1. 介绍

JAVA作为使用的主力语言,掌握下其历史发展也是有必要的。看看从JAVA5开始到现在的JAVA9有哪些变化。借此机会,也可以看看哪些特性我们是已经用到的,哪些是还没有用到的。

我们在IDEA里面也可以看到language level里面的信息,这里也大致写了下各个版本JDK的新特性。

简单概括下就是:

  • JAVA1.3:普通的原始的JAVA,基本语法相信大家都见过了
  • JAVA1.4:assert关键字
  • JAVA5:枚举类型、泛型、自动拆装箱
  • JAVA6: @Override注解
  • JAVA7: <>符号、ARM支持、支持多catch
  • JAVA8:Lamda表达式,类型注解等
  • JAVA9: 模块化、接口中的私有方法等

下面我们更加详细的分析下各个版本有哪些新特性。

2. JAVA5新特性

2.1 泛型 Generics

引用泛型之后,允许指定集合里元素的类型,免去了强制类型转换,并且能在编译时刻进行类型检查的好处。Parameterized Type作为参数和返回值,Generic是vararg、annotation、enumeration、collection的基石。

泛型可以带来如下的好处总结如下:

  1. 类型安全:抛弃List、Map,使用List、Map给它们添加元素或者使用Iterator遍历时,编译期就可以给你检查出类型错误
  2. 方法参数和返回值加上了Type: 抛弃List、Map,使用List、Map
  3. 不需要类型转换:List list=new ArrayList();
  4. 类型通配符“?”: 假设一个打印List中元素的方法printList,我们希望任何类型T的List都可以被打印 ##2.2 枚举类型 引入了枚举类型 ##2.3 自动装箱拆箱(自动类型包装和解包)autoboxing & unboxing 简单的说是类型自动转换。 自动装包:基本类型自动转为包装类(int ——Integer) 自动拆包:包装类自动转为基本类型(Integer——int) ##2.4 可变参数varargs(varargs number of arguments) 参数类型相同时,把重载函数合并到一起了。 如:
public void test(object... objs){
    for(Object obj:objs){
        System.out.println(obj);
    }
}

2.5 Annotations(重要) 它是java中的metadata(注释)

注解在JAVA5中就引入了。这是非常重要的特性。现在注解的应用已经随处可见。不过JAVA5的注解还不成熟,没法自定义注解。

2.6 新的迭代语句

for(int n:numbers){
//process
}

2.7 静态导入(import static )

导入静态对象,可以省略些代码。不过这个也不常用。、

import static java.lang.System.out;//导入java.lang包下的System类的静态方法out;
public class HelloWorld{
    public static void main(String[] args){
        out.print("Hello World!");//既是在这里不用再写成System.out.println("Hello World!")了,因为已经导入了这个静态方法out。
    }
}

2.8 新的格式化方法(java.util.Formatter)

formatter.format("Remaining account balance: $%.2f", balance);

2.9 新的线程模型和并发库Thread Framework(重要)

最主要的就是引入了java.util.concurrent包,这个都是需要重点掌握的。

HashMap的替代者ConcurrentHashMap和ArrayList的替代者CopyOnWriteArrayList
在大并发量读取时采用java.util.concurrent包里的一些类会让大家满意BlockingQueue、Callable、Executor、Semaphore

3. JAVA6

JAVA6当中

3.1 Web Services

优先支持编写 XML web service 客户端程序。你可以用过简单的annotaion将你的API发布成.NET交互的web services. Mustang 添加了新的解析和 XML 在 Java object-mapping APIs中, 之前只在Java EE平台实现或者Java Web Services Pack中提供.

3.2 Scripting

现在你可以在Java源代码中混入JavaScript了,这对开发原型很有有用,你也可以插入自己的脚本引擎。

3.3 JDBC4.0

JAVA6将联合绑定 Java DB (Apache Derby). JDBC 4.0 增加了许多特性例如支持XML作为SQL数据类型,更好的集成Binary Large OBjects (BLOBs) 和 Character Large OBjects (CLOBs) .

3.4 UI优化

  1. GUI 开发者可以有更多的技巧来使用 SwingWorker utility ,以帮助GUI应用中的多线程。, JTable 分类和过滤,以及添加splash闪屏。
  2. Swing拥有更好的 look-and-feel , LCD 文本呈现, 整体GUI性能的提升。Java应用程序可以和本地平台更好的集成,例如访问平台的系统托盘和开始菜单。Mustang将Java插件技术和Java Web Start引擎统一了起来。 ##3.5 监控管理增强 添加更多的诊断信息,绑定了不是很知名的 memory-heap 分析工具Jhat 来查看内核导出。 ##3.6 编译API compiler API提供编程访问javac,可以实现进程内编译,动态产生Java代码 ##3.7 自定义注解 Java tool和framework 提供商可以定义自己的 annotations ,并且内核支持自定义annotation的插件和执行处理器 ##3.8 安全性 XML-数字签名(XML-DSIG) APIs 用于创建和操纵数字签名); 新的方法来访问本地平台的安全服务,例如本地Microsoft Windows for secure authentication and communicationnative 的Public Key Infrastructure (PKI) 和 cryptographic services, Java Generic Security Services (Java GSS) 和 Kerberos services for authentication, 以及访问 LDAP servers 来认证用户.

4. JAVA7

4.1 集合类的语法支持

原来的样子

List<String> list = new ArrayList<String>();
         list.add("item");
         String item = list.get(0);

         Set<String> set = new HashSet<String>();
         set.add("item");
         Map<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
         map.put("key", 1);
         int value = map.get("key");

现在的样子:(这些集合是不可变的...)

List<String> list = ["item"];
         String item = list[0];

         Set<String> set = {"item"};

         Map<String, Integer> map = {"key" : 1};
         int value = map["key"];

4.2 自动资源管理

Java中某些资源是需要手动关闭的,如InputStream,Writes,Sockets,Sql classes等。这个新的语言特性允许try语句本身申请更多的资源,这些资源作用于try代码块,并自动关闭。

以前的写法:

BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(path));
          try {
          return br.readLine();
                } finally {
                    br.close();
          } 

现在的写法(不需要finally来释放资源了)

try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(path)) {
              return br.readLine();
          } 

4.3 类型推断

以前的写法:

Map<String, List<String>> anagrams = new HashMap<String, List<String>>(); 

现在的写法

 Map<String, List<String>> anagrams = new HashMap<>();

4.4 数字字面量下划线支持

很长的数字可读性不好,在Java 7中可以使用下划线分隔长int以及long了。如:

int one_million = 1_000_000;

这样子还真看不惯。。。不过的确是可读性好了。

4.5 switch中使用string

String s = "test";   
switch (s) {   
case "test" :   
System.out.println("test");   
case "test1" :   
System.out.println("test1");   
break ;   
default :   
System.out.println("break");   
break ;   
}  

4.6 新增一些取环境信息的工具方法

File System.getJavaIoTempDir() // IO临时文件夹  
File System.getJavaHomeDir() // JRE的安装目录  
File System.getUserHomeDir() // 当前用户目录  
File System.getUserDir() // 启动java进程时所在的目录5  

5. java8

5.1 lambda表达式

提供了lambda表达式,增加了很多内置函数式接口。尤其是其中的stream接口提供了

5.2 注解改进

例如支持多重注解,还有新的target等

5.3 更加详细资料

JAVA8的新内容非常多,都有相关的书来说明。需要更多了解可以看下我的另外一篇文章:
java8的新特性以及用法简介

6. java9

根据JAVA 9 new features这篇幻灯片博客来总结。

6.1 REPL: jshell

类似效果:

6.2 javadoc改进

使用了H5的javadoc,优化了搜索功能:

6.3 编译改进

改变了Javac和Java用法,以便使用模块:

javac -mp modulepath ...
java -mp modulepath -m modulename/moduleclass

javac -release选项支持交叉编译

6.4 语言级别上的优化


主要涉及:

  1. 进程控制
  2. 集合改进
  3. 改进@Deprecated注解
  4. 流处理
  5. StacjWalker
  6. Package name

6.4.1 进程控制

能够检查和检测以及杀死Process。

import java.io.IOException;
import static java.lang.System.out;

public class ControlProcess {

    /**
     * 启动一个进程process, 监听进程中断,检查进程细节,杀死进程
     */
    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
        Process sleeper = Runtime.getRuntime().exec("sleep 1h");

        // 获得 自己的或启动的进行的PIDs 
        out.println("Your pid is " + ProcessHandle.current().getPid());
        out.println("Started process is " + sleeper.getPid());

        ProcessHandle sleeperHandle = ProcessHandle.of(sleeper.getPid())   // Optional
                .orElseThrow(IllegalStateException::new);

        // 在退出进程做些善后
        sleeperHandle.onExit().thenRun(                                    // CompletableFuture
                () -> out.println("Sleeper exited")
        );

        // Get info on process
        out.printf("[%d] %s - %s\n",
                   sleeperHandle.getPid(),
                   sleeperHandle.info().user().orElse("unknown"),
                   sleeperHandle.info().commandLine().orElse("none"));

        // Kill a process
        sleeperHandle.destroy();

        // Give exit handler a chance to see the sleeper onExit()
        Thread.sleep(99);
    }
}

6.4.2 新的Colection——不可变集合

public class ImmutableCollections {

    /**
     * 快速创建一个不可变集合
     * <b>Note:</b> They do not accept {@code null} or duplicate entries (Set/Map)
     */
    public static void main(String args[]) {
        List<Integer> listOfNumbers = List.of(1, 2, 3, 4, 5/*, null*/);
        out.println(listOfNumbers);

        Set<Integer> setOfNumbers = Set.of(1, 2, 3, 4, 5/*, 1*/);
        out.println(setOfNumbers);

        Map<String, String> mapOfString = Map.of("key1", "value1", "key2", "value2");
        out.println(mapOfString);

        Map<String, String> moreMapOfString = Map.ofEntries(
                Map.entry("key1", "value1"),
                Map.entry("key2", "value2")/*,
                Map.entry("key1", "value3")*/
        );
        out.println(moreMapOfString);
    }
}

6.4.3 增强的Deprecated

@Deprecated(since ="1.5", forRemoval = true)

6.4.4 Stream

提供了新的inputStream方法,可以直接重定向输入流到一个输出流上

// All bytes from an InputStream at once
byte[] result = new ByteArrayInputStream(buf)
    .readAllBytes();

// 直接重定向InputStream 到 OutputStream
new ByteArrayInputStream(buf)
    .transferTo(System.out);

6.4.5 StackWalekr类

更加详细可以参考JAVA9 API

这个类,主要是方便对实例本身做一些类似filter、collect的操作。

public class StackWalkerExample {

    /**
     * Easily traverse stackframes.
     */
    public static void main(String[] args) {
        walkAndFilterStackframe().forEach(out::println);
    }

    // return class/method only for our classes.
    private static List<String> walkAndFilterStackframe() {
        return StackWalker.getInstance().walk(s ->
                s.map( frame -> frame.getClassName()+"/"+frame.getMethodName() )
                        .filter(name -> name.startsWith("de.excellent"))
                        .limit(10)
                        .collect(Collectors.toList())
            );
    }

}

7. http/2的支持

关于HTTP2的优点,可以参考我的文章:HTTP2的优点

/**
 * HTTP API 提供异步和同步功能,在异步模型
 * 任务会在线程threads (ExecutorService)执行
 */
public static void main(String[] args) throws Exception {
  HttpClient.getDefault()
    .request(URI.create("https://www.exxcellent.de"))
    .GET()
    .responseAsync() // CompletableFuture :D
    .thenAccept(httpResponse ->
        out.println(httpResponse.body(HttpResponse.asString()))
    );
  Thread.sleep(999); // Give worker thread some time.
}

8. JIGSAW

要在JDK里面内置模块化。这个就要提起OSGI了。这个不是三言两语能详细说清楚,为啥这个模块化这么重要的。简单来说,无论是JIGSAW还是OSGI都是为了对各模块、包的依赖之间做好隔离。这样还可以解决“JAR/Classpath地狱”的问题,Jigsaw项目的一个关键特性就是依赖管理。这个项目一旦大气来,自然而然有这样的模块、包隔离需求。虽然语言层面有了private这样的关键字,但是还是太弱了。

不过我好奇的是JIGSAW是否赶得上OSGI,毕竟人家这么多年了。还有和MAVEN的关系。按照网友的解释:
osgi更偏重运行时多版本隔离,maven只到jar,jigsaw编译管理的到代码级别,运行时没有多版本隔离

关于maven和jigsaw在管理依赖上的区别,我觉得应该是maven层次更高点,jigsaw管理代码级别较低层次的依赖。未来应该是两者共存吧。

还有一点就是OSGI太复杂。。用过的大佬最后都放弃了。不过其思路值得学习。

关于这个问题,可以看下以下文章了解下:

  1. 如何理解Java 9中提到的模块化?它与OSGi是什么关系?
  2. Java 9终于要包含Jigsaw项目了 下面来简单看下JIGSAW如何生效的: 可以看到这里定义了module,module当中引入了其他类的依赖。更像是替换了原来的import

连编译时候的方法都变了:

然后使用ServiceLoader来读取modules

public abstract class BillingService {

  public static BillingService getInstance() {
    // Java SPI to find the instance
    ServiceLoader<BillingServiceProvider> sl =
       ServiceLoader.load(BillingServiceProvider.class);

    // Fetch first provider implementation
    Iterator<BillingServiceProvider> it = sl.iterator();

    return it.next().buildBillingService();
  }
  public abstract String takeMoney();
}

再看另外个例子:

  1. 先定义module

    module anothermodule {
    exports de.exxcellent.anothermodule;
    requires de.exxcellent.java9;
    
    // Provide Service instance (SPI with Jigsaw modules)
    provides de.exxcellent.java9.jigsaw.spi.BillingServiceProvider
    with de.exxcellent.anothermodule.spi.MastercardBillingServiceProvider;
    }
    
  2. 使用module

    $ mkdir -p target/module/de.exxcellent.java9
    $ mkdir -p target/module/anothermodule
    

$ javac $(find playground/src/main/java -name ".java") \
-d target/module/de.exxcellent.java9
$ javac $(find playground-dependent/src/main/java -name "
.java")\
-d target/module/anothermodule \
-modulepath target/module

$ java -modulepath target/module \
-m anothermodule/de.exxcellent.anothermodule.TestJigsawSPI
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#9. 工具
```bash
#1.列出内建的module 
java –listmods
#2. 找到对应jar的所有依赖
jdeps –jdkinternals app.jar

10. 其他改进

10.1 性能上

提高了竞争锁的性能
隔离代码缓存
更智能的Java编译

10.2 http2 client

implements HTTP/2 and WebSocket

参考资料:

  1. java5、java6、java7、java8的新特性
  2. Java 7 的7个新特性