Java 14 ~ 15 新特性概览

Java14

空指针异常精准提示

通过 JVM 参数中添加-XX:+ShowCodeDetailsInExceptionMessages，可以在空指针异常中获取更为详细的调用信息，更快的定位和解决问题。

a.b.c.i = 99; // 假设这段代码会发生空指针

Java 14 之前：

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
    at NullPointerExample.main(NullPointerExample.java:5)

Java 14 之后：

 // 增加参数后提示的异常中很明确的告知了哪里为空导致
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException:
        Cannot read field 'c' because 'a.b' is null.
    at Prog.main(Prog.java:5)

switch 的增强(转正)

Java12 引入的 switch（预览特性）在 Java14 变为正式版本，不需要增加参数来启用，直接在 JDK14 中就能使用。

Java12 为 switch 表达式引入了类似 lambda 语法条件匹配成功后的执行块，不需要多写 break ，Java13 提供了 yield 来在 block 中返回值。

String result = switch (day) {
            case "M", "W", "F" -> "MWF";
            case "T", "TH", "S" -> "TTS";
            default -> {
                if(day.isEmpty())
                    yield "Please insert a valid day.";
                else
                    yield "Looks like a Sunday.";
            }

        };
System.out.println(result);

预览新特性

record 关键字

record 关键字可以简化 数据类（一个 Java 类一旦实例化就不能再修改）的定义方式，使用 record 代替 class 定义的类，只需要声明属性，就可以在获得属性的访问方法，以及 toString()，hashCode(), equals()方法

类似于使用 class 定义类，同时使用了 lombok 插件，并打上了@Getter,@ToString,@EqualsAndHashCode注解

/**
 * 这个类具有两个特征
 * 1. 所有成员属性都是final
 * 2. 全部方法由构造方法，和两个成员属性访问器组成（共三个）
 * 那么这种类就很适合使用record来声明
 */
final class Rectangle implements Shape {
    final double length;
    final double width;

    public Rectangle(double length, double width) {
        this.length = length;
        this.width = width;
    }

    double length() { return length; }
    double width() { return width; }
}
/**
 * 1. 使用record声明的类会自动拥有上面类中的三个方法
 * 2. 在这基础上还附赠了equals()，hashCode()方法以及toString()方法
 * 3. toString方法中包括所有成员属性的字符串表示形式及其名称
 */
record Rectangle(float length, float width) { }

文本块

Java14 中，文本块依然是预览特性，不过，其引入了两个新的转义字符：

\ : 表示行尾，不引入换行符
\s ：表示单个空格

String str = "凡心所向，素履所往，生如逆旅，一苇以航。";

String str2 = """
        凡心所向，素履所往， \
        生如逆旅，一苇以航。""";
System.out.println(str2);// 凡心所向，素履所往， 生如逆旅，一苇以航。
String text = """
        java
        c++\sphp
        """;
System.out.println(text);
//输出：
java
c++ php

instanceof 增强

依然是预览特性 ，Java 12 新特性中介绍过。

Java14 其他特性

从 Java11 引入的 ZGC 作为继 G1 过后的下一代 GC 算法，从支持 Linux 平台到 Java14 开始支持 MacOS 和 Window（个人感觉是终于可以在日常开发工具中先体验下 ZGC 的效果了，虽然其实 G1 也够用）
移除了 CMS(Concurrent Mark Sweep) 垃圾收集器（功成而退）
新增了 jpackage 工具，标配将应用打成 jar 包外，还支持不同平台的特性包，比如 linux 下的deb和rpm，window 平台下的msi和exe

Java15

CharSequence

CharSequence 接口添加了一个默认方法 isEmpty() 来判断字符序列为空，如果是则返回 true。

public interface CharSequence {
  default boolean isEmpty() {
      return this.length() == 0;
  }
}

TreeMap

TreeMap 新引入了下面这些方法：

putIfAbsent()
computeIfAbsent()
computeIfPresent()
compute()
merge()

ZGC(转正)

Java11 的时候，ZGC 还在试验阶段。

当时，ZGC 的出现让众多 Java 开发者看到了垃圾回收器的另外一种可能，因此备受关注。

经过多个版本的迭代，不断的完善和修复问题，ZGC 在 Java 15 已经可以正式使用了！

不过，默认的垃圾回收器依然是 G1。你可以通过下面的参数启动 ZGC：

$ java -XX:+UseZGC className

EdDSA(数字签名算法)

新加入了一个安全性和性能都更强的基于 Edwards-Curve Digital Signature Algorithm （EdDSA）实现的数字签名算法。

虽然其性能优于现有的 ECDSA 实现，不过，它并不会完全取代 JDK 中现有的椭圆曲线数字签名算法( ECDSA)。

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

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

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

String encodedString = Base64.getEncoder().encodeToString(s);
System.out.println(encodedString);

输出：

0Hc0lxxASZNvS52WsvnncJOH/mlFhnA8Tc6D/k5DtAX5BSsNVjtPF4R4+yMWXVjrvB2mxVXmChIbki6goFBgAg==

文本块(转正)

在 Java 15 ，文本块是正式的功能特性了。

隐藏类(Hidden Classes)

隐藏类是为框架（frameworks）所设计的，隐藏类不能直接被其他类的字节码使用，只能在运行时生成类并通过反射间接使用它们。

预览新特性

密封类

Java 15 对 Java 14 中引入的预览新特性进行了增强，主要是引入了一个新的概念 密封类（Sealed Classes）。

密封类可以对继承或者实现它们的类进行限制。

比如抽象类 Person 只允许 Employee 和 Manager 继承。

public abstract sealed class Person
    permits Employee, Manager {

    //...
}

另外，任何扩展密封类的类本身都必须声明为 sealed、non-sealed 或 final。

public final class Employee extends Person {
}

public non-sealed class Manager extends Person {
}

如果允许扩展的子类和封闭类在同一个源代码文件里，封闭类可以不使用 permits 语句，Java 编译器将检索源文件，在编译期为封闭类添加上许可的子类。

instanceof 模式匹配

Java 15 并没有对此特性进行调整，继续预览特性，主要用于接受更多的使用反馈。

在未来的 Java 版本中，Java 的目标是继续完善 instanceof 模式匹配新特性。

Java15 其他新特性

Nashorn JavaScript 引擎彻底移除 ：Nashorn 从 Java8 开始引入的 JavaScript 引擎，Java9 对 Nashorn 做了些增强，实现了一些 ES6 的新特性。在 Java 11 中就已经被弃用，到了 Java 15 就彻底被删除了。
DatagramSocket API 重构
禁用和废弃偏向锁（Biased Locking） ：偏向锁的引入增加了 JVM 的复杂性大于其带来的性能提升。不过，你仍然可以使用 -XX:+UseBiasedLocking 启用偏向锁定，但它会提示这是一个已弃用的 API。
……

总结

关于预览特性

先贴一段 oracle 官网原文：This is a preview feature, which is a feature whose design, specification, and implementation are complete, but is not permanent, which means that the feature may exist in a different form or not at all in future JDK releases. To compile and run code that contains preview features, you must specify additional command-line options.

这是一个预览功能，该功能的设计，规格和实现是完整的，但不是永久性的，这意味着该功能可能以其他形式存在或在将来的 JDK 版本中根本不存在。要编译和运行包含预览功能的代码，必须指定其他命令行选项。

就以switch的增强为例子，从 Java12 中推出，到 Java13 中将继续增强，直到 Java14 才正式转正进入 JDK 可以放心使用，不用考虑后续 JDK 版本对其的改动或修改

一方面可以看出 JDK 作为标准平台在增加新特性的严谨态度，另一方面个人认为是对于预览特性应该采取审慎使用的态度。特性的设计和实现容易，但是其实际价值依然需要在使用中去验证

JVM 虚拟机优化

每次 Java 版本的发布都伴随着对 JVM 虚拟机的优化，包括对现有垃圾回收算法的改进，引入新的垃圾回收算法，移除老旧的不再适用于今天的垃圾回收算法等

整体优化的方向是高效，低时延的垃圾回收表现

对于日常的应用开发者可能比较关注新的语法特性，但是从一个公司角度来说，在考虑是否升级 Java 平台时更加考虑的是JVM 运行时的提升

参考

Oracle Java14 record https://docs.oracle.com/en/java/javase/14/language/records.html
java14-features https://www.techgeeknext.com/java/java14-features
Java 14 Features : https://www.journaldev.com/37273/java-14-features
What is new in Java 15: https://mkyong.com/java/what-is-new-in-java-15/

YBL

Java14

空指针异常精准提示

switch 的增强(转正)

预览新特性

record 关键字

文本块

instanceof 增强

Java14 其他特性

Java15

CharSequence

TreeMap

ZGC(转正)

EdDSA(数字签名算法)

文本块(转正)

隐藏类(Hidden Classes)

预览新特性

密封类

instanceof 模式匹配

Java15 其他新特性

总结

关于预览特性

JVM 虚拟机优化

参考