本文将详细介绍JDK11的新特性及其项目实战,包括HTTP Client API的使用、ZGC和Shenandoah GC的引入以及如何迁移Java EE和CORBA模块。通过实战项目演练,读者将能够更好地掌握JDK11新特性项目实战的技巧和方法。
JDK11简介与安装 JDK11版本发布背景Java自1995年诞生以来,一直是企业级应用开发的首选语言。Java开发工具包(Java Development Kit,简称JDK)是开发Java应用程序的必备工具。JDK 11是Oracle官方发布的长期支持版(LTS),于2018年9月25日正式发布。该版本引入了多项新特性和改进,旨在提高Java程序的性能、安全性和稳定性。
- 性能提升:JDK 11在垃圾回收(Garbage Collection, GC)方面进行了改进,引入了ZGC和Shenandoah GC,提高了应用程序的性能。
- 安全性增强:JDK 11加强了对TLS协议的支持,引入了TLS 1.3,并移除了旧版本的TLS协议。此外,还增强了对Java应用程序的安全性,包括移除了Java EE和CORBA模块。
- 语言特性的增强:JDK 11引入了一个新的HTTP Client API,该API是标准库的一部分,这使得开发人员在处理HTTP请求时更加方便。
JDK 11的安装过程相对简单,以下是详细的安装步骤:
- 下载JDK 11:首先,访问Oracle官方网站(https://www.oracle.com/java/technologies/javase-jdk11-downloads.html)下载JDK 11的安装包。确保选择适合您操作系统的版本。
- 解压安装包:下载完成后,通过解压工具(如7-Zip)将安装包解压到指定目录。例如,Windows用户可以选择C:\Program Files\Java\jdk-11.0.1,Mac用户可以选择/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk-11.0.1.jdk。
- 环境变量配置:配置环境变量,并确保Java Home、Path和Class Path的正确设置。
- Windows配置:
- 打开“控制面板”->“系统和安全”->“系统”->“高级系统设置”->“环境变量”。
- 在“系统变量”中新建一个名为
JAVA_HOME
的变量,其值为JDK的安装路径(如C:\Program Files\Java\jdk-11.0.1)。 - 编辑
Path
变量,在末尾添加;%JAVA_HOME%\bin
。
- Mac/Linux配置:
- 编辑
~/.bashrc
或~/.zshrc
文件,添加如下配置:export JAVA_HOME=/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk-11.0.1.jdk/Contents/Home export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
- 保存文件并运行
source ~/.bashrc
或source ~/.zshrc
使配置生效。
- 编辑
- Windows配置:
- 验证安装:打开命令行工具,输入
java -version
或javac -version
命令,查看是否正确安装了JDK 11。
搭建Java开发环境是Java开发者的基础工作。在安装JDK 11之后,以下步骤将进一步帮助您搭建一个完整的Java开发环境:
- 集成开发环境(IDE)的选择:选择一个适合您的IDE,比如Eclipse、IntelliJ IDEA、NetBeans等。推荐使用IntelliJ IDEA,因为它功能强大、界面友好,非常适合Java项目的开发。以下是使用IntelliJ IDEA配置JDK环境的步骤:
- 打开IntelliJ IDEA,进入
File
菜单,选择Project Structure
。 - 在
Project Structure
窗口中,选择SDKs
,点击+
号选择JDK
选项。 - 在弹出的窗口中选择已经安装的JDK 11版本,点击
OK
。 - 选择
Project
,设置Project SDK
为刚刚配置的JDK 11。 - 最后点击
Apply
和OK
保存设置。
- 打开IntelliJ IDEA,进入
- 构建工具:选择一个构建工具,推荐使用Maven或Gradle。以下是使用Maven的简单配置示例:
- 在项目根目录下创建
pom.xml
文件,输入以下配置:<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"> <modelVersion>4.0.0</modelVersion> <groupId>com.example</groupId> <artifactId>example</artifactId> <version>1.0-SNAPSHOT</version> <dependencies> <dependency> <groupId>org.apache.httpcomponents</groupId> <artifactId>httpclient</artifactId> <version>4.5.13</version> </dependency> </dependencies> </project>
- 在项目根目录下创建
- 版本控制工具:选择一个版本控制工具,如Git。以下是在IntelliJ IDEA中配置Git的步骤:
- 打开IntelliJ IDEA,进入
File
菜单,选择Settings
。 - 在
Settings
窗口中选择Version Control
,点击Git
,配置Git路径。 - 点击
OK
保存设置。
- 打开IntelliJ IDEA,进入
- IDE插件:安装一些常用插件,如Lombok、Spring Boot等,以提高开发效率。在IntelliJ IDEA中,可以通过
Plugins
菜单下载并安装插件。 - 开发规范:制定一套开发规范,例如代码风格、命名规范、注释规范等,以确保团队开发的一致性和规范性。
通过完成以上步骤,您将搭建起一个功能完备的Java开发环境,可以开始使用JDK 11进行开发了。
JDK11主要新特性介绍 HTTP Client APIHTTP Client API是JDK 11引入的一个新的HTTP客户端API,它提供了发送HTTP请求和处理HTTP响应的能力。这一API设计初衷是为了替代现有的java.net.HttpURLConnection
,并改善Java应用程序在处理HTTP请求时的灵活性和性能。
HTTP Client API的基本使用
HTTP Client API在java.net.http
包下,支持GET
、POST
、PUT
、DELETE
等多种HTTP请求方式。其主要类包括:
HttpClient
:用于发送HTTP请求。HttpRequest
:封装HTTP请求,包括方法、URL、头部和正文。HttpResponse
:封装HTTP响应,包括状态码、头部和正文。HttpClient.Builder
:用于构建HttpClient
实例。
使用HTTP Client API发送GET请求的基本步骤如下:
- 创建一个
HttpRequest
实例。 - 使用
HttpClient
发送请求。 - 获取并处理响应。
下面是一个简单的GET请求示例:
import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;
import java.net.http.HttpClient.*;
import java.net.http.HttpRequest.*;
import java.net.http.HttpResponse.*;
import java.net.http.*;
import java.net.*;
import java.time.Duration;
import java.util.concurrent.*;
public class HttpClientDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 创建HttpClient实例
HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
// 创建HttpRequest实例
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
.uri(new URI("https://example.com"))
.build();
// 发送GET请求
HttpResponse<String> response = client.send(request, BodyHandlers.ofString());
// 输出响应
System.out.println("Status code: " + response.statusCode());
System.out.println("Response body: " + response.body());
}
}
使用HTTP Client API发送POST请求
发送POST请求与发送GET请求类似,但需要额外设置请求体。以下是一个发送POST请求的示例:
import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;
import java.net.http.HttpClient.*;
import java.net.http.HttpRequest.*;
import java.net.http.HttpResponse.*;
import java.net.http.*;
import java.net.*;
import java.time.Duration;
import java.util.concurrent.*;
public class HttpClientPostDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 创建HttpClient实例
HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
// 创建HttpRequest实例
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
.uri(new URI("https://example.com"))
.POST(HttpRequest.BodyPublishers.ofString("some data"))
.build();
// 发送POST请求
HttpResponse<String> response = client.send(request, BodyHandlers.ofString());
// 输出响应
System.out.println("Status code: " + response.statusCode());
System.out.println("Response body: " + response.body());
}
}
处理HTTP响应及错误
HTTP Client API提供了丰富的错误处理和响应处理机制。例如,可以通过HttpResponse
对象获取响应的状态码和响应体,也可以通过try-catch
块捕获异常。
下面展示了如何处理HTTP响应和异常:
import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;
import java.net.http.HttpClient.*;
import java.net.http.HttpRequest.*;
import java.net.http.HttpResponse.*;
import java.net.http.*;
import java.net.*;
import java.time.Duration;
import java.util.concurrent.*;
public class HttpClientErrorHandling {
public static void main(String[] args) {
HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
.uri(new URI("https://example.com"))
.build();
try {
HttpResponse<String> response = client.send(request, BodyHandlers.ofString());
System.out.println("Status code: " + response.statusCode());
System.out.println("Response body: " + response.body());
} catch (IOException | InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
其他增强功能
除了HTTP Client API之外,JDK 11还引入了其他增强功能,例如Java Platform Module System(JPMS)的改进、增加对Java Flight Recorder的支持、以及在JVM启动时默认开启TLS 1.3等。这些改进提升了Java程序的可维护性和安全性。
引入ZGC和Shenandoah GCJVM内存管理概述
Java虚拟机(Java Virtual Machine,简称JVM)是Java应用程序运行的基础。在JVM中,内存管理是通过垃圾回收器(Garbage Collector,简称GC)来实现的。GC的主要任务是自动管理和释放不再使用的内存,从而提高程序的性能和稳定性。JVM的内存分为多个区域,包括堆(Heap)、栈(Stack)、方法区(Method Area)、程序计数器(Program Counter)和本地方法栈(Native Method Stack)。
堆(Heap)是Java对象的存储区域,是GC的主要工作区域。堆内存可以进一步分为新生代(Young Generation)和老年代(Old Generation)。新生代又分为Eden区和Survivor区,老年代则用于存放长期存活的对象。GC的目标是高效地管理和释放堆内存中的不再使用的对象,以避免内存泄漏。
ZGC和Shenandoah GC特性对比
JDK 11引入了两个新的垃圾回收器:ZGC(Z Garbage Collector)和Shenandoah GC。这两个GC分别由Azul Systems和Red Hat公司开发。
ZGC
- 特性:
- ZGC是基于“染色指针”(Colored Pointers)和“染色原子”(Colored Atoms)技术实现的一种低延迟、可伸缩的垃圾回收器。
- ZGC可以在运行时动态地分配内存,从而避免了内存碎片化。
- ZGC的回收周期非常短,通常在2毫秒(ms)以内,这使得应用程序可以保持低延迟。
- 适用场景:
- 适用于需要低延迟的应用场景,如实时交易系统和在线游戏等。
Shenandoah GC
- 特性:
- Shenandoah GC同样是一种低延迟的垃圾回收器,它实现了“全堆并行化”(Full Heap Parallelism)。
- Shenandoah GC可以充分利用多核处理器的优势,从而提高GC的吞吐量。
- Shenandoah GC在GC过程中保持应用程序的响应性。
- 适用场景:
- 适用于需要高吞吐量的应用场景,如大规模数据分析和实时渲染等。
如何启用ZGC和Shenandoah GC
启用ZGC或Shenandoah GC只需要在启动Java应用程序时传递相应的JVM参数。以下是启用ZGC和Shenandoah GC的基本步骤:
启用ZGC
java -XX:+UseZGC -jar application.jar
启用Shenandoah GC
java -XX:+UseShenandoahGC -jar application.jar
具体代码示例
启用ZGC的代码示例
public class ZGCDemo {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Starting application with ZGC");
// 启用ZGC
System.setProperty("java.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism", "1");
// 创建并启动一个线程
new Thread(() -> {
// 模拟长时间运行的任务
try {
Thread.sleep(10000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
}
}
启用Shenandoah GC的代码示例
public class ShenandoahGCDemo {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Starting application with Shenandoah GC");
// 启用Shenandoah GC
System.setProperty("jdk.shenandoah.gc.threads", "2");
// 创建并启动一个线程
new Thread(() -> {
// 模拟长时间运行的任务
try {
Thread.sleep(10000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
}
}
通过上面的示例代码,可以看到ZGC和Shenandoah GC为Java应用程序提供了更灵活的垃圾回收选项,有助于提高应用程序的性能和响应性。
移除Java EE和CORBA模块Java EE相关特性迁移方案
JDK 11版本的一个重要变化是移除了Java EE相关特性。Java EE(Java Platform, Enterprise Edition)是一套标准规范,用于构建企业级Java应用程序。随着Java EE规范的开放和标准化,JDK 11中不再包含Java EE相关的API和实现。
迁移Java EE相关特性到JDK 11,有以下几种方案:
使用Jakarta EE
Jakarta EE是Java EE的继承者,旨在继续推进企业应用的开发标准。迁移到Jakarta EE,可以通过以下步骤:
-
引入Jakarta EE依赖:使用Maven或Gradle引入Jakarta EE相关依赖。
- Maven示例:
<dependency> <groupId>org.glassfish.jersey.core</groupId> <artifactId>jersey-server</artifactId> <version>2.32</version> </dependency>
- Gradle示例:
implementation 'org.glassfish.jersey.core:jersey-server:2.32'
- Maven示例:
- 迁移代码:将原Java EE代码迁移到Jakarta EE代码。通常情况下,只需将
java
包名替换为jakarta
,代码基本可以无缝迁移。- 示例:
import javax.servlet.http.HttpServlet; import javax.servlet.http.HttpServletRequest; import javax.servlet.http.HttpServletResponse; import jakarta.servlet.http.HttpServlet; // 替换成jakarta import jakarta.servlet.http.HttpServletRequest; // 替换成jakarta import jakarta.servlet.http.HttpServletResponse; // 替换成jakarta
- 示例:
使用替代库
如果迁移至Jakarta EE不适用于项目的情况,可以考虑使用替代库来实现Java EE特性。例如,可以使用Spring Boot来替代Java EE Servlet容器和依赖注入功能。
迁移示例:
// 从Java EE迁移到Spring Boot的示例
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class HelloController {
@GetMapping("/hello")
public String hello() {
return "Hello, World!";
}
}
CORBA模块移除原因及影响分析
CORBA(Common Object Request Broker Architecture)是一种面向对象的分布式计算技术。它允许不同语言和平台之间的对象相互调用。JDK 11移除了CORBA模块,主要原因如下:
- 标准化:CORBA功能已经在Java EE中实现,而Java EE已被Jakarta EE所替代。
- 维护成本:CORBA模块的维护成本较高,且使用频率较低。
- 技术趋势:现代分布式系统更多采用轻量级、易于集成的技术,如RESTful API、gRPC等。
移除CORBA模块对现有项目的影响主要体现在以下几个方面:
- 依赖迁移:需要迁移项目中使用CORBA的代码,寻找替代方案。
- 性能提升:移除不必要的模块可以减少内存占用和提高应用程序的性能。
- 兼容性:确保迁移后的代码兼容旧版本的CORBA实现。
推荐替代方案
对于需要使用CORBA功能的项目,建议采用以下替代方案:
- RESTful API:使用Spring Boot或Jersey构建一个RESTful API服务。
- gRPC:对于高吞吐量的应用场景,可以考虑使用gRPC。
示例代码:
// 使用Spring Boot构建RESTful API服务
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class HelloWorldController {
@GetMapping("/hello")
public String hello() {
return "Hello, World!";
}
}
通过以上示例代码,可以看到迁移Java EE特性和CORBA模块到现代替代方案的详细步骤和方法。
JDK11项目实战演练 实战项目选题选择一个合适的实战项目可以有效地提升开发技能。以下是一些建议的实战项目选题:
- Web应用开发:使用Spring Boot或Java EE(Jakarta EE)构建一个简单的Web应用,例如一个用户管理系统。
- API接口开发:使用Spring Boot或Jersey开发一个RESTful API,提供用户注册、登录、查询等功能。
- 数据处理项目:使用Java进行大数据处理,例如分析日志文件、处理CSV文件等。
- 机器学习应用:使用Java和相关库(如Weka、Apache Mahout)开发一个简单的机器学习应用,例如分类算法。
对于初学者,建议从简单的项目开始,例如一个用户管理系统或API接口开发项目。以下是一个简单的用户管理系统项目。
用户管理系统项目概述
用户管理系统是一个常见的项目类型,它涉及用户注册、登录、查询等基本功能。该项目可以分为以下几个部分:
- 用户注册:允许用户注册新账号。
- 用户登录:允许用户使用注册账号登录。
- 用户查询:允许查询用户的个人信息。
- 数据存储:将用户数据存储在数据库中。
技术选型
- 后端:使用Spring Boot框架。
- 数据库:使用MySQL数据库存储用户信息。
- 前端:使用Thymeleaf模板引擎。
项目开发流程
1. 创建Spring Boot项目
使用Spring Initializr或IDE工具创建一个Spring Boot项目,引入必要的依赖,例如Spring Web、Spring Data JPA、Spring Security等。
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>
</dependencies>
2. 设计数据库表结构
根据项目需求设计数据库表结构。例如,用户表可以包含用户名、密码、邮箱等字段。
CREATE TABLE users (
id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
username VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE,
password VARCHAR(100) NOT NULL,
email VARCHAR(100) NOT NULL UNIQUE
);
3. 创建实体类
创建实体类来映射数据库表结构。
import javax.persistence.Entity;
import javax.persistence.GeneratedValue;
import javax.persistence.GenerationType;
import javax.persistence.Id;
@Entity
public class User {
@Id
@GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
private int id;
private String username;
private String password;
private String email;
// Getters and Setters
}
4. 创建数据访问层
创建数据访问层(Repository)来处理数据库访问逻辑。
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;
public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Integer> {
}
5. 创建控制器
创建控制器来处理HTTP请求。
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
import java.util.List;
@RestController
@RequestMapping("/users")
public class UserController {
private final UserRepository userRepository;
public UserController(UserRepository userRepository) {
this.userRepository = userRepository;
}
@PostMapping("/register")
public User registerUser(@RequestBody User user) {
user.setPassword(passwordEncoder().encode(user.getPassword()));
return userRepository.save(user);
}
@GetMapping("/all")
public List<User> getAllUsers() {
return userRepository.findAll();
}
@GetMapping("/{id}")
public User getUserById(@PathVariable int id) {
return userRepository.findById(id).orElse(null);
}
}
6. 测试
使用Postman或IDE内置的HTTP客户端测试接口的正确性。
项目部署与调试技巧
项目部署
部署Java应用到生产环境通常涉及几个步骤:
- 打包应用:使用
mvn package
或gradle build
命令将代码打包成可执行的JAR或WAR文件。 - 配置服务器:配置应用服务器(如Tomcat、Jetty)或云平台(如AWS、Google Cloud)。
- 启动服务器:在服务器上启动应用服务器并部署应用。
示例:
java -jar target/myapp.jar
调试技巧
调试Java应用时,可以使用IDE内置的调试工具或日志框架(如SLF4J、Log4j)。以下是一些常见的调试技巧:
- 使用断点:在代码中设置断点,运行到断点时暂停执行。
- 查看变量:查看变量的当前值,帮助理解程序状态。
- 日志输出:在关键位置添加日志输出,记录程序执行过程中的信息。
- 使用调试工具:使用JDB(Java Debugger)或IDE的调试工具进行深入调试。
通过以上步骤和代码示例,可以构建一个简单的用户管理系统,同时学习到Spring Boot框架的基本使用方法。
通过以上步骤,您可以实现一个简单的用户管理系统,同时掌握了Spring Boot框架的基本使用方法。这种实战演练不仅有助于提高开发技能,还能加深对JDK 11新特性的理解。
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