Java的新特性

Lambda表达式

Lambda表达式（也称为闭包）它允许我们将函数当成参数传递给某个方法，或者把代码本身当作数据处理，在没有Lambda表达式之前，Java只能使用名内部类代替Lambda表达式。

Lambda的设计耗费了很多时间和很大的社区力量，最终找到一种折中的实现方案，可以实现简洁而紧凑的语言结构。最简单的Lambda表达式可由逗号分隔的参数列表、->符号和语句块组成。

Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( e -> System.out.println( e ) );

上述代码中参数e的类型是由编译器推理得出的，也可以显式指定该参数的类型。

Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( ( String e ) -> System.out.println( e ) );

函数式接口

Lambda 的设计者为了让现有的功能与 Lambda 表达式很好兼容，设计出函数式接口。

• 函数式接口是指只有一个函数的接口，可以隐式转换为 lambada 表达式。
• Java 8 提供了注解 @FunctionalInterface，显示声明一个函数式接口。
• java.lang.Runnable 和 java.util.concurrent.Callable 是函数式接口的例子~

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    /**
     * When an object implementing interface Runnable is used
     * to create a thread, starting the thread causes the object's
     * run method to be called in that separately executing
     * thread.
     * 

     * The general contract of the method run is that it may
     * take any action whatsoever.
     *
     * @see     java.lang.Thread#run()
     */
    public abstract void run();
}

方法引用

方法引用提供了非常有用的语法，可以直接引用已有 Java 类或对象（实例）的方法或构造器。它与 Lambda 表达式配合使用，可以减少冗余代码，使代码更加简洁。

    public static void main(String[] args) {
        Consumer consumer = System.out::println;
        consumer.accept("打印日志");
    }

默认方法

默认方法就是一个在接口里面有了一个实现的方法。它允许将新方法添加到接口，但不强制实现了该接口的类必须实现新的方法。

public interface DemoService {
    /**
     * 默认实现的方法
     **/
    default void method1() {
        System.out.println("xxx");
    }
    
    void method2();
}

Stream API

Stream API，支持对元素流进行函数式操作，它集成在 Collections API 中，可以对集合进行批量操作。常用 API：

• filter 筛选
• map 流映射
• reduce 将流中的元素组合起来
• collect 返回集合
• sorted 排序
• flatMap 流转换
• limit 返回指定流个数
• distinct 去除重复元素

Optional

Java 8 引入 Optional 类，用来解决 NullPointerException。Optional 代替 if...else 解决空指针问题，使代码更加简洁。

Optional optional = Optional.ofNullable(userRepository.getOne(1L));
optional.ifPresent(u -> System.out.println(user));

Date Time API

JDK 8 之前的日期 API 处理存在非线程安全、时区处理麻烦等问题。Java 8 在 java.time 包下提供了新的日期 API，简化了日期的处理~

    public static void main(String[] args) {
        LocalDate today = LocalDate.now();
        int year = today.getYear();
        System.out.println("今年是" + year);
        //是否闰年
        System.out.println("今年是不是闰年:" + today.isLeapYear());


        LocalDateTime todayTime = LocalDateTime.now();
        System.out.println("当前时间" + todayTime);
        //时区指定
        System.out.println("美国时间:" + ZonedDateTime.of(todayTime, ZoneId.of("America/Los_Angeles")));


        LocalDate specailDate = LocalDate.of(2020, 6, 20);
        LocalDate expectDate = specailDate.plus(100, ChronoUnit.DAYS);
        System.out.println("比较特别的一天" + specailDate);
        System.out.println("特殊日期的 100 天" + expectDate);
    }

重复注解

重复注解，即一个注解可以在一个类、属性或者方法上同时使用多次，用 @Repeatable 定义重复注解

public @interface ScheduleTimes {
    ScheduleTime[] value();
}


@Repeatable(ScheduleTimes.class)
public @interface ScheduleTime {
    String value();
}


public class ScheduleTimeTask {
    @ScheduleTime("10")
    @ScheduleTime("12")
    public void doSomething() {


    }
}

Base64

Java 8 把 Base64 编码的支持加入到官方库中。

    public static void main(String[] args) {
        String str = "新消息";
        String encoded = Base64.getEncoder().encodeToString(str.getBytes( StandardCharsets.UTF_8));
        System.out.println("Base64编码字符串：" + encoded);
        String decoded = new String(Base64.getDecoder().decode(encoded), StandardCharsets.UTF_8);
        System.out.println("Base64解码字符串：" + decoded);
    }

JVM新特性

使用元空间 Metaspace 代替持久代（PermGen space），JVM 参数使用-XX:MetaSpaceSize 和-XX:MaxMetaspaceSize 设置大小。

Java9新特性

Java模块化

什么是模块化？

一个大型系统，比如一个商城网站，它会包含很多模块的，如：订单模块，用户信息模块，商品信息模块，广告位模块等等。各个模块之间会相互调用。如果每个模块单独运行都会带动其他所有模块，性能非常低效。但是，如果某一模块运行时，只会启动它所依赖的模块，性能会大大提升。这就是 JDK 9 模块化的思想。

什么是 JDK 9 模块化？

Java 平台模块系统，即 Project Jigsaw，把模块化开发实践引入到了 Java 平台中。在引入了模块系统之后，JDK 被重新组织成 94 个模块。Java 应用可以通过新增的 jlink 工具，创建出只包含所依赖的 JDK 模块的自定义运行时镜像。这样可以极大地减少 Java 运行时环境的大小。

Java 9 模块的重要特征：

• 在其工件（artifact）的根目录中包含了一个描述模块的 module-info.class 文 件。
• 工件的格式可以是传统的 JAR 文件或是 Java 9 新增的 JMOD 文件。
• 这个文件由根目录中的源代码文件 module-info.java 编译而来。
• 该模块声明文件可以描述模块的不同特征。

不可变集合工厂方法

为了创建不可变集合，JDK9 之前是这样的:

    public static void main(String[] args) {
        List stringList = new ArrayList<>();
        stringList.add("1:");
        stringList.add("2");
        List  unmodifiableList = Collections.unmodifiableList(stringList);
    }

JDK 9 提供了 List.of()、Set.of()、Map.of()和 Map.ofEntries()等工厂方法来创建不可变集合：

List unmodifiableList = List.of("1","2");

接口支持私有方法

JDK 8 支持在接口实现默认方法和静态方法，但是不能在接口中创建私有方法，为了避免了代码冗余和提高阅读性，JDK 9 在接口中支持私有（private）方法。

砖石操作符

• 钻石操作符是在 java 7 中引入的，可以让代码更易读，但它不能用于匿名的内部类。
• 在 java 9 中， 它可以与匿名的内部类一起使用，从而提高代码的可读性。

        //JDK 5,6
        Map map56 = new HashMap();
        //JDk 7,8
        Map map78 = new HashMap<>();
        //JDK 9 结合匿名内部类的实现 
        Map map9 = new HashMap<>(){};

Optional类改进

java 9 中，java.util.Optional 添加了很多新的有用方法，如：

• stream()
• ifPresentOrElse()
• or()

多版本兼容jar包

很多公司使用的 JDK 都是老版本的，JDK6、JDk5 ，甚至 JDk4 的，不是他们不想升级 JDk 版本，而是担心兼容性问题。JDK 9 的一个新特性，多版本兼容 Jar 包解决了这个问题。

JDK 9 的这个功能很强大，它可以让你的版本升级到 JDK 9，但是还是老版本的运行流程，即在老的运行流程继承新的功能~

JShell工具

jShell 工具相当于 cmd 工具，然后呢，你可以像在 cmd 工具操作一样，直接在上面运行 Java 方法，Java 语句等。

Try-with-resources改进

JDK 9 对 try-with-resources 异常处理机制进行了升级。

Stream API 的改进

JDK 9 为 Stream API 引入以下这些方法，丰富了流处理操作：

• takeWhile（）
• dropWhile（）
• iterate
• ofNullable

其他

• HTTP 2 客户端 (支持 WebSocket 和 HTTP2 流以及服务器推送)
• 进程 API（控制和管理操作系统进程）
• String 底层存储结构更改(char[]替换为 byte[])
• 标识符添加限制( String _ ="hello"不能用)
• 响应式流 API (支持 Java 9 中的响应式编程)

Java10新特性

局部变量类型推断

JDK 10 增加了局部变量类型推断（Local-Variable Type Inference）功能，让 Java 可以像 Js 里的 var 一样可以自动推断数据类型。Java 中的 var 是一个保留类型名称，而不是关键字。

不可变集合的改进

JDK 10 中，List，Set，Map 提供了一个新的静态方法 copyOf(Collection<? extends E> coll)，它返回 Collection 集合一个不可修改的副本。

并行全垃圾回收器 G1

JDK 9 引入 G1 作为默认垃圾收集器，执行 GC 时采用的是基于单线程标记扫描压缩算法（mark-sweep-compact）。为了最大限度地减少 Full GC 造成的应用停顿的影响，Java 10 中将为 G1 引入多线程并行 GC，同时会使用与年轻代回收和混合回收相同的并行工作线程数量，从而减少了 Full GC 的发生，以带来更好的性能提升、更大的吞吐量。

线程本地握手

Java 10 中线程管控引入 JVM 安全点的概念，将允许在不运行全局 JVM 安全点的情况下实现线程回调，由线程本身或者 JVM 线程来执行，同时保持线程处于阻塞状态，这将会很方便使得停止单个线程或不停止线程成为可能。

Optional 新增 orElseThrow()方法

Optional、OptionalDouble 等类新增一个方法 orElseThrow()，在没有值时抛出异常

其他新特性

• 基于 Java 的 实验性 JIT 编译器
• 类数据共享
• Unicode 语言标签扩展
• 根证书
• 基于时间（Time-Based）的版本控制模型

Java11新特性

字符串操作

String 类是 Java 最常用的类，JDK 11 增加了一系列好用的字符串处理方法

• isBlank() 判空。
• strip() 去除首尾空格
• stripLeading() 去除字符串首部空格
• stripTrailing() 去除字符串尾部空格
• lines() 分割获取字符串流。
• repeat() 复制字符串

用于 Lambda 参数的局部变量语法

局部变量类型推断是 Java 10 引入的新特性，但是不能在 Lambda 表达式中使用。Java 11 再次创新，它允许开发者在 Lambda 表达式中使用 var 进行参数声明。

标准化 HTTP Client

Java 9 引入 Http Client API,Java 10 对它更新，Java 11 对它进行标准化。这几个版本后，Http Client 几乎被完全重写，支持 HTTP/1.1 和 HTTP/2 ，也支持 websockets。

单个命令编译运行源代码

Java 11 增强了 Java 启动器，使之能够运行单一文件的 Java 源代码。

• Java 11 之前,要运行一个 Java 源代码必须先编译，再运行

// 编译 javac Demo.java
// 运行 java Demo

• Java 11 之后,只要一个 java 命令就搞定

java Demo.java

ZGC：可伸缩低延迟垃圾收集器

ZGC ，即 Z Garbage Collector（垃圾收集器或垃圾回收器）。它是一个可伸缩的、低延迟的垃圾收集器。ZGC 主要为了满足如下目标进行设计：

• GC 停顿时间不超过 10ms
• 既能处理几百 MB 的小堆，也能处理几个 TB 的大堆
• 应用吞吐能力不会下降超过 15%（与 G1 回收算法相比）
• 方便在此基础上引入新的 GC 特性和利用 colord
• 针以及 Load barriers 优化奠定基础
• 当前只支持 Linux/x64 位平台

其他一些特性

• 添加 Epsilon 垃圾收集器。
• 支持 TLS 1.3 协议
• 飞行记录器分析工具
• 动态类文件常量
• 低开销的 Heap Profiling

Java12新特性

Switch 表达式扩展

传统的 switch 语句，容易漏写 break 而出错，同时写法并不简洁优雅。JDk 12 之后，Switch 表达式得到增强，能接受语句和表达式。

紧凑的数据格式

JDK 12 新增了 NumberFormat 对复杂数字的格式化

NumberFormat numberFormat = NumberFormat.getCompactNumberInstance(Locale.CHINA, NumberFormat.Style.SHORT);
System.out.println(numberFormat.format(100000));
//output 10 万

字符串支持 transform、indent 操作

• transform 字符串转换，可以配合函数式接口 Function 一起使用
• indent 缩进，每行开头增加空格 space 和移除空格

Files.mismatch(Path, Path)

Java 12 新增了 mismatch 方法，此方法返回第一个不匹配的位置，如果没有不匹配，则返回 -1L。

Teeing Collector

Teeing Collector 是 Streams API 中引入的新的收集器实用程序，它的作用是 merge 两个 collector 的结果.

其他特性

• 支持 unicode 11（684 个新字符、11 个新 blocks、7 个新脚本）
• JVM 常量 API （主要在新的 java.lang.invoke.constant 包中定义了一系列基于值的符号引用类型，能够描述每种可加载常量。）
• Shenandoah GC（低暂停时间垃圾收集器）
• G1 收集器提升 （可中止的混合收集集合、及时返回未使用的已分配内存）
• 默认 CDS 档案
• JMH 基准测试

Java13新特性

Switch 表达式扩展（引入 yield 关键字）

Java 13 之后，value break 语句不再被编译，而是用 yield 来进行值返回。

文本块升级

Java 13 之前，字符串不能够多行使用，需要通过换行转义或者换行连接符等等，反正就是好麻烦、好难维护。

String html = "
" +"    
" + 
"        
Hello
" 
+"    
" +"
";

Java 13 之后，清爽多了

String html = """
Hello
""";

SocketAPI 重构

• 传统的 Java Socket API（java.net.ServerSocket 和 java.net.Socket）依赖于 SocketImpl 的内部实现
• 在 Java 13 之前，通过使用 PlainSocketImpl 作为 SocketImpl 的具体实现。
• Java 13 中的新底层实现，引入 NioSocketImpl 的实现用以替换 SocketImpl 的 PlainSocketImpl 实现，此实现与 NIO（新 I/O）实现共享相同的内部基础结构，并且与现有的缓冲区高速缓存机制集成在一起。

FileSystems.newFileSystem 新方法

FileSystems 类中添加了以下三种新方法，以便更容易地使用将文件内容视为文件系统的文件系统提供程序：

• 1、newFileSystem(Path)
• 2、newFileSystem(Path, Map)
• 3、newFileSystem(Path, Map)

增强 ZGC 释放未使用内存

• ZGC 是 Java 11 中引入的最为瞩目的垃圾回收特性，是一种可伸缩、低延迟的垃圾收集器。但是实际使用中，它不能够主动将未使用的内存释放给操作系统。
• Java 13 中对 ZGC 的改进，包括释放未使用内存给操作系统、支持最大堆大小为 16TB、JVM 参数-XX:SoftMaxHeapSize 来软限制堆大小

其他特性

• 动态 CDS 存档， 扩展了 Java 10 中引入的类数据共享功能， 使用 CDS 存档变得更容易。
• 文本块的字符串类新方法，如 formatted(Object…args)，stripIndent()等。

Java14新特性

instanceof 模式匹配

instanceof 传统使用方式：

if (person instanceof Singer) {
  Singer singer = (Singer) person;
  singer.sing();
} else if (person instanceof Writer) {
  Writer writer = (Writer) person;
  writer.write();
}

Java 14 对 instanceof 进行模式匹配改进之后

if (person instanceof Singer singer) {
  singer.sing();
 } else if (person instanceof Writer writer) {
   writer.write();
 }

Record 类型（预览功能）

Java 14 将 Record 类型作为预览特性而引入，有点类似于 Lombok 的 @Data 注解。

Switch 表达式-标准化

switch 表达式在之前的 Java 12 和 Java 13 中都是处于预览阶段，终于在 Java 14 标准化，成为稳定版本。

• Java 12 为 switch 表达式引入 Lambda 语法
• Java 13 使用 yield 代替 break 关键字来返回表达式的返回值。

改进 NullPointerExceptions 提示信息

非常有帮助的空指针异常。通过精确描述哪个变量为空，提高JVM生成的NEP（NullPointerExceptions）的可用性。Java14之前，NEP报错信息不会指出为Null的实例具体是那一个。例如：a.b.c.d 出现NEP时，开发者无法确定究竟是a、b、c、d中的那个变量报了空指针。而在这个新特点的加入之后，NEP错误栈则会明确表明，触发NEP的对象是哪个。

我是Seven，一个不懈努力的程序猿，希望本文能对你有所裨益