Java 18 新功能介紹
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Java 18 在2022 年 3 月 22 日正式釋出，Java 18 不是一個長期支援版本，這次更新共帶來 9 個新功能。
OpenJDK Java 18 下載：https://jdk.java.net/18/
OpenJDK Java 18 文件：https://openjdk.java.net/projects/jdk/18/
| JEP | 描述 |
|---|---|
| JEP 400 | 預設為 UTF-8 |
| JEP 408 | 簡單的網路伺服器 |
| JEP 413 | Java API 文件中的程式碼片段 |
| JEP 416 | 使用方法控制代碼重新實現核心反射 |
| JEP 417 | Vector API（三次孵化） |
| JEP 418 | 網際網路地址解析 SPI |
| JEP 419 | Foreign Function & Memory API (二次孵化) |
| JEP 420 | switch 模式匹配（二次預覽） |
| JEP 421 | 棄用完成刪除 |
JEP 400：預設 UTF-8 字元編碼
JDK 一直都是支援 UTF-8 字元編碼，這次是把 UTF-8 設定為了預設編碼，也就是在不加任何指定的情況下，預設所有需要用到編碼的 JDK API 都使用 UTF-8 編碼，這樣就可以避免因為不同系統，不同地區，不同環境之間產生的編碼問題。
Mac OS 預設使用 UTF-8 作為預設編碼，但是其他作業系統上，編碼可能取決於系統的配置或者所在區域的設定。如中國大陸的 windows 使用 GBK 作為預設編碼。很多同學初學 Java 時可能都遇到過一個正常編寫 Java 類，在 windows 系統的命令控制檯中執行卻出現亂碼的情況。
使用下面的命令可以輸出 JDK 的當前編碼。
# Mac 系統，預設 UTF-8 ➜ ~ java -XshowSettings:properties -version 2>&1 | grep file.encoding file.encoding = UTF-8 file.encoding.pkg = sun.io ➜ ~
下面編寫一個簡單的 Java 程式，輸出預設字元編碼，然後輸出中文漢字 ”你好“，看看 Java 18 和 Java 17 執行區別。
系統環境：Windows 11
import java.nio.charset.Charset;
public class Hello{
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Charset.defaultCharset()); System.out.println("你好"); }
}從下面的執行結果中可以看到，使用 JDK 17 執行輸出的預設字元編碼是 GBK，輸出的中文 ”你好“ 已經亂碼了；亂碼是因為 VsCode 預設的文字編輯器編碼是 UTF-8，而中國地區的 Windows 11 預設字元編碼是 GBK，也是 JDK 17 預設獲取到的編碼，所以會在控制檯輸出時亂碼；而使用 JDK 18 輸出的預設編碼就是 UTF-8，所以可以正常的輸出中文 ”你好“。
JEP 408：簡單的 Web伺服器
在 Java 18 中，提供了一個新命令 jwebserver，執行這個命令可以啟動一個簡單的 、最小化的靜態Web 伺服器，它不支援 CGI 和 Servlet，所以最好的使用場景是用來測試、教育、演示等需求。
其實在如 Python、Ruby、PHP、Erlang 等許多平臺都提供了開箱即用的 Web 伺服器，可見一個簡單的Web 伺服器是一個常見的需求，Java 一直沒有這方面的支援，現在可以了。
在 Java 18 中，使用 jwebserver 啟動一個 Web 伺服器，預設釋出的是當前目錄。
在當前目錄建立一個網頁檔案 index.html
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" />
</head>
<body>
<h1>標題</h1>
</body>
</html>
啟動 jwebserver.
➜ bin ./jwebserver
Binding to loopback by default. For all interfaces use "-b 0.0.0.0" or "-b ::".
Serving /Users/darcy/develop/jdk-18.jdk/Contents/Home/bin and subdirectories on 127.0.0.1 port 8000
URL http://127.0.0.1:8000/
瀏覽器訪問：
有請求時會在控制檯輸出請求資訊：
127.0.0.1 - - [26/3月/2022:16:53:30 +0800] "GET /favicon.ico HTTP/1.1" 404 -
127.0.0.1 - - [26/3月/2022:16:55:13 +0800] "GET / HTTP/1.1" 200 -
通過 help 引數可以檢視 jwebserver 支援的引數。
➜ bin ./jwebserver --help
Usage: jwebserver [-b bind address] [-p port] [-d directory]
[-o none|info|verbose] [-h to show options]
[-version to show version information]
Options:
-b, --bind-address - 繫結地址. Default: 127.0.0.1 (loopback).
For all interfaces use "-b 0.0.0.0" or "-b ::".
-d, --directory - 指定目錄. Default: current directory.
-o, --output - Output format. none|info|verbose. Default: info.
-p, --port - 繫結埠. Default: 8000.
-h, -?, --help - Prints this help message and exits.
-version, --version - Prints version information and exits.
To stop the server, press Ctrl + C.
JEP 413：Javadoc 中支援程式碼片段
在 Java 18 之前，已經支援在 Javadoc 中引入程式碼片段，這樣可以在某些場景下更好的展示描述資訊，但是之前的支援功能有限，比如我想高亮程式碼片段中的某一段程式碼是無能為力的。現在 Java 18 優化了這個問題，增加了 @snippet 來引入更高階的程式碼片段。
在 Java 18 之前，使用 <pre>{@code ...}</pre> 來引入程式碼片段。
/**
* 時間工具類
* Java 18 之前引入程式碼片段：
* <pre>{@code
* public static String timeStamp() {
* long time = System.currentTimeMillis();
* return String.valueOf(time / 1000);
* }
* }</pre>
*
*/
生成 Javadoc 之後，效果如下：
高亮程式碼片段
從 Java 18 開始，可以使用 @snippet 來生成註釋，且可以高亮某個程式碼片段。
/**
* 在 Java 18 之後可以使用新的方式
* 下面的程式碼演示如何使用 {@code Optional.isPresent}:
* {@snippet :
* if (v.isPresent()) {
* System.out.println("v: " + v.get());
* }
* }
*
* 高亮顯示 println
*
* {@snippet :
* class HelloWorld {
* public static void main(String... args) {
* System.out.println("Hello World!"); // @highlight substring="println"
* }
* }
* }
*
*/
效果如下，更直觀，效果更好。
正則高亮程式碼片段
甚至可以使用正則來高亮某一段中的某些關鍵詞：
/**
* 正則高亮：
* {@snippet :
* public static void main(String... args) {
* for (var arg : args) { // @highlight region regex = "\barg\b"
* if (!arg.isBlank()) {
* System.out.println(arg);
* }
* } // @end
* }
* }
*/
生成的 Javadoc 效果如下:
替換程式碼片段
可以使用正則表示式來替換某一段程式碼。
/**
* 正則替換：
* {@snippet :
* class HelloWorld {
* public static void main(String... args) {
* System.out.println("Hello World!"); // @replace regex='".*"' replacement="..."
* }
* }
* }
*/
這段註釋會生成如下 Javadoc 效果。
class HelloWorld {
public static void main(String... args) {
System.out.println(...);
}
}
附：Javadoc 生成方式
# 使用 javadoc 命令生成 Javadoc 文件
➜ bin ./javadoc -public -sourcepath ./src -subpackages com -encoding utf-8 -charset utf-8 -d ./javadocout
# 使用 Java 18 的 jwebserver 把生成的 Javadoc 釋出測試
➜ bin ./jwebserver -d /Users/darcy/develop/javadocout
訪問測試：
JEP 416：使用方法控制代碼重新實現反射核心功能
Java 18 改進了 java.lang.reflect.Method、Constructor 的實現邏輯，使之效能更好，速度更快。這項改動不會改動相關 API ，這意味著開發中不需要改動反射相關程式碼，就可以體驗到效能更好反射。
OpenJDK 官方給出了新老實現的反射效能基準測試結果。
Java 18 之前：
Benchmark Mode Cnt Score Error Units
ReflectionSpeedBenchmark.constructorConst avgt 10 68.049 ± 0.872 ns/opReflectionSpeedBenchmark.constructorPoly avgt 10 94.132 ± 1.805 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.constructorVar avgt 10 64.543 ± 0.799 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.instanceFieldConst avgt 10 35.361 ± 0.492 ns/opReflectionSpeedBenchmark.instanceFieldPoly avgt 10 67.089 ± 3.288 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.instanceFieldVar avgt 10 35.745 ± 0.554 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.instanceMethodConst avgt 10 77.925 ± 2.026 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.instanceMethodPoly avgt 10 96.094 ± 2.269 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.instanceMethodVar avgt 10 80.002 ± 4.267 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.staticFieldConst avgt 10 33.442 ± 2.659 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.staticFieldPoly avgt 10 51.918 ± 1.522 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.staticFieldVar avgt 10 33.967 ± 0.451 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.staticMethodConst avgt 10 75.380 ± 1.660 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.staticMethodPoly avgt 10 93.553 ± 1.037 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.staticMethodVar avgt 10 76.728 ± 1.614 ns/opJava 18 的新實現：
Benchmark Mode Cnt Score Error Units
ReflectionSpeedBenchmark.constructorConst avgt 10 32.392 ± 0.473 ns/opReflectionSpeedBenchmark.constructorPoly avgt 10 113.947 ± 1.205 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.constructorVar avgt 10 76.885 ± 1.128 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.instanceFieldConst avgt 10 18.569 ± 0.161 ns/opReflectionSpeedBenchmark.instanceFieldPoly avgt 10 98.671 ± 2.015 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.instanceFieldVar avgt 10 54.193 ± 3.510 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.instanceMethodConst avgt 10 33.421 ± 0.406 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.instanceMethodPoly avgt 10 109.129 ± 1.959 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.instanceMethodVar avgt 10 90.420 ± 2.187 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.staticFieldConst avgt 10 19.080 ± 0.179 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.staticFieldPoly avgt 10 92.130 ± 2.729 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.staticFieldVar avgt 10 53.899 ± 1.051 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.staticMethodConst avgt 10 35.907 ± 0.456 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.staticMethodPoly avgt 10 102.895 ± 1.604 ns/op
ReflectionSpeedBenchmark.staticMethodVar avgt 10 82.123 ± 0.629 ns/op可以看到在某些場景下效能稍微好些。
JEP 417：Vector API（三次孵化）
在 Java 16 中引入一個新的 API 來進行向量計算，它可以在執行時可靠的編譯為支援的 CPU 架構，從而實現更優的計算能力。
在 Java 17 中改進了 Vector API 效能，增強了例如對字元的操作、位元組向量與布林陣列之間的相互轉換等功能。
現在在 JDK 18 中將繼續優化其效能。
JEP 418：網際網路地址解析 SPI
對於網際網路地址解析 SPI，為主機地址和域名地址解析定義一個 SPI，以便java.net.InetAddress可以使用平臺內建解析器以外的解析器。
InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("www.wdbyte.com");
System.out.println(inetAddress.getHostAddress());
// 輸出
// 106.14.229.49
JEP 419：Foreign Function & Memory API (第二次孵化）
新的 API 允許 Java 開發者與 JVM 之外的程式碼和資料進行互動，通過呼叫外部函式，可以在不使用 JNI 的情況下呼叫本地庫。
這是一個孵化功能；需要新增--add-modules jdk.incubator.foreign來編譯和執行 Java 程式碼，Java 18 改進了相關 API ，使之更加簡單易用。
歷史
- Java 14 JEP 370 (opens new window)引入了外部記憶體訪問 API（孵化器）。
- Java 15 JEP 383 (opens new window)引入了外部記憶體訪問 API（第二孵化器）。
- Java 16 JEP 389 (opens new window)引入了外部連結器 API（孵化器）。
- Java 16 JEP 393 (opens new window)引入了外部記憶體訪問 API（第三孵化器）。
- Java 17 JEP 412 (opens new window)引入了外部函式和記憶體 API（孵化器）。
JEP 420：switch 表示式（二次孵化）
從 Java 17 開始，對於 Switch 的改進就已經在進行了，Java 17 的 JEP 406 已經對 Switch 表示式進行了增強，使之可以減少程式碼量。
下面是幾個例子：
// JDK 17 以前
static String formatter(Object o) {
String formatted = "unknown";
if (o instanceof Integer i) {
formatted = String.format("int %d", i);
} else if (o instanceof Long l) {
formatted = String.format("long %d", l);
} else if (o instanceof Double d) {
formatted = String.format("double %f", d);
} else if (o instanceof String s) {
formatted = String.format("String %s", s);
}
return formatted;
}
而在 Java 17 之後，可以通過下面的寫法進行改進：
// JDK 17 之後
static String formatterPatternSwitch(Object o) {
return switch (o) {
case Integer i -> String.format("int %d", i);
case Long l -> String.format("long %d", l);
case Double d -> String.format("double %f", d);
case String s -> String.format("String %s", s);
default -> o.toString();
};
}
switch 可以和 null 進行結合判斷：
static void testFooBar(String s) {
switch (s) {
case null -> System.out.println("Oops"); case "Foo", "Bar" -> System.out.println("Great");
default -> System.out.println("Ok");
}
}case 時可以加入複雜表示式：
static void testTriangle(Shape s) {
switch (s) {
case Triangle t && (t.calculateArea() > 100) -> System.out.println("Large triangle");
default ->
System.out.println("A shape, possibly a small triangle");
}
}case 時可以進行型別判斷：
sealed interface S permits A, B, C {}
final class A implements S {}
final class B implements S {}
record C(int i) implements S {} // Implicitly final
static int testSealedExhaustive(S s) {
return switch (s) {
case A a -> 1;
case B b -> 2;
case C c -> 3;
};
}
JEP 421：棄用刪除相關
在未來將刪除 Finalization，目前 Finalization 仍預設保持啟用狀態，但是已經可以手動禁用；在未來的版本中，將會預設禁用；在以後的版本中，它將被刪除。需要進行資源管理可以嘗試 try-with-resources 或者 java.lang.ref.Cleaner。
參考
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