JDK 15安装及新特性介绍

Wesley13
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JDK 15已经于2020年9月15日如期发布。本文介绍JDK 15新特性。

发布版本说明

根据发布的规划,这次发布的 JDK 15 将是一个短期的过度版,只会被 Oracle 支持(维护)6 个月,直到明年 3 月的 JDK 16 发布此版本将停止维护。而 Oracle 下一个长期支持版(LTS 版)会在明年的 9 月份发布(Java 17),LTS 版每 3 年发布一个,上一次长期支持版是 18 年 9 月发布的 JDK 11。 下图展示了各个版本的发布历史。

JDK 15安装及新特性介绍

安装包下载

主要分为OpenJDK版本和Oracle版本,下载地址如下:

上述版本,如果是个人学习用途,则差异不大。但如果是用于商业用途,则需要仔细看好相关的授权。Oracle JDK根据二进制代码许可协议获得许可,而OpenJDK根据GPL v2许可获得许可。

安装、验证

本例子以OpenJDK版本为例。解压安装包openjdk-15_windows-x64_bin.zip到任意位置。

设置系统环境变量“JAVA_HOME”,如下图所示。

JDK 15安装及新特性介绍

在用户变量“Path”中,增加“%JAVA_HOME%\bin”。

安装完成后,执行下面命令进行验证:

>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)

更多有关Java的基本知识,可以参阅《Java核心编程》这本书,描述的非常详细。

JDK 15 新特性说明

JDK 15 为用户提供了14项主要的增强/更改,包括一个孵化器模块,三个预览功能,两个不推荐使用的功能以及两个删除功能。

1. EdDSA 数字签名算法

新加入 Edwards-Curve 数字签名算法(EdDSA)实现加密签名。在许多其它加密库(如 OpenSSL 和 BoringSSL)中得到支持。与 JDK 中的现有签名方案相比,EdDSA 具有更高的安全性和性能。这是一个新的功能。

使用示例如下:

// example: generate a key pair and sign
KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance("Ed25519");
KeyPair kp = kpg.generateKeyPair();
// algorithm is pure Ed25519
Signature sig = Signature.getInstance("Ed25519");
sig.initSign(kp.getPrivate());
sig.update(msg);
byte[] s = sig.sign();

// example: use KeyFactory to contruct a public key
KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance("EdDSA");
boolean xOdd = ...
BigInteger y = ...
NamedParameterSpec paramSpec = new NamedParameterSpec("Ed25519");
EdECPublicKeySpec pubSpec = new EdECPublicKeySpec(paramSpec, new EdPoint(xOdd, y));
PublicKey pubKey = kf.generatePublic(pubSpec);

有关EdDSA 数字签名算法的详细内容见RFC 8032规范。

2. 封闭类(预览特性)

可以是封闭类和或者封闭接口,用来增强 Java 编程语言,防止其他类或接口扩展或实现它们。

有了这个特性,意味着以后不是你想继承就继承,想实现就实现了,你得经过允许才行。

示例如下:

public abstract sealed class Student
    permits ZhangSan, LiSi, ZhaoLiu {
    ...
        
}

类 Student 被 sealed 修饰,说明它是一个封闭类,并且只允许指定的 3 个子类继承。

3. 隐藏类

此功能可帮助需要在运行时生成类的框架。框架生成类需要动态扩展其行为,但是又希望限制对这些类的访问。隐藏类很有用,因为它们只能通过反射访问,而不能从普通字节码访问。此外,隐藏类可以独立于其他类加载,这可以减少框架的内存占用。这是一个新的功能。

4. 移除了 Nashorn JavaScript 脚本引擎

移除了 Nashorn JavaScript 脚本引擎、APIs,以及 jjs 工具。这些早在 JDK 11 中就已经被标记为 deprecated 了,JDK 15 被移除就很正常了。

Nashorn 是 JDK 1.8 引入的一个 JavaScript 脚本引擎,用来取代 Rhino 脚本引擎。Nashorn 是 ECMAScript-262 5.1 的完整实现,增强了 Java 和 JavaScript 的兼容性,并且大大提升了性能。

那么为什么要移除?

官方的解释是主要的:随着 ECMAScript 脚本语言的结构、API 的改编速度越来越快,维护 Nashorn 太有挑战性了,所以……。

5. 重新实现 DatagramSocket API

重新实现旧版 DatagramSocket API,更简单、更现代的实现来代替java.net.DatagramSocket和java.net.MulticastSocketAPI 的基础实现,提高了 JDK 的可维护性和稳定性。

新的底层实现将很容易使用虚拟线程,目前正在 Loom 项目中进行探索。这也是 JEP 353 的后续更新版本,JEP 353 已经重新实现了 Socket API。

JDK 15安装及新特性介绍

6. 准备禁用和废除偏向锁

在 JDK 15 中,默认情况下禁用偏向锁(Biased Locking),并弃用所有相关的命令行选项。

后面再确定是否需要继续支持偏向锁,因为维护这种锁同步优化的成本太高了。

7. 模式匹配(第二次预览)

第一次预览是 JDK 14 中提出来的,点击这里查看我之前写的详细教程。

Java 14 之前用法:

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

Java 14之后的用法:

if (obj instanceof String s) {
    // 使用s
}

Java 15 并没有对此特性进行调整,继续预览特性,只是为了收集更多的用户反馈,可能还不成熟吧。

8. ZGC 功能转正

ZGC是一个可伸缩、低延迟的垃圾回收器。

ZGC 已由JEP 333集成到JDK 11 中,其目标是通过减少 GC 停顿时间来提高性能。借助 JEP 377,JDK 15 将 ZGC 垃圾收集器从预览特性变更为正式特性而已,没错,转正了。

这个 JEP 不会更改默认的 GC,默认仍然是 G1。

9. 文本块功能转正

文本块,是一个多行字符串,它可以避免使用大多数转义符号,自动以可预测的方式格式化字符串,并让开发人员在需要时可以控制格式。

文本块最早准备在 JDK 12 添加的,但最终撤消了,然后在 JDK 13 中作为预览特性进行了添加,然后又在 JDK 14 中再次预览,在 JDK 15 中,文本块终于转正,暂不再做进一步的更改。

Java 13 之前用法,使用one-dimensional的字符串语法:

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

Java 13 之后用法,使用two-dimensional文本块语法:

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

10. Shenandoah 垃圾回收算法转正

Shenandoah 垃圾回收从实验特性变为产品特性。这是一个从 JDK 12 引入的回收算法,该算法通过与正在运行的 Java 线程同时进行疏散工作来减少 GC 暂停时间。Shenandoah 的暂停时间与堆大小无关,无论堆栈是 200 MB 还是 200 GB,都具有相同的一致暂停时间。

JDK 15 Shenandoah垃圾收集器从预览特性变更为正式特性而已,没错,又是转正了。

11. 移除了 Solaris 和 SPARC 端口。

移除了 Solaris/SPARC、Solaris/x64 和 Linux/SPARC 端口的源代码及构建支持。这些端口在 JDK 14 中就已经被标记为 deprecated 了,JDK 15 被移除也不奇怪。

12. 外部存储器访问 API(二次孵化)

这个最早在 JDK 14 中成为孵化特性,JDK 15 继续二次孵化并对其 API 有了一些更新。

目的是引入一个 API,以允许 Java 程序安全有效地访问 Java 堆之外的外部内存。这同样是 Java 14 的一个预览特性。

13. Records Class(二次预览)

Records Class 也是第二次出现的预览功能,它在 JDK 14 中也出现过一次了,使用 Record 可以更方便的创建一个常量类,使用的前后代码对比如下。

旧写法:

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);
    }
}

新写法:

record Point(int x, int y) { }

也就是说在使用了 record 之后,就可以用一行代码编写出一个常量类,并且这个常量类还包含了构造方法、toString()、equals() 和 hashCode() 等方法。

14. 废除 RMI 激活

废除 RMI 激活,以便在将来进行删除。需要说明的是,RMI 激活是 RMI 中一个过时的组件,自 Java 8 以来一直是可选的。

参考引用

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