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在10月22的 Oracle Codeone大会上,Java 平台的首席架构师 Mark Reinhold 做了The Future of Java is Today的演讲, 回顾了最近 Java 的几个版本的新的功能,Java 的每年两次的发布周期, 澄清了关于发布流程和 Java 版本的几个误区。

最后花了很大的篇幅介绍了未来 Java 几个令人非常期待的几个孵化中项目,可以为Java带来更好的生产力、性能和可扩展性。我整理了这四个项目相关的知识,你可以提前了解到 Java 未来的这些酷炫的特性。


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Mark Reinhold 我不多介绍了, 之前要了解Java的未来动向看Java之父James Gosling, 他离开Oracle之后想了解Java的动向就看 Mark Reinhold。


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Java进阶交流群851531810

Project Amber

提供面向生产力的 Java 特性, 比如字符串字面值、switch 表达式、模式匹配、record 等。这个项目包含很多Java语言特性的新功能。包括

正在实现的

JEP 302 Lambda Leftovers:对lambda功能的补强, 比如下划线变量等 BiFunction<Integer, String, String> biss = (i, _) -> String.valueOf(i); lambda参数的Shadowing,消除一些歧义等修补工作

JEP 305 Pattern Matching:这个功能非常好,Scala 和 Kotlin 中的模式匹配非常强大,这个 JEP 提供了类似的功能,配合 switch 和 record,可以大大简化条件分支的处理,如:


int eval(Node n) {
    switch(n) {
        case IntNode(int i): return i;
        case NegNode(Node n): return -eval(n);
        case AddNode(Node left, Node right): return eval(left) + eval(right);
        case MulNode(Node left, Node right): return eval(left) * eval(right);
        default: throw new IllegalStateException(n);
    };
}


数据类,一行定义,省去了字段、字段访问方法和 hash、equals、toString 等方法,定义 ValueObject 简化到家了:


record Point(int x, int y);


JEP 325 Switch Expressions


int numLetters = switch (day) {
    case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> 6;
    case TUESDAY                -> 7;
    case THURSDAY, SATURDAY     -> 8;
    case WEDNESDAY              -> 9;
};


JEP 326 Raw String Literals (preview, JDK 12): 这个很多语言中都实现了,可以更好的书写字符串字面值, 尤其在正则表达式中处理很多转义符的时候,和 Go 类似:


String s = `
this is my
    embedded string
`;


JEP draft 8209434 Concise Method Bodies: 正常的方法定义以大括号包裹,这个特性提供了类似 Lambda 表达式简化方式的形式,直接单行定义方法体,类似 C# 和 Kotlin 的特性:


class MyList<T> implements List<T> {
    private List<T> aList;
    public int size() = aList::size;
    public T get(int index) = aList::get;
    ...
}


已发布的

JEP 286 Local-Variable Type Inference (var) (JDK 10):本地变量的类型推断, 也就是使用var定义变量,有些同学已经用起来了,非常的方便,有点类似动态类型的语言,感觉虽然还没有达到Scala那么灵活,已经很不错了

JEP 323 Local-Variable Syntax for Lambda Parameters

暂时搁置的

JEP 301 Enhanced Enums

总之,每一个特性都可以大大简化我们的开发,让 Java 更像一个“现代的”编程语言。

Project Loom

提供一个轻量级的用户态的纤程,叫做 fiber,更加简化并发编程,而且更有效。

这个特性多年前我介绍过: https://colobu.com/2016/08/01/talk-about-quasar-again/,当时它还像一个玩具,开发的时候很麻烦,而且有一些坑。作者后来负责这个 JEP,可以很好的从 Java 实现的角度去实现 fiber,所以很是期待。


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Mark Reinhold 首先使用 jshell 演示了 fiber 的使用,一两行程序就可以做到,我觉得方便性可以和 goroutine 相媲美了。他接着使用一个 Restful 的例子比较了 Thread 和 Fiber 的性能, Restful 服务收到请求后暂停100毫秒,模拟一个慢的 IO 操作,结果显示 Thread 很多几百毫秒的尖峰,而 fiber 在预热之后一直稳定在100毫秒。 这绝对是 Java 程序员值的关注一个新特性。


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例子使用 Jetty 做服务器,线程池执行命令的时候让 fiber 去调度,这种方式对现有的代码改动很小。


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我比较关注的是如果它的内部调度算法怎么实现的,另外,一个包含复杂业务完成时间较长的 fiber 是否能被调度器自动调度,以便使用有限的线程调度其它的 fiber, 类似 goroutine 在系统调用的时候自动插入检查点。

Project Panama

提升 JVM 和外部(非 Java)代码和数据联系

当然,这个项目不仅仅是简化JNI的开发,而且提供了很多的特性:

  • native function calling from JVM (C, C++), specifically per JEP 191
  • native data access from JVM or inside JVM heap
  • new data layouts in JVM heap
  • native metadata definition for JVM
  • header file API extraction tools (see below)
  • native library management APIs
  • native-oriented interpreter and runtime “hooks”
  • class and method resolution “hooks”
  • native-oriented JIT optimizations
  • tooling or wrapper interposition for safety
  • exploratory work with difficult-to-integrate native libraries


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Mark Reinhold 在演讲中举了两个例子,首先是为 POSIX 操作系统 API 的头文件 unistd.h 中的函数生成 Java 的可访问代码。


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jextract 工具会生成一堆的函数和类型,关键这些是从c的头文件中自动生成的,你不必费劲心思去自己设计类型和方法了。这一点比Go语言中的 CGO 要方便多了,快捷度可以和C#互操作性相媲美。

所以,以后你要是想从 Java 中访问 C 的链接库,可以使用 jextract 一步生成,


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调用方法也很方便。

另一个例子是调用 C 标准库 time.h 中的 clock_gettime 函数,它的参数需要 struct 类型,使用上面相同的手段可以生成访问类:


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当然这两个例子只演示了这个项目的一个功能,更多的功能我们可以持续关注。

Project Valhalla

包含两个Feature:值类型和基本类型的泛型。

  • 值类型:提供不可变类型和非引用类型的支持。不可变类型在 Scala 中很常用,Java 中也会引进这中类型。使用这种类型有很多好处,一个就是可以显著地提高性能,因为数据不可变,你也不必担心同步更新的问题。
  • 基本类型的泛型: 为 primitive type 提供泛型的支持,不必再进行装箱开箱操作。


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Mark Reinhold 用一个复数矩阵相乘的例子来测试,测试工具使用 JMH。

首先是正常的 public class Complex {...} 类,然后改成值类型 public value class Complex{...} 再次测试,结果显示,

正常测试花费3.6秒内存分配3.7G;值类型则只需要0.3秒花费3.8M左右,效果惊人!

目前这些特性还在开发之中,Mark Reinhold 用 Java12 + 这些项目已经能跑一些例子了,我们可以期待不远的将来能在 Java 中使用到这些美妙的特性。