Java 15 中的新功能

银狐十月 9, 2021

Java 15于 2020 年 9 月 15 日正式发布，请在此处下载 Java 15。

Java 15 特性。

Java 15 开发人员功能。

密封类型（预览）、记录（第二预览）、模式匹配（第二预览）、隐藏类、文本块或多行（标准）、外部内存访问 API（第二孵化器）。

1. JEP 339：爱德华兹曲线数字签名算法 (EdDSA)

与密码学相关的东西，Java 15 使用爱德华兹曲线数字签名算法 (EdDSA)实现了一个额外的数字签名方案，如RFC 8032 所述。EdDSA 签名方案因其比其他签名方案提高了安全性和性能（更快）而广受欢迎，它也是TLS 1.3中允许的签名方案之一。

查看 Java 15签名算法。

示例代码。


package com.mkyong.java15.jep339;

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.*;
import java.util.Base64;

public class JEP339 {

    public static void main(String[] args)
        throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, SignatureException {

        KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance("Ed25519");
        KeyPair kp = kpg.generateKeyPair();

        byte[] msg = "abc".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);

        Signature sig = Signature.getInstance("Ed25519");
        sig.initSign(kp.getPrivate());
        sig.update(msg);
        byte[] s = sig.sign();

        System.out.println(Base64.getEncoder().encodeToString(s));

    }
}

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JEP 339：爱德华兹曲线数字签名算法 (EdDSA)

2. JEP 360：密封类（预览）

这JEP推出几个新的关键字，sealed，non-seal，permits支持密封的类和接口。密封的类和接口限制了谁可以是子类型。

2.1 下面的sealed接口允许三个指定的子类来实现它。


public sealed interface Command
    permits LoginCommand, LogoutCommand, PluginCommand{
    //...
}

2.2 对于不允许的类，它会抛出编译时错误：


public final class UnknownCommand implements Command {
  //...
}


class is not allowed to extend sealed class: Command

2.3 密封类必须有子类并且每个允许的子类必须选择一个修饰符（密封、非密封、最终）来描述它如何继续由其超类发起的密封

final


  // close, dun extends me
  public final class LoginCommand implements Command{
  }

sealed


  // another sealed class
  // sealed class must have subclasses
  public sealed class LogoutCommand implements Command
        permits LogoutAndDeleteCachedCommand {
  }


  // Sealed this class again if you want
  public final class LogoutAndDeleteCachedCommand extends LogoutCommand {
  }

non-sealed


  // open...up to you to play this
  // Create custom plugin by extending this class
  public non-sealed class PluginCommand implements Command {
  }

注意
您注意到关键字了non-sealed吗？我认为这是 Java 中的第一个连字符关键字。但是，这是一个预览功能；关键字可能会在将来的版本中更改。

2.4 这个密封类或允许的子类和模式匹配。


  switch (command) {
      case LoginCommand:      // login
      case LogoutCommand:     // logout
      case PluginCommand:     // custom plugin
      // no default needed, only permits 3 sub-classes
  }

PS 密封类在 Java 16，JEP 397 中有第二个预览。

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3. JEP 371：隐藏类

3.1 此 JEP 引入了无法发现且生命周期有限（寿命较短）的隐藏类，这对在运行时动态生成类的开发人员有利。现在我们可以使用这个新的Lookup::defineHiddenClass API 从字节创建一个隐藏的类或接口。

3.2 用于defineHiddenClass从 Base64 编码类创建隐藏类并lookup手动启动静态方法的示例代码。

LookupProxyTest.java


package com.mkyong.java15.jep371;

import java.lang.invoke.MethodHandle;
import java.lang.invoke.MethodHandles;
import java.lang.invoke.MethodType;
import java.util.Base64;

public class LookupProxyTest {

    //Here is the Base64 encoded class.
    /*
    package com.mkyong.java15.jep371;

    public class LookUpProxy{

        public static Integer lookup() {
            return 1;
        }
    }*/
    static final String CLASS_IN_BASE64 =
            "yv66vgAAADcAFQoABAANCgAOAA8HABAHABEBAAY8aW5pdD4BAAMoKV" +
            "YBAARDb2RlAQAPTGluZU51bWJlclRhYmxlAQAGbG9va3VwAQAVKClM" +
            "amF2YS9sYW5nL0ludGVnZXI7AQAKU291cmNlRmlsZQEAEExvb2tVcF" +
            "Byb3h5LmphdmEMAAUABgcAEgwAEwAUAQAkY29tL21reW9uZy9qYXZh" +
            "MTUvamVwMzcxL0xvb2tVcFByb3h5AQAQamF2YS9sYW5nL09iamVjdA" +
            "EAEWphdmEvbGFuZy9JbnRlZ2VyAQAHdmFsdWVPZgEAFihJKUxqYXZh" +
            "L2xhbmcvSW50ZWdlcjsAIQADAAQAAAAAAAIAAQAFAAYAAQAHAAAAHQ" +
            "ABAAEAAAAFKrcAAbEAAAABAAgAAAAGAAEAAAADAAkACQAKAAEABwAA" +
            "AB0AAQAAAAAABQS4AAKwAAAAAQAIAAAABgABAAAABgABAAsAAAACAAw=";

    public static void main(String[] args) throws Throwable {

        //byte[] array = Files.readAllBytes(
        //      Paths.get("/home/mkyong/test/LookUpProxy.class"));
        //String s = Base64.getEncoder().encodeToString(array);
        //System.out.println(s);

        testHiddenClass();

    }

    // create a hidden class and run its static method
    public static void testHiddenClass() throws Throwable {

        byte[] classInBytes = Base64.getDecoder().decode(CLASS_IN_BASE64);

        Class<?> proxy = MethodHandles.lookup()
                .defineHiddenClass(classInBytes,
                        true, MethodHandles.Lookup.ClassOption.NESTMATE)
                .lookupClass();

        // output: com.mkyong.java15.jep371.LookUpProxy/0x0000000800b94440
        System.out.println(proxy.getName());

        MethodHandle mh = MethodHandles.lookup().findStatic(proxy,
                "lookup",
                MethodType.methodType(Integer.class));

        Integer status = (Integer) mh.invokeExact();
        System.out.println(status);

    }

}

输出

终端


com.mkyong.java15.jep371.LookUpProxy/0x0000000800b94440
1

3.3 此 JEP 还弃用了Unsafe.defineAnonymousClassAPI，并将其标记为将来删除。请不要再使用此 API。


  byte[] classInBytes = Base64.getDecoder().decode(CLASS_IN_BASE64);

  Field theUnsafe = sun.misc.Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
  theUnsafe.setAccessible(true);
  sun.misc.Unsafe unsafe = (sun.misc.Unsafe)theUnsafe.get(null);

  // @Deprecated(since = "15", forRemoval = false)
  Class<?> proxy = unsafe.defineAnonymousClass(
          LookupProxyTest.class, classInBytes, null);

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JEP 371：隐藏类

4. JEP 372：移除 Nashorn JavaScript 引擎

Java 8 JEP 174引入了 Nashorn 作为 Rhino Javascript 引擎的替代品。
Java 11 JEP 335弃用了 Nashorn JavaScript 引擎和jjs工具。
现在，Java 15jjs永久删除了 Nashorn JavaScript 引擎和工具。

此 JEP 还删除了以下两个模块：

jdk.scripting.nashorn– 包含jdk.nashorn.api.scripting和jdk.nashorn.api.tree包。
jdk.scripting.nashorn.shell – 包含 jjs 工具。

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JEP 372：删除 Nashorn JavaScript 引擎

5. JEP 373：重新实现旧版 DatagramSocket API

Java 13 JEP 353重新实现了旧的 Socket API——java.net.Socket和java.net.ServerSocket.
这一次，Java 15 重新实现了遗留的 DatagramSocket API——java.net.DatagramSocket和java.net.MulticastSocket.

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JEP 373：重新实现旧版 DatagramSocket API

6. JEP 374：禁用和弃用偏置锁定

默认情况下，此 JEP 禁用并弃用了偏向锁定。在 Java 15 之前，默认情况下始终启用偏向锁定，从而提高同步内容的性能。

旧的或遗留的 Java 应用程序使用同步集合 API，如Hashtable和Vector，并且偏向锁定可能会提高性能。如今，较新的 Java 应用程序通常使用非同步集合HashMap和ArrayList，而偏向锁定的性能提升现在通常不太有用。

但是，对于 Java 15，我们仍然可以使用启用偏向锁定-XX:+UseBiasedLocking，但它会提示 VM 警告已弃用的 API。

终端


# Java 15
$ java -XX:+UseBiasedLocking name

 OpenJDK 64-Bit Server VM warning: Option UseBiasedLocking was deprecated
in version 15.0 and will likely be removed in a future release.

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7. JEP 375：instanceof 的模式匹配（第二次预览）

Java 14 JEP 305引入了模式匹配作为预览功能。此 JEP 是模式匹配的第二次预览，以获取更多反馈，API 没有变化。

一个典型instanceof-and-cast的检查对象的类型并转换它。


  private static void print(Object obj) {

      if (obj instanceof String) {        // instanceof

          String s = (String) obj;        // cast

          if ("java15".equalsIgnoreCase(s)) {
              System.out.println("Hello Java 15");
          }

      } else {
          System.out.println("not a string");
      }

  }

对于模式匹配，我们可以在一行中检查、转换和绑定。


  private static void printWithPatternMatching(Object obj) {

      // instanceof, cast and bind variable in one line.
      if (obj instanceof String s) {         

          if ("java15".equalsIgnoreCase(s)) {
              System.out.println("Hello Java 15");
          }

      } else {
          System.out.println("not a string");
      }

  }

PS 模式匹配是 Java 16, JEP 394 中的标准特性。

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JEP 375：instanceof 的模式匹配（第二次预览）

8. JEP 377：ZGC：可扩展的低延迟垃圾收集器

Java 11 JEP 333引入了ZGC 垃圾收集器作为实验性功能。

此 JEP 修复了一些错误，添加了一些功能和增强功能，现在支持 Linux/x86_64、Linux/aarch64、Windows 和 macOS 等主要平台。
此 JEP 还将 Z 垃圾收集器从实验功能更改为产品功能。但是，默认垃圾收集器仍然是G1。

下面的命令启用 ZGC 垃圾收集器。

终端


$ java -XX:+UseZGC className

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JEP 377：ZGC：可扩展的低延迟垃圾收集器

9. JEP 378：文本块

最后，多行字符串或文本块是 Java 15 中的永久特性。

历史：

示例代码。


  String html = "<html>\n" +
                "   <body>\n" +
                "      <p>Hello, World</p>\n" +
                "   </body>\n" +
                "</html>\n";

  String java15 = """
                  <html>
                      <body>
                          <p>Hello, World</p>
                      </body>
                  </html>
                  """;

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JEP 378：文本块

10. JEP 379：Shenandoah：低暂停时间垃圾收集器

Java 12 JEP 189引入了Shenandoah 垃圾收集器作为实验性功能，现在成为 Java 15 中的产品功能。

在 Java 15 之前，我们需要-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseShenandoahGC启用 Shenandoah GC。

终端


java -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseShenandoahGC

在 Java 15 中，我们只需要-XX:+UseShenandoahGC启用 Shenandoah GC。

终端


java -XX:+UseShenandoahGC

但是，官方的OpenJDK 15版本不包括 Shenandoah GC（就像 Java 12 中发生的那样）。阅读这个故事 –并非所有 OpenJDK 12 版本都包含 Shenandoah：这就是为什么.

终端


$ java -XX:+UseShenandoahGC ClassName

  Error occurred during initialization of VM
  Option -XX:+UseShenandoahGC not supported

$ java -version

  openjdk version "15" 2020-09-15
  OpenJDK Runtime Environment (build 15+36-1562)
  OpenJDK 64-Bit Server VM (build 15+36-1562, mixed mode, sharing)

要尝试 Shenandoah GC，我们需要其他 JDK 构建版本，例如AdoptOpenJDK。

终端


$ java -XX:+UseShenandoahGC ClassName

$ java -version

  openjdk version "15" 2020-09-15
  OpenJDK Runtime Environment AdoptOpenJDK (build 15+36)
  OpenJDK 64-Bit Server VM AdoptOpenJDK (build 15+36, mixed mode, sharing)

PS 默认垃圾收集器仍然是G1。

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JEP 379：Shenandoah：低暂停时间垃圾收集器

11. JEP 381：删除 Solaris 和 SPARC 端口

Java 14 JEP 362弃用了 Solaris/SPARC、Solaris/x64 和 Linux/SPARC 端口，现在它在 Java 15 中被正式删除。

进一步阅读

JEP 381：删除 Solaris 和 SPARC 端口

12. JEP 383：外部内存访问 API（第二孵化器）

Java 14 JEP 370引入了一个新的外部内存访问 API 作为孵化器模块。此 JEP 对 API 进行了一些更改，它仍将位于孵化器模块中。

示例代码

HelloForeignMemory.java


import jdk.incubator.foreign.MemoryAddress;
import jdk.incubator.foreign.MemoryHandles;
import jdk.incubator.foreign.MemorySegment;

import java.lang.invoke.VarHandle;
import java.nio.ByteOrder;

public class HelloForeignMemory {

    public static void main(String[] args) {

        VarHandle intHandle = MemoryHandles.varHandle(
            int.class, ByteOrder.nativeOrder());

        try (MemorySegment segment = MemorySegment.allocateNative(1024)) {

            MemoryAddress base = segment.baseAddress();

            // print memory address
            System.out.println(base);                 

            // set value 999 into the foreign memory
            intHandle.set(base, 999);                 

            // get the value from foreign memory
            System.out.println(intHandle.get(base));  

        }

    }

}

我们需要添加--add-modules jdk.incubator.foreign以启用孵化器模块jdk.incubator.foreign。

终端


$ javac --add-modules jdk.incubator.foreign HelloForeignMemory.java

warning: using incubating module(s): jdk.incubator.foreign
1 warning


$ java --add-modules jdk.incubator.foreign HelloForeignMemory

WARNING: Using incubator modules: jdk.incubator.foreign
MemoryAddress{ region: MemorySegment{ id=0x27c908f5 limit: 1024 } offset=0x0 }
999

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JEP 383：外部内存访问 API（第二个孵化器）

13. JEP 384：记录（第二次预览）

Java 14 JEP 359引入了记录作为预览功能。此 JEP 通过支持密封类型、本地记录、记录注释和记录反射 API 等功能增强了记录。

13.1 记录和密封类型

Fruit.java


public sealed interface Fruit permits Apple, Orange {}

record Apple() implements Fruit{}
record Orange() implements Fruit{}

13.2 本地记录——在方法内部声明的记录。

下面的代码片段使用本地记录来提高流操作的可读性。


  List<Merchant> findTopMerchants(List<Merchant> merchants, int month) {

      // Local record
      record MerchantSales(Merchant merchant, double sales) {
      }

      return merchants.stream()
              .map(merchant -> new MerchantSales(merchant, computeSales(merchant, month)))
              .sorted((m1, m2) -> Double.compare(m2.sales(), m1.sales()))
              .map(MerchantSales::merchant)
              .collect(toList());
  }

  private double computeSales(Merchant merchant, int month) {
      // some business logic to get the sales...
      return ThreadLocalRandom.current().nextDouble(100, 10000);
  }

13.3 记录注释


public record Game(@CustomAnno Rank rank) { ... }

13.4 反射API

在java.lang.Class增加了两个公共方法：

RecordComponent[] getRecordComponents()
boolean isRecord()

PS 记录是 Java 16, JEP 395 中的标准特性。

进一步阅读

JEP 384：记录（第二次预览）

14. JEP 385：弃用 RMI 激活以进行删除

该 JEP 弃用了过时的RMI 激活机制。这不会影响 RMI 的其他部分。

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JEP 385：弃用 RMI 激活以进行删除

下载源代码

$ git clone https://github.com/mkyong/core-java

$ cd java-15

Java 15 中的新功能

1. JEP 339：爱德华兹曲线数字签名算法 (EdDSA)

2. JEP 360：密封类（预览）

3. JEP 371：隐藏类

4. JEP 372：移除 Nashorn JavaScript 引擎

5. JEP 373：重新实现旧版 DatagramSocket API

6. JEP 374：禁用和弃用偏置锁定

7. JEP 375：instanceof 的模式匹配（第二次预览）

8. JEP 377：ZGC：可扩展的低延迟垃圾收集器

9. JEP 378：文本块

10. JEP 379：Shenandoah：低暂停时间垃圾收集器

11. JEP 381：删除 Solaris 和 SPARC 端口

12. JEP 383：外部内存访问 API（第二孵化器）

13. JEP 384：记录（第二次预览）

14. JEP 385：弃用 RMI 激活以进行删除

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1. JEP 339：爱德华兹曲线数字签名算法 (EdDSA)

2. JEP 360：密封类（预览）

3. JEP 371：隐藏类

4. JEP 372：移除 Nashorn JavaScript 引擎

5. JEP 373：重新实现旧版 DatagramSocket API

6. JEP 374：禁用和弃用偏置锁定

7. JEP 375：instanceof 的模式匹配（第二次预览）

8. JEP 377：ZGC：可扩展的低延迟垃圾收集器

9. JEP 378：文本块

10. JEP 379：Shenandoah：低暂停时间垃圾收集器

11. JEP 381：删除 Solaris 和 SPARC 端口

12. JEP 383：外部内存访问 API（第二孵化器）

13. JEP 384：记录（第二次预览）

14. JEP 385：弃用 RMI 激活以进行删除

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