J2SE I一一JDK9新特性（详解）

2024-03-08 22:29:52

Java 9 新特性

  • 模块系统：模块是一个包的容器，Java 9 最大的变化之一是引入了模块系统（Jigsaw 项目）。

  • REPL (JShell)：交互式编程环境。

  • HTTP 2 客户端：HTTP/2标准是HTTP协议的最新版本，新的 HTTPClient API 支持 WebSocket 和 HTTP2 流以及服务器推送特性。

  • 改进的 Javadoc：Javadoc 现在支持在 API 文档中的进行搜索。另外，Javadoc 的输出现在符合兼容 HTML5 标准。

  • 多版本兼容 JAR 包：多版本兼容 JAR 功能能让你创建仅在特定版本的 Java 环境中运行库程序时选择使用的 class 版本。

  • 集合工厂方法：List，Set 和 Map 接口中，新的静态工厂方法可以创建这些集合的不可变实例。

  • 私有接口方法：在接口中使用private私有方法。我们可以使用 private 访问修饰符在接口中编写私有方法。

  • 进程 API: 改进的 API 来控制和管理操作系统进程。引进 java.lang.ProcessHandle 及其嵌套接口 Info 来让开发者逃离时常因为要获取一个本地进程的 PID 而不得不使用本地代码的窘境。

  • 改进的 Stream API：改进的 Stream API 添加了一些便利的方法，使流处理更容易，并使用收集器编写复杂的查询。

  • 改进 try-with-resources：如果你已经有一个资源是 final 或等效于 final 变量,您可以在 try-with-resources 语句中使用该变量，而无需在 try-with-resources 语句中声明一个新变量。

  • 改进的弃用注解 @Deprecated：注解 @Deprecated 可以标记 Java API 状态，可以表示被标记的 API 将会被移除，或者已经破坏。

  • 改进钻石操作符(Diamond Operator) ：匿名类可以使用钻石操作符(Diamond Operator)。

  • 改进 Optional 类：java.util.Optional 添加了很多新的有用方法，Optional 可以直接转为 stream。

  • 多分辨率图像 API：定义多分辨率图像API，开发者可以很容易的操作和展示不同分辨率的图像了。

  • 改进的 CompletableFuture API ： CompletableFuture 类的异步机制可以在 ProcessHandle.onExit 方法退出时执行操作。

  • 轻量级的 JSON API：内置了一个轻量级的JSON API

  • 响应式流（Reactive Streams) API: Java 9中引入了新的响应式流 API 来支持 Java 9 中的响应式编程。

更多的新特性可以参阅官网：What’s New in JDK 9

JDK 9 下载地址：http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk9-doc-downloads-3850606.html

在关于 Java 9 文章的实例，我们均使用 jdk 1.9 环境，你可以使用以下命令查看当前 jdk 的版本：

$ java -version
java version "9-ea"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 9-ea+163)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 9-ea+163, mixed mode)

1. Java 平台级模块系统

Java 9 的定义功能是一套全新的模块系统。当代码库越来越大，创建复杂，盘根错节的“意大利面条式代码”的几率呈指数级的增长。这时候就得面对两个基础的问题: 很难真正地对代码进行封装, 而系统并没有对不同部分（也就是 JAR 文件）之间的依赖关系有个明确的概念。每一个公共类都可以被类路径之下任何其它的公共类所访问到, 这样就会导致无意中使用了并不想被公开访问的 API。此外，类路径本身也存在问题: 你怎么知晓所有需要的 JAR 都已经有了, 或者是不是会有重复的项呢? 模块系统把这俩个问题都给解决了。

模块化的 JAR 文件都包含一个额外的模块描述器。在这个模块描述器中, 对其它模块的依赖是通过 “requires” 来表示的。另外, “exports” 语句控制着哪些包是可以被其它模块访问到的。所有不被导出的包默认都封装在模块的里面。如下是一个模块描述器的示例，存在于 “module-info.java” 文件中:

module blog {
 exports com.pluralsight.blog;

 requires cms;
}

请注意，两个模块都包含封装的包，因为它们没有被导出（使用橙色盾牌可视化）。 没有人会偶然地使用来自这些包中的类。Java 平台本身也使用自己的模块系统进行了模块化。通过封装 JDK 的内部类，平台更安全，持续改进也更容易。

当启动一个模块化应用时， JVM 会验证是否所有的模块都能使用，这基于 requires 语句——比脆弱的类路径迈进了一大步。模块允许你更好地强制结构化封装你的应用并明确依赖。你可以在这个课程中学习更多关于 Java 9 中模块工作的信息 。

2. Linking

当你使用具有显式依赖关系的模块和模块化的 JDK 时，新的可能性出现了。你的应用程序模块现在将声明其对其他应用程序模块的依赖以及对其所使用的 JDK 模块的依赖。为什么不使用这些信息创建一个最小的运行时环境，其中只包含运行应用程序所需的那些模块呢？ 这可以通过 Java 9 中的新的 jlink 工具实现。你可以创建针对应用程序进行优化的最小运行时映像而不需要使用完全加载 JDK 安装版本。

3. JShell : 交互式 Java REPL

许多语言已经具有交互式编程环境，Java 现在加入了这个俱乐部。您可以从控制台启动 jshell ，并直接启动输入和执行 Java 代码。 jshell 的即时反馈使它成为探索 API 和尝试语言特性的好工具。

测试一个 Java 正则表达式是一个很好的说明 jshell 如何使您的生活更轻松的例子。 交互式 shell 还可以提供良好的教学环境以及提高生产力，您可以在此了解更多信息。在教人们如何编写 Java 的过程中，不再需要解释 “public static void main（String [] args）” 这句废话。

4. 改进的 Javadoc

有时一些小事情可以带来很大的不同。你是否就像我一样在一直使用 Google 来查找正确的 Javadoc 页面呢？ 这不再需要了。Javadoc 现在支持在 API 文档中的进行搜索。另外，Javadoc 的输出现在符合兼容 HTML5 标准。此外，你会注意到，每个 Javadoc 页面都包含有关 JDK 模块类或接口来源的信息。

5. 集合工厂方法

通常，您希望在代码中创建一个集合（例如，List 或 Set ），并直接用一些元素填充它。 实例化集合，几个 “add” 调用，使得代码重复。 Java 9，添加了几种集合工厂方法：

Set<Integer> ints = Set.of( 1 , 2 , 3 );
List<String> strings = List.of( "first" , "second" );</pre>

除了更短和更好阅读之外，这些方法也可以避免您选择特定的集合实现。 事实上，从工厂方法返回已放入数个元素的集合实现是高度优化的。这是可能的，因为它们是不可变的：在创建后，继续添加元素到这些集合会导致 “UnsupportedOperationException” 。

6. 改进的 Stream API

长期以来，Stream API 都是 Java 标准库最好的改进之一。通过这套 API 可以在集合上建立用于转换的申明管道。在 Java 9 中它会变得更好。Stream 接口中添加了 4 个新的方法：dropWhile, takeWhile, ofNullable。还有个 iterate 方法的新重载方法，可以让你提供一个 Predicate (判断条件)来指定什么时候结束迭代：

IntStream.iterate( 1 , i -> i < 100 , i -> i + 1 ).forEach(System.out::println);</pre>

第二个参数是一个 Lambda，它会在当前 IntStream 中的元素到达 100 的时候返回 true。因此这个简单的示例是向控制台打印 1 到 99。

除了对 Stream 本身的扩展，Optional 和 Stream 之间的结合也得到了改进。现在可以通过 Optional 的新方法 stram 将一个 Optional 对象转换为一个(可能是空的) Stream 对象：

Stream<Integer> s = Optional.of( 1 ).stream();</pre>

在组合复杂的 Stream 管道时，将 Optional 转换为 Stream 非常有用。

7. 私有接口方法

Java 8 为我们带来了接口的默认方法。 接口现在也可以包含行为，而不仅仅是方法签名。 但是，如果在接口上有几个默认方法，代码几乎相同，会发生什么情况？ 通常，您将重构这些方法，调用一个可复用的私有方法。 但默认方法不能是私有的。 将复用代码创建为一个默认方法不是一个解决方案，因为该辅助方法会成为公共API的一部分。 使用 Java 9，您可以向接口添加私有辅助方法来解决此问题：

public interface MyInterface {
​
 void normalInterfaceMethod();
 default void interfaceMethodWithDefault() {
 init(); 
 }
 default void anotherDefaultMethod() { 
 init(); 
 }
 // This method is not part of the public API exposed by MyInterface
 private void init() { System.out.println( "Initializing" ); 
 }
}

如果您使用默认方法开发 API ，那么私有接口方法可能有助于构建其实现。

8. HTTP/2

Java 9 中有新的方式来处理 HTTP 调用。这个迟到的特性用于代替老旧的 HttpURLConnection API，并提供对 WebSocket 和 HTTP/2 的支持。注意：新的 HttpClient API 在 Java 9 中以所谓的孵化器模块交付。也就是说，这套 API 不能保证 100% 完成。不过你可以在 Java 9 中开始使用这套 API：

HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
HttpRequest req =
 HttpRequest.newBuilder(URI.create( "http://www.google.com" ))
 .header( "User-Agent" , "Java" )
 .GET()
 .build();

HttpResponse<String> resp = client.send(req, HttpResponse.BodyHandler.asString());

HttpResponse resp = client.send(req, HttpResponse.BodyHandler.asString()); 除了这个简单的请求/响应模型之外，HttpClient 还提供了新的 API 来处理 HTTP/2 的特性，比如流和服务端推送。

9.多版本兼容 JAR

我们最后要来着重介绍的这个特性对于库的维护者而言是个特别好的消息。当一个新版本的 Java 出现的时候，你的库用户要花费数年时间才会切换到这个新的版本。这就意味着库得去向后兼容你想要支持的最老的 Java 版本 (许多情况下就是 Java 6 或者 7)。这实际上意味着未来的很长一段时间，你都不能在库中运用 Java 9 所提供的新特性。幸运的是，多版本兼容 JAR 功能能让你创建仅在特定版本的 Java 环境中运行库程序时选择使用的 class 版本：

multirelease.jar
├── META-INF
│   └── versions
│       └── 9
│           └── multirelease
│               └── Helper. class
├── multirelease
 ├── Helper. class
 └── Main. class

在上述场景中， multirelease.jar 可以在 Java 9 中使用, 不过 Helper 这个类使用的不是顶层的 multirelease.Helper 这个 class, 而是处在“META-INF/versions/9”下面的这个。这是特别为 Java 9 准备的 class 版本，可以运用 Java 9 所提供的特性和库。同时，在早期的 Java 诸版本中使用这个 JAR 也是能运行的，因为较老版本的 Java 只会看到顶层的这个 Helper 类。

10.多分辨率图像 API

Java 9 定义多分辨率图像 API，开发者可以很容易的操作和展示不同分辨率的图像了。

以下是多分辨率图像的主要操作方法：

  • Image getResolutionVariant(double destImageWidth, double destImageHeight) − 获取特定分辨率的图像变体-表示一张已知分辨率单位为DPI的特定尺寸大小的逻辑图像，并且这张图像是最佳的变体。。

  • List getResolutionVariants() − 返回可读的分辨率的图像变体列表。

实例

import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.net.MalformedURLException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.awt.Image;
import java.awt.image.MultiResolutionImage;
import java.awt.image.BaseMultiResolutionImage;

import javax.imageio.ImageIO;

public class Tester {
 public static void main(String[] args) throws IOException, MalformedURLException {

 List<String> imgUrls = List.of("http://www.runoob.com/wp-content/themes/runoob/assets/img/runoob-logo@2x.png",
 "http://www.runoob.com/wp-content/themes/runoob/assets/img/runoob-logo.png",
 "http://www.runoob.com/wp-content/themes/runoob/assets/images/qrcode.png");

 List<Image> images = new ArrayList<Image>();

 for (String url : imgUrls) {
 images.add(ImageIO.read(new URL(url)));
 }

 // 读取所有图片
 MultiResolutionImage multiResolutionImage = 
 new BaseMultiResolutionImage(images.toArray(new Image[0]));

 // 获取图片的所有分辨率
 List<Image> variants = multiResolutionImage.getResolutionVariants();

 System.out.println("Total number of images: " + variants.size());

 for (Image img : variants) {
 System.out.println(img);
 }

 // 根据不同尺寸获取对应的图像分辨率
 Image variant1 = multiResolutionImage.getResolutionVariant(156, 45);
 System.out.printf("\nImage for destination[%d,%d]: [%d,%d]", 
 156, 45, variant1.getWidth(null), variant1.getHeight(null));

 Image variant2 = multiResolutionImage.getResolutionVariant(311, 89);
 System.out.printf("\nImage for destination[%d,%d]: [%d,%d]", 311, 89, 
 variant2.getWidth(null), variant2.getHeight(null));

 Image variant3 = multiResolutionImage.getResolutionVariant(622, 178);
 System.out.printf("\nImage for destination[%d,%d]: [%d,%d]", 622, 178, 
 variant3.getWidth(null), variant3.getHeight(null));

 Image variant4 = multiResolutionImage.getResolutionVariant(300, 300);
 System.out.printf("\nImage for destination[%d,%d]: [%d,%d]", 300, 300, 
 variant4.getWidth(null), variant4.getHeight(null));
 }
}

11.CompletableFuture API

Java 8 引入了 CompletableFuture*类，可能是 java.util.concurrent.Future 明确的完成版（设置了它的值和状态），也可能被用作java.util.concurrent.CompleteStage 。支持 future 完成时触发一些依赖的函数和动作。Java 9 引入了一些CompletableFuture 的改进：

Java 9 对 CompletableFuture做了改进：

  • 支持 delays 和 timeouts

  • 提升了对子类化的支持

  • 新的工厂方法

支持 delays 和 timeouts

public CompletableFuture<T> completeOnTimeout(T value, long timeout, TimeUnit unit)

在 timeout（单位在 java.util.concurrent.Timeunits units 中，比如 MILLISECONDS ）前以给定的 value 完成这个 CompletableFutrue。返回这个 CompletableFutrue。

public CompletableFuture<T> orTimeout(long timeout, TimeUnit unit)</pre>

如果没有在给定的 timeout 内完成，就以 java.util.concurrent.TimeoutException 完成这个 CompletableFutrue，并返回这个 CompletableFutrue。

增强了对子类化的支持

做了许多改进使得 CompletableFuture可以被更简单的继承。比如，你也许想重写新的 public Executor defaultExecutor() 方法来代替默认的 executor。

另一个新的使子类化更容易的方法是：

public <U> CompletableFuture<U> newIncompleteFuture()</pre

新的工厂方法

Java 8引入了 CompletableFuture completedFuture(U value)工厂方法来返回一个已经以给定 value 完成了的 CompletableFuture。Java 9以 一个新的 CompletableFuture failedFuture(Throwable ex) 来补充了这个方法，可以返回一个以给定异常完成的 CompletableFuture。

除此以外，Java 9 引入了下面这对 stage-oriented 工厂方法，返回完成的或异常完成的 completion stages:

  • CompletionStage completedStage(U value): 返回一个新的以指定 value 完成的CompletionStage ，并且只支持 CompletionStage 里的接口。

  • CompletionStage failedStage(Throwable ex): 返回一个新的以指定异常完成的CompletionStage ，并且只支持 CompletionStage 里的接口。

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