成文件损坏

其他事项

GraphicsEnvironment.getCenterPoint()及getMaximumWindowBounds()已跨平台统一
增强了JAR Manifest的Class-Path属性处理

jdk.net.URLClassPath.showIgnoredClassPathEntries属性设置为true可以用来帮助查看非法的Class-Path entries

针对Negatively Sized Argument，StringBuffer(CharSequence)及StringBuilder(CharSequence)会抛出NegativeArraySizeException
linux的默认进程启动机制已经使用posix_spawn
Lookup.unreflectSetter(Field)针对static final fields会抛出IllegalAccessException
使用了java.net.Socket.setSocketImplFactory及java.net.ServerSocket.setSocketFactory方法的要注意，要求客户端及服务端要一致，不能一端使用自定义的factory一端使用默认的factory
SocketImpl的supportedOptions, getOption及setOption方法的默认实现发生了变化，默认的supportedOptions返回空，而默认的getOption,及setOption方法抛出UnsupportedOperationException
JNI NewDirectByteBuffer创建的Direct Buffer为java.nio.ByteOrder.BIG_ENDIAN
Base64.Encoder及Base64.Decoder可能抛出OutOfMemoryError
改进了Serial GC Young pause time report
改进了MaxRAM及UseCompressedOops参数的行为

小结

Java13主要新增了如下特性
- 350: Dynamic CDS Archives
- 351: ZGC: Uncommit Unused Memory
- 353: Reimplement the Legacy Socket API
- 354: Switch Expressions (Preview)
- 355: Text Blocks (Preview)
语法层面，改进了Switch Expressions，新增了Text Blocks，二者皆处于Preview状态；API层面主要使用NioSocketImpl来替换JDK1.0的PlainSocketImpl
GC层面则改进了ZGC，以支持Uncommit Unused Memory