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JDK10新特性學(xué)習(xí)：入門與實(shí)踐指南

標(biāo)簽：

Java

概述

JDK10新特性学习涵盖了局部变量类型推断、垃圾收集器改进、运行时编译器接口引入以及移除Java EE和CORBA模块等内容，旨在提高开发效率和性能。本文详细介绍了这些新特性的工作原理和应用场景，并提供了实践案例来展示如何在实际项目中应用这些新特性。通过JDK10的新特性，开发者可以简化代码、优化性能并提升应用的质量和稳定性。

JDK10新特性学习：入门与实践指南

JDK10简介

JDK10是Java平台标准版(Java SE)的第10个版本，于2018年3月20日发布。它在JDK9的基础上进行了多项改进和优化，引入了一些新的特性，旨在提高开发效率、增强性能和简化代码。JDK10的发布标志着Java平台进入了更频繁的版本迭代周期，给开发者带来了更多的灵活性和便利性。

JDK10相对于JDK9的变化概述

JDK10在JDK9的基础上做了进一步改进和扩展，主要体现在以下几个方面：

局部变量类型推断：JDK10引入了var关键字，使得局部变量的类型声明更加简化。
垃圾收集器改进：JDK10引入了新的G1垃圾收集器，改进了垃圾收集的性能。
运行时编译器接口 (JFR)：JDK10提供了运行时编译器接口 (JFR)，用于生成详细的运行时日志，帮助开发者进行性能分析。
移除Java EE和CORBA模块：为了使Java平台更加轻量和模块化，JDK10移除了Java EE和CORBA相关的模块。
其他改进：除了上述特性，JDK10还引入了一些其他的小改进和修复，如默认的源代码编码改为UTF-8等。

局部变量类型推断

JDK10引入了一个名为var的关键字，用于简化局部变量的类型声明。使用var关键字可以省去显式声明变量类型的过程，使代码更加简洁和易读。

介绍JDK10中的`var`关键字

在JDK10之前，声明一个局部变量需要明确指明其类型，例如：

List<String> list = new ArrayList<>();

使用var关键字后，可以简化为：

var list = new ArrayList<>();

var关键字会在编译时推断出变量的实际类型。注意，变量的初始化必须是在声明时同时完成的，不能独立声明一个var变量。

使用`var`关键字简化代码示例

下面是一个使用var关键字简化代码的示例：

public class VarExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 传统的声明方式
        List<String> traditionalList = new ArrayList<>();

        // 使用 var 关键字简化
        var list = new ArrayList<>();

        // 可以推断为 Map<String, String>
        var map = new HashMap<>();

        // 可以推断为 int
        var number = 10;

        // 可以推断为 String
        var text = "Hello, World!";

        // 也可以推断为更复杂的类型
        var myObject = new MyClass();
    }

    static class MyClass {
        @Override
        public String toString() {
            return "MyClass";
        }
    }
}

`var`关键字的适用场景与限制

适用场景：

简化代码：对于那些变量类型在声明时就已经明确的场景，使用var可以简化代码。
减少重复：对于类型较长或重复声明的场景，var可以减少代码冗余。
增强可读性：在一些情况下，使用var可以使得代码更加简洁，提高可读性。

限制：

不支持泛型参数化类型：var不能用于泛型参数化类型，如List<? extends Something>。
初始化必须同时完成：var声明的变量必须在声明时初始化，不能空声明。
不利于静态类型检查：由于类型是编译时推断的，使用var可能不利于静态类型检查。

新的垃圾收集器：G1

JDK10引入了一个新的垃圾收集器G1，它旨在提高大型Java应用的性能，特别是在高并发和大内存环境下。

G1垃圾收集器的引入背景

在JDK10之前，Java应用通常使用多种不同的垃圾收集器，如Parallel Garbage Collector、CMS Garbage Collector等。这些垃圾收集器在处理大型应用时可能会出现性能瓶颈，特别是在高并发和大内存环境下。G1垃圾收集器的引入旨在解决这些问题，提供更高效、更稳定的垃圾收集性能。

G1垃圾收集器的工作原理

G1垃圾收集器通过以下几个方面来提高性能：

分区管理：将堆内存划分为多个较小的分区，每个分区称为Region。每个Region的大小是固定的。
并发标记：G1采用并发标记的方式，标记存活对象，减少停顿时间。
混合收集：G1会根据内存使用情况和垃圾收集目标，选择部分Region进行垃圾收集，从而减少停顿时间和内存碎片。
预测算法：G1通过预测算法来选择哪些Region进行垃圾收集，以达到最佳的收集效果。

G1垃圾收集器的优势与局限性

优势：

减少停顿时间：G1通过并发标记和预测算法，有效减少了垃圾收集的停顿时间。
减少内存碎片：G1通过分区管理和混合收集，减少了内存碎片的产生。
适用于大型应用：G1适用于大型应用和高并发环境，能够提供稳定的性能。
可配置性：G1提供了多种配置选项，可以根据具体应用场景进行优化。

局限性：

内存开销：G1需要更多的内存来维持分区信息，增加了内存开销。
复杂性：G1的实现相对复杂，可能导致某些场景下的性能损失。
对硬件资源的要求：G1需要较高的硬件资源支持，如多核处理器、大内存等。

运行时编译器接口 (JFR)

运行时编译器接口 (JFR) 是JDK10中引入的一个新特性，用于生成详细的运行时日志，帮助开发者进行性能分析和调试。

JFR的定义与功能

JFR（Java Flight Recorder）是一个轻量级的、低影响的日志记录系统，用于收集Java应用的运行时信息。它可以在应用运行时持续记录各种事件和性能指标，生成详细的日志文件，帮助开发者进行性能分析和调试。

如何开启和关闭JFR

开启JFR可以通过命令行参数或配置文件来实现。以下是几种常见的开启和关闭方法：

命令行参数：

启动JVM时，添加以下参数开启JFR：

java -XX:StartFlightRecording=filename=myrecording.jfr

关闭JFR可以通过以下参数：

java -XX:StartFlightRecording=filename=myrecording.jfr -XX:FlightRecorderOptions=maxage=10m

配置文件：
- 在jvm.options或jvm.properties文件中添加以下配置开启JFR：
```
-XX:StartFlightRecording=filename=myrecording.jfr
```

如何查看和分析JFR生成的日志文件

JFR生成的日志文件是一个.jfr文件，可以通过JDK自带的工具或第三方工具进行查看和分析。以下是使用JDK自带工具的方法：

使用jcmd命令：
- 可以通过jcmd命令查看当前JVM的记录状态：
```
jcmd <pid> JFR.dump filename=myrecording.jfr
```
- 可以使用jcmd命令查看当前JVM的记录内容：
```
jcmd <pid> JFR.check
```
使用jmc工具：
- jmc是JDK自带的Java Mission Control工具，可以用来查看和分析JFR文件。
- 启动jmc工具，加载生成的.jfr文件，进行详细的查看和分析：
```
jmc
```

获取堆内存和垃圾收集器信息的示例代码

获取堆内存信息：

import jdk.jfr.*;

public class HeapMemoryExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取堆内存的大小
        long heapSize = HeapSize.get();
        System.out.println("Heap size: " + heapSize);

        // 获取堆内存的使用情况
        long usedHeap = HeapUsage.get();
        System.out.println("Used heap: " + usedHeap);
    }
}

获取垃圾收集器信息：

import jdk.jfr.*;

public class GCInfoExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取垃圾收集器的详细信息
        GCInfo gcInfo = GCInfo.get();
        System.out.println("GC Info: " + gcInfo);

        // 获取最近一次垃圾收集的详细信息
        GCInfo lastGC = LastGCInfo.get();
        System.out.println("Last GC Info: " + lastGC);
    }
}

JDK10中的其他新特性

除了上述介绍的主要新特性外，JDK10还引入了一些其他的新特性，包括移除Java EE和CORBA模块、引入有用的实验性API等。

移除Java EE和CORBA模块

为了使Java平台更加轻量和模块化，JDK10移除了Java EE和CORBA相关的模块。Java EE和CORBA在过去是Java平台的重要组成部分，但在JDK10中，这些模块被正式从JDK中移除。这意味着开发者需要寻找替代方案或使用其他库来实现相同的功能。

有用的实验性API

JDK10引入了一些有用的实验性API，例如获取堆内存和垃圾收集器的详细信息。这些API在后续版本中可能会被正式支持，但在JDK10中它们仍然处于实验阶段。

获取堆内存信息：

import jdk.jfr.*;

public class HeapMemoryExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取堆内存的大小
        long heapSize = HeapSize.get();
        System.out.println("Heap size: " + heapSize);

        // 获取堆内存的使用情况
        long usedHeap = HeapUsage.get();
        System.out.println("Used heap: " + usedHeap);
    }
}

获取垃圾收集器信息：

import jdk.jfr.*;

public class GCInfoExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取垃圾收集器的详细信息
        GCInfo gcInfo = GCInfo.get();
        System.out.println("GC Info: " + gcInfo);

        // 获取最近一次垃圾收集的详细信息
        GCInfo lastGC = LastGCInfo.get();
        System.out.println("Last GC Info: " + lastGC);
    }
}

其他小改进和修复

除了上述新特性外，JDK10还引入了一些其他的小改进和修复，例如：

默认源代码编码：JDK10将源代码编码的默认值改为UTF-8，这有助于提升源代码的兼容性。
其他改进：JDK10还引入了一些其他的小改进，例如改进了HTTP/2客户端的实现、优化了JVM的启动时间等。

JDK10新特性实践案例

在实际项目中应用JDK10的新特性可以提高开发效率、简化代码、提高性能。本节通过具体的案例来展示如何在实际项目中应用JDK10的新特性。

使用JDK10新特性重构现有代码

假设我们有一个简单的Java应用，该应用使用了传统的局部变量声明方式。我们可以通过引入var关键字来简化代码。

原始代码示例

public class OldCodeExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        int number = 10;
        String text = "Hello, World!";

        // 使用这些变量进行一些操作
        list.add("Item 1");
        map.put("key1", "value1");
        System.out.println(number);
        System.out.println(text);
    }
}

使用`var`关键字重构代码

使用var关键字重构后的代码如下：

public class NewCodeExample {
    public static void main(String[] args) {
        var list = new ArrayList<>();
        var map = new HashMap<>();
        var number = 10;
        var text = "Hello, World!";

        // 使用这些变量进行一些操作
        list.add("Item 1");
        map.put("key1", "value1");
        System.out.println(number);
        System.out.println(text);
    }
}

通过这种方式，代码变得更加简洁，阅读和维护也更加方便。

在实际项目中应用JDK10新特性

在实际项目中，我们可以通过使用JDK10的新特性来改进代码质量、提高性能和简化开发过程。例如，如果我们的应用需要进行高性能的垃圾收集操作，我们可以考虑使用G1垃圾收集器。

示例代码

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class G1GCExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个大的数据集
        List<String> largeList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            largeList.add("Item " + i);
        }

        // 使用G1垃圾收集器时，可以设置以下JVM参数
        // java -XX:+UseG1GC -jar application.jar

        // 对数据集进行操作
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        for (String item : largeList) {
            map.put(item, "value_" + item);
        }

        // 打印一些数据
        System.out.println("Map size: " + map.size());
    }
}

在运行这段代码时，可以通过设置JVM参数来启用G1垃圾收集器：

java -XX:+UseG1GC -jar application.jar

通过这种方式，可以充分利用G1垃圾收集器的优势，提高应用的性能和稳定性。

解决开发中遇到的问题与分享经验

在开发过程中，可能会遇到一些性能瓶颈或代码复杂性问题。JDK10的新特性可以帮助我们解决这些问题。例如，如果在开发过程中遇到了性能瓶颈，可以考虑使用JFR进行性能分析，或者使用G1垃圾收集器来优化垃圾收集性能。

示例代码

import jdk.jfr.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class PerformanceAnalysisExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 启动JFR记录
        Recording recording = new Recording();
        recording.start();

        // 创建一个大的数据集
        List<String> largeList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            largeList.add("Item " + i);
        }

        // 对数据集进行操作
        for (String item : largeList) {
            // 模拟一些耗时操作
            Thread.sleep(1);
        }

        // 停止JFR记录
        recording.stop();

        // 输出JFR记录的信息
        System.out.println("JFR recording stopped");
    }
}

在运行这段代码时，可以通过设置JVM参数来启动JFR记录：

java -XX:StartFlightRecording=filename=myrecording.jfr -jar application.jar

通过这种方式，可以生成详细的运行时日志，帮助我们进行性能分析和调试。

总结来看，JDK10带来了许多新特性，它们可以显著提高开发效率、简化代码和提升性能。通过实际案例的展示，我们可以在实际项目中充分利用这些新特性，解决开发中遇到的问题，提高应用的质量和稳定性。

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