JDK16 GA 正式發(fā)布： 17個(gè)特性，一網(wǎng)打盡，可能是東半球最快解讀！

作者：阿飛 2021-03-17 08:22:04

開(kāi)發(fā) 后端

句話概括就是JDK16的C++源碼可以使用C++14的語(yǔ)法特性。并且如果在HotSpot源碼中確實(shí)有用到的話，會(huì)給出這些特性的特殊指導(dǎo)說(shuō)明。

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就在昨天，JDK16 GA正式發(fā)布：

2020/12/10 Rampdown Phase One (fork from main line)
2021/01/14 Rampdown Phase Two
2021/02/04 Initial Release Candidate
2021/02/18 Final Release Candidate
2021/03/16 General Availability

官方給出的JDK16所有特性一覽如下，總計(jì)17個(gè)特性：

338: Vector API (Incubator)
347: Enable C++14 Language Features
357: Migrate from Mercurial to Git
369: Migrate to GitHub
376: ZGC: Concurrent Thread-Stack Processing
380: Unix-Domain Socket Channels
386: Alpine Linux Port
387: Elastic Metaspace
388: Windows/AArch64 Port
389: Foreign Linker API (Incubator)
390: Warnings for Value-Based Classes
392: Packaging Tool
393: Foreign-Memory Access API (Third Incubator)
394: Pattern Matching for instanceof
395: Records
396: Strongly Encapsulate JDK Internals by Default
397: Sealed Classes (Second Preview)

接下來(lái)，我們一一對(duì)其進(jìn)行解讀。

338: Vector API

Java提供了一些Vector API, 那到底什么是Vector API呢?廢話不多說(shuō)，給你舉個(gè)例子。我們先寫(xiě)一段普通的Java代碼:

void scalarComputation(float[] a, float[] b, float[] c) { 
   for (int i = 0; i < a.length; i++) { 
        c[i] = (a[i] * a[i] + b[i] * b[i]) * -1.0f; 
   } 
}

那么，用Vector API實(shí)現(xiàn)等價(jià)邏輯的代碼如下所示。是不是更復(fù)雜了， CRY～圖片，嗯，沒(méi)關(guān)系，反正要用到Vector API起碼得是10年以后的事情了:

static final VectorSpecies<Float> SPECIES = FloatVector.SPECIES_256; 
 
void vectorComputation(float[] a, float[] b, float[] c) { 
 
    for (int i = 0; i < a.length; i += SPECIES.length()) { 
        var m = SPECIES.indexInRange(i, a.length); 
  // FloatVector va, vb, vc; 
        var va = FloatVector.fromArray(SPECIES, a, i, m); 
        var vb = FloatVector.fromArray(SPECIES, b, i, m); 
        var vc = va.mul(va). 
                    add(vb.mul(vb)). 
                    neg(); 
        vc.intoArray(c, i, m); 
    } 
}

347: Enable C++14 Language Features

一句話概括就是JDK16的C++源碼可以使用C++14的語(yǔ)法特性。并且如果在HotSpot源碼中確實(shí)有用到的話，會(huì)給出這些特性的特殊指導(dǎo)說(shuō)明。

369: Migrate to GitHub

OpenJDK終于也遷移到GitHub中，這個(gè)和 JEP 357: Migrate from Mercurial to Git 一起完成的。之前OpenJDK的源代碼都是用Mercuial維護(hù)的，沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)?沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)就對(duì)了，也不用浪費(fèi)時(shí)間去了解。

OpenJDK還解釋了為什么選擇GitHub，主要有3個(gè)原因：

相比其他產(chǎn)品，GitHub的性能更好。
GitHub是全球最大的源碼托管服務(wù)，并且有超過(guò)5kw用戶。
GitHub擁有最多用于擴(kuò)展的API。這些API支撐了很多文本編輯器(例如: Emacs, VS Code, Atom等), IDE工具(IDEA, Eclipse等), 命令行等對(duì)它的支持。

最后，附上GitHub中OpenJDK項(xiàng)目地址：https://github.com/openjdk/。

376: ZGC: Concurrent Thread-Stack Processing

這個(gè)需求的意思是ZGC把線程棧處理從safepoint挪到并發(fā)階段，從而減少GC的停頓時(shí)間。ZGC的目標(biāo)就是消滅GC停頓和擴(kuò)展性問(wèn)題。為此，ZGC做了很多的工作，在把Thread-Stack從safepoint挪到并發(fā)階段之前，還有很多其他的GC操作也做了這些優(yōu)化，比如：marking, relocation, reference processing, class unloading, 以及大多數(shù)的 root processing。

386: Alpine Linux Port

支持一些新的平臺(tái)，比如Alpine Linux。Alpine Linux是一個(gè)Linux發(fā)行版, 它是一個(gè)由社區(qū)開(kāi)發(fā)的Linux操作系統(tǒng),該操作系統(tǒng)以安全為理念,面向x86路由器、防火墻、虛擬專(zhuān)用網(wǎng)、IP電話盒及服務(wù)器而設(shè)計(jì)。官方用3個(gè)詞來(lái)介紹它：Small. Simple. Secure。確實(shí)很小，它的發(fā)行包不到6MB。

此外，JEP 388: Windows/AArch64 Port 也是類(lèi)似的特性，即支持Windows平臺(tái)和ARM64(AArch64)平臺(tái)。

392: Packaging Tool

這個(gè)特性在JDK14中已經(jīng)被介紹過(guò)(JEP 343)，它的目的是創(chuàng)建一個(gè)打包工具jpackage，jpackage將Java應(yīng)用程序打包到特定平臺(tái)的程序包中，該程序包包含所有必需的依賴項(xiàng)。該應(yīng)用程序可以作為普通JAR文件的集合或作為模塊的集合提供。受支持的特定平臺(tái)的軟件包格式有：Linux: deb and rpm macOS: pkg and dmg Windows: msi and exe

打包命令參考如下：

$ jpackage --name myapp --input lib --main-jar main.jar 
# 如果MANIFEST.MF中沒(méi)有Main-Class，也可以使用如下的打包命令 
$ jpackage --name myapp --input lib --main-jar main.jar \ 
  --main-class myapp.Main

393: Foreign-Memory Access API

引入API允許Java程序安全的、高效的訪問(wèn)堆外內(nèi)存。這個(gè)需求的目標(biāo)是希望做到如下幾點(diǎn)：

Generality: 通用性，一個(gè)簡(jiǎn)單的API就可以操作很多外部?jī)?nèi)存，例如本地內(nèi)存、托管的堆內(nèi)存等。
Safety: 安全性, 這些API不會(huì)破壞JVM的安全，可以放心的使用。
Control: 可控性，客戶端應(yīng)具有關(guān)于如何顯示或者隱式控制重新分配內(nèi)存段的選項(xiàng)。
Usability: 可用性, 對(duì)那些需要訪問(wèn)堆外內(nèi)的程序來(lái)說(shuō)，比如使用Unsafe接口操作堆外內(nèi)存，新設(shè)計(jì)的API應(yīng)該是更好的替代者。

JDK16將這些API放到孵化的名為jdk.incubator.foreign的模塊中，有3個(gè)主要的抽象: MemorySegment, MemoryAddress 和 MemoryLayout。

394: Pattern Matching for instanceof

這個(gè)特性最先出現(xiàn)在JDK14中(JEP 305), JDK15中(JEP 375)是第二輪預(yù)覽。此次加到JDK16中是徹底完成這個(gè)特性。這個(gè)特性是為了增強(qiáng)Java語(yǔ)法，允許在instanceof中加入表達(dá)式匹配。以前我們寫(xiě)代碼可能需要這樣:

if (obj instanceof String) { 
    String s = (String) obj;    // grr... 
    ... 
}

現(xiàn)在我們只需要這樣：

if (obj instanceof String s) { 
    // Let pattern matching do the work! 
    ... 
}

我們還可以這樣:

if (obj instanceof String s && s.length() > 5) { 
    flag = s.contains("jdk"); 
}

395: Records

很多人抱怨Java太冗余了，很多代碼太形式主義了。比如如下這段代碼所示，除了x和y的屬性定義，其他的構(gòu)造方法，equals、hashCode、toString方法基本上都借助IDE工具生成：

class Point { 
    private final int x; 
    private final int y; 
 
    Point(int x, int y) { 
        this.x = x; 
        this.y = y; 
    } 
 
    int x() { return x; } 
    int y() { return y; } 
 
    public boolean equals(Object o) { 
        if (!(o instanceof Point)) return false; 
        Point other = (Point) o; 
        return other.x == x && other.y == y; 
    } 
 
    public int hashCode() { 
        return Objects.hash(x, y); 
    } 
 
    public String toString() { 
        return String.format("Point[x=%d, y=%d]", x, y); 
    } 
}

因此Java發(fā)明了一種新的Java類(lèi)，我們只需要簡(jiǎn)單的幾行代碼即可。有點(diǎn)類(lèi)似于lombok給我們代碼帶來(lái)的簡(jiǎn)潔性：

record Point(int x, int y) { }

397: Sealed Classes

中文翻譯的含義是密封類(lèi)，具體是什么意思呢?舉個(gè)栗子，如下這段代碼所示，Expr這個(gè)接口用sealed進(jìn)行了修飾，那么只有permits后面的實(shí)現(xiàn)類(lèi)實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口，不允許其他實(shí)現(xiàn)類(lèi)：

package com.example.expression; 
 
public sealed interface Expr 
    permits ConstantExpr, PlusExpr, TimesExpr, NegExpr { ... } 
 
public final class ConstantExpr implements Expr { ... } 
public final class PlusExpr     implements Expr { ... } 
public final class TimesExpr    implements Expr { ... } 
public final class NegExpr      implements Expr { ... }

sealed不僅可以修飾interface，也可以修飾類(lèi)class。JEP 397 的目的是限制接口的實(shí)現(xiàn)，以及限制類(lèi)的繼承。如此一來(lái)，類(lèi)和接口的作者對(duì)其寫(xiě)的類(lèi)和接口有更好的控制權(quán)。

sealed修飾的類(lèi)有3大約束：

sealed修飾的類(lèi)和它permits的子類(lèi)必屬屬于相同的module(JDK9中的模塊化)。如果是沒(méi)有命名的module，那么需要在相同的包名下。
每一個(gè)permits的子類(lèi)必須直接實(shí)現(xiàn)sealed的類(lèi)，而不能間接實(shí)現(xiàn)。
每一個(gè)permits的子類(lèi)必須用一個(gè)修飾符描述它是如何傳播從父類(lèi)繼承過(guò)來(lái)的密封性的。比如子類(lèi)用final修飾，表示不允許其他類(lèi)繼承。再比如用sealed修飾，從而繼續(xù)限制子類(lèi)的子類(lèi)。

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