Java 14 特性

2 年 ago
清, 宇
4 minutes

按照六个月的周期传统，在2019年9月17日发布了Java 13后，Java 14，另一个非LTS版本计划于2020年3月17日发布。

Java 14特性

以下是Java 14功能的列表：

  • Switch Expressions (Standard) – JEP 361
  • Pattern Matching for instanceof (Preview) – JEP 305
  • Helpful NullPointerExceptions – JEP 358
  • Records (Preview) – JEP 359
  • Text Blocks (Second Preview) – JEP 368
  • Packaging Tool (Incubator) – JEP 343
  • NUMA-Aware Memory Allocation for G1 – JEP 345
  • JFR Event Streaming – JEP 349
  • Non-Volatile Mapped Byte Buffers – JEP 352
  • ZGC on macOS – JEP 364
  • ZGC on Windows – JEP 365
  • Foreign-Memory Access API (Incubator) – JEP 370

在Mac OS上安装Java 14设置

  • To get started with Java 14, download the JDK from here.
  • Copy and extract the tar file in the /Library/Java/JavaVirtualMachines as shown below:
$ cd /Library/Java/JavaVirtualMachines

$ sudo cp ~/Downloads/openjdk-14_osx-x64_bin.tar.gz /Library/Java/JavaVirtualMachines

$ sudo tar xzf openjdk-14_osx-x64_bin.tar.gz

$ sudo rm openjdk-14_osx-x64_bin.tar.gz

完成上述步骤后，使用任何文本编辑器打开 bash_profile 文件。我使用的是 vim ~/.bash_profile。将 Java14 的路径设置为 JAVA_HOME，保存更改，并执行 source ~/.bash_profile 命令以反映更改。

export JAVA_HOME=/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk-14.jdk/Contents/Home

最后，您已准备好使用Java 14编译和运行程序。我们将使用JShell，这是一个交互式的REPL命令行工具，用于快速测试新的Java 14功能。

重要的是要注意，Java 14发布的许多功能都处于预览阶段。这意味着虽然它们现在可以完全使用，但以后可能会进行修改。有些功能可能会成为标准，或者在下一个发布周期中被移除。为了测试预览功能，您需要在运行JShell或Java程序时显式地设置–enable-preview，如下所示：

jshell --enable-preview

javac --release 14 --enable-preview Author.java

在接下来的几个部分中，让我们讨论一些语言和JVM的特性。

推荐阅读：在Linux上安装Java 14

1. 值交换表达式

在过去的两个版本中，即Java 12和Java 13中，Switch Expressions一直作为预览功能，现在它们已经在Java 14中获得了永久状态。

  • Java 12 introduced the lambda syntax for switch expressions thereby allowing multiple case labels for pattern matching as well as preventing fall-throughs which lead to verbose code. It also enforced exhaustive cases wherein a compilation error would be thrown if all the input cases aren’t covered.
  • Java 13, the second preview introduced yield statements instead of break for returning values from an expression.

Java 14终于将这些功能纳入了标准。

String result = switch (day) {
            case "M", "W", "F" -> "MWF";
            case "T", "TH", "S" -> "TTS";
            default -> {
                if(day.isEmpty())
                    yield "Please insert a valid day.";
                else
                    yield "Looks like a Sunday.";
            }

        };
System.out.println(result);
Java 14 Switch Expressions

注意：yield 不是 Java 中的新关键字，它只是在 switch 表达式中使用。

2. instanceof实例的模式匹配（预览）

请任何Java开发人员展示他们的代码库，你会看到代码中大量使用了instanceof条件。具体来说，一个instanceof条件检查通常会跟随一个类型转换。

Java 14通过使条件提取更加简洁，消除了这种冗长。

在Java 14之前:

if (obj instanceof Journaldev) {
  Journaldev jd = (Journaldev) obj;
  System.out.println(jd.getAuthor());
}

从Java 14开始：

if (obj instanceof Journaldev jd) {
  System.out.println(jd.getAuthor());
}

在上述代码中，只有当obj属于Journaldev类型时，实例jd才会被赋值。变量的作用范围仅限于条件块内。

3. 有用的空指针异常 de

空指针异常对于任何开发者来说都是一个噩梦。在Java 13之前，调试臭名昭著的空指针异常是棘手的。开发者必须依赖其他调试工具或手动找出变量/方法是否为空，因为堆栈跟踪只会显示行号。

在Java 14之前:

String name = jd.getBlog().getAuthor()

//Stacktrace
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
    at NullPointerExample.main(NullPointerExample.java:5)

Java 14新引入了一项JVM功能，通过更详细的堆栈展示提供更好的洞察力。

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException: Cannot invoke "Blog.getAuthor()" because the return value of "Journaldev.getBlog()" is null
    at NullPointerExample.main(NullPointerExample.java:4)

注意：上述功能并不是语言特性，而是运行环境的改进。

4. 记录（预览）

记录是一种存储纯数据的数据类。引入记录的想法是为了快速创建简单而简洁、没有样板代码的类。

通常情况下，Java中的一个类需要你实现equals()、hashCode()方法以及getter和setter方法。虽然一些集成开发环境支持自动生成这些类，但代码仍然冗长。而有了记录（record），你只需要按以下方式定义一个类。

record Author(){}
//or
record Author (String name, String topic) {}

Java 编译器将自动生成构造函数、私有的 final 字段、访问器、equals/hashCode 方法以及 toString 方法。上述类的自动生成 getter 方法是 name() 和 topic()。

在使用javac对程序编译后，您可以使用javap Author来查看生成的代码。下面的示例显示了生成的用于记录作者（String name，String topic）{} 的类。

Javap Records Java 14

记录的语义与Kotlin中的数据类相似。

此外，我们可以按照以下方式向记录中添加额外的字段、方法和构造函数。

record Author (int id, String name, String topic) {
    static int followers;

    public static String followerCount() {
        return "Followers are "+ followers;
    }

    public String description(){
        return "Author "+ name + " writes on "+ topic;
    }

    public Author{
    if (id < 0) {
        throw new IllegalArgumentException( "id must be greater than 0.");
     }
   }
}

在记录中定义的附加构造函数被称为紧凑构造函数。它不包含任何参数，只是规范构造函数的扩展。

编译器不会单独生成紧凑构造函数，而是将其用于验证情况，并在主构造函数开始时调用。

关于Records需要注意的几个重要事项：

  • A record can neither extend a class nor it can be extended by another class. It’s a final class.
  • Records cannot be abstract
  • Records cannot extend any other class and cannot define instance fields inside the body. Instance fields must be defined in the state description only
  • Declared fields are private and final
  • The body of a record allows static fields and methods

推荐阅读: Java Records

4.1) 记录中引用字段的值可以被改变。

需要注意的是，对于定义为对象的字段，只有引用是不可变的。底层的值可以被修改。下面的示例展示了一个记录，其中ArrayList被修改。正如你所看到的，只要ArrayList被改变，值就会被修改。

Java 14 Records Mutable Values For References

4.2）记录可以实现接口。

以下代码展示了使用记录实现接口的示例。

record Author(String name, String topic) implements Information {
  public String getFullName() {
    return "Author "+ name + " writes on " + topic;
  }
}

interface Information {
  String getFullName();
}

以下是在JShell中执行上述代码的输出结果:

Java 14 Records With Interface

4.3) 记录支持多个构造函数。

如下所示，记录允许声明带参数或不带参数的多个构造函数。

record Author(String name, String topic) {
  public Author() {

    this("NA", "NA");
  }

  public Author(String name) {

    this(name, "NA");
  }
}

4.4) 记录允许修改访问者方法

虽然记录会为状态描述中定义的字段生成公共访问器方法，但它们也允许您在正文中重新定义访问器方法，如下所示。

record Author(String name, String topic) {
  public String name() {
        return "This article was written by " + this.name;
    }
}

4.5）运行时检查记录及其组件

记录为我们提供了isRecord()和getRecordComponents()来检查类是否是一个记录，以及查看它的字段和类型。以下示例展示了如何进行操作。

Java 14 Records Runtime Check

尽管在上述代码示例中我们确实添加了额外的字段和方法到记录中，但请确保不要过度使用。记录设计为纯数据载体，如果您希望实现大量额外的方法，最好还是使用普通类。

5. 文本块（预览版）

Java 13引入了文本块作为预览功能，旨在方便创建多行字符串字面量。它在简单创建HTML、JSON或SQL查询字符串方面非常有用。

在Java 14中，文本块仍处于预览状态，并引入了一些新的功能。现在我们可以使用：

  • Backslash for displaying nice-looking multiline string blocks.
  • \s is used to consider trailing spaces which are by default ignored by the compiler. It preserves all the spaces present before it.
String text = """
                Did you know \
                Java 14 \
                has the most features among\
                all non-LTS versions so far\
                """;

String text2 = """
                line1
                line2 \s
                line3
                """;


String text3 = "line1\nline2 \nline3\n"

//text2 and text3 are equal.

参考资料：OpenJDK 14

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