Java SE 9 新增特性

作者：Grey

原文地址：

Java SE 9 新增特性

源码

源仓库: Github：java_new_features

镜像仓库: GitCode：java_new_features

JShell

JShell是Java SE 9新增的一个交互式的编程环境工具。它允许你无需使用类或者方法包装来执行Java语句。它与Python的解释器类似，可以直接输入表达式并查看其执行结果。

在控制台输入jshell命令并回车，注：需要配置jdk的环境变量，jdk版本要大于或等于9

基本用法

C:\Users\Young>jshell
|  欢迎使用 JShell -- 版本 17.0.4
|  要大致了解该版本, 请键入: /help intro

jshell> System.out.println("hello shell");
hello shell

jshell> 1 + 2
$2 ==> 3

jshell> Math.pow(3,2)
$3 ==> 9.0

jshell> void p(String s){System.out.println(s);}
|  已创建 方法 p(String)

jshell> p("hello shell");
hello shell

更多介绍参考：Introduction to JShell

try-with-resources增强

try-with-resources是JDK 7中一个新的异常处理机制，它能够很容易地关闭在try-catch语句块中使用的资源(所有实现了java.lang.AutoCloseable接口和java.io.Closeable的对象都可以是资源)。

try-with-resources声明在JDK 9已得到改进。如果你已经有一个资源是final或等效于final变量，可以在try-with-resources语句中使用该变量，而无需在try-with-resources语句中声明一个新变量。

实例

package git.snippets.jdk9;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.Reader;
import java.io.StringReader;

/**
 * try-with-resources增强
 *
 * @since 1.9
 */
public class TryWithResourceDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        System.out.println(readDataPreJDK9("test"));
        System.out.println(readDataInJDK9("test"));
    }

    static String readDataPreJDK9(String message) throws IOException {
        Reader inputString = new StringReader(message);
        BufferedReader br = new BufferedReader(inputString);
        try (BufferedReader br1 = br) {
            return br1.readLine();
        }
    }

    static String readDataInJDK9(String message) throws IOException {
        Reader inputString = new StringReader(message);
        BufferedReader br = new BufferedReader(inputString);
        try (br) {
            return br.readLine();
        }
    }
}

readDataPreJDK9方法是Java 9之前的做法，需要在try语句块中声明资源br1，然后才能使用它。

在Java 9中，我们不需要声明资源br1就可以使用它，并得到相同的结果。见readDataInJDK9方法。

创建不可变集合

package git.snippets.jdk9;

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

/**
 * 创建不可变集合
 *
 * @author <a href="mailto:[email protected]">Grey</a>
 * @date 2021/11/28
 * @since 9
 */
public class ImmutableListTest {
    static void test() {
        List<String> list1 = List.of("a", "b");
        // 创建了不可变的List，不可以执行add操作
        System.out.println(list1); // true

        // 创建不可变的Set，不可以执行add操作
        Set<String> set = Set.of("ab", "bc");
        System.out.println(set.size());

        // 创建了不可变Map，无法put元素
        Map<String, Integer> map1 = Map.of("a", 2, "b", 3, "c", 4);
        System.out.println(map1);
        Map<String, Integer> map2 = Map.ofEntries(Map.entry("a", 1), Map.entry("b", 2));
        System.out.println(map2);
    }
}

Stream API

示例代码

package git.snippets.jdk9;

import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.Stream;

/**
 * stream增强
 *
 * @author <a href="mailto:[email protected]">Grey</a>
 * @date 2021/11/29
 * @since 9
 */
public class StreamEnhanceTest {
    public static void main(String[] args) {
        // dropWhile方法,从头开始删除，遇到不满足的就结束，返回：[3,4,4,0]
        System.out.println(List.of(1, 2, 3, 4, 3, 0).stream().dropWhile(x -> x < 3).collect(Collectors.toList()));
        // takeWhile方法,从头开始筛选，遇到不满足的就结束，返回：[1,2]
        System.out.println(List.of(1, 2, 3, 4, 3, 0).stream().takeWhile(x -> x < 3).collect(Collectors.toList()));
        // iterate方法，收集[0,9] 十个数字，然后打印出来
        Stream.iterate(0, x -> x < 10, x -> x + 1).forEach(System.out::println);
//        ofNullable 用法
//        ofNullable 方法可以预防 NullPointerExceptions 异常， 可以通过检查流来避免 null 值。
//        如果指定元素为非 null，则获取一个元素并生成单个元素流，元素为 null 则返回一个空流。
        long count = Stream.ofNullable(100).count();
        // 非空，返回1
        System.out.println(count);
        count = Stream.ofNullable(null).count();
        // null，返回0
        System.out.println(count);
    }
}

Optional增强

Java SE 9中，可以将Optional转为一个Stream，如果该Optional中包含值，那么就返回包含这个值的Stream，否则返回一个空的Stream（Stream.empty()）。

实例

package git.snippets.jdk9;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Optional;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.Stream;

/**
 * Optional增强
 *
 * @author <a href="mailto:[email protected]">Grey</a>
 * @date 2022/8/13
 * @since 9
 */
public class OptionalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // Optional的stream方法
        List<Optional<String>> list = Arrays.asList(Optional.empty(), Optional.of("A"), Optional.empty(), Optional.of("B"), Optional.ofNullable(null));
        // jdk 9 之前
        list.stream().flatMap(o -> o.isPresent() ? Stream.of(o.get()) : Stream.empty()).forEach(System.out::println);
        // jdk 9 优化后
        list.stream().flatMap(Optional::stream).forEach(System.out::println);
    }
}

执行输出结果为：

[A, B]
[A, B]

Java SE 9中新增了ifPresentOrElse()方法，如果一个Optional包含值，则对其包含的值调用函数action，即action.accept(value)，ifPresentOrElse还有第二个参数emptyAction，如果Optional不包含值，那么ifPresentOrElse便会调用emptyAction，即emptyAction.run()

示例代码

package git.snippets.jdk9;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Optional;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.Stream;

/**
 * Optional增强
 *
 * @author <a href="mailto:[email protected]">Grey</a>
 * @date 2022/8/13
 * @since 9
 */
public class OptionalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Optional<Integer> optional = Optional.of(1);
        optional.ifPresentOrElse(x -> System.out.println("Value: " + x), () -> System.out.println("Not Present."));

        optional = Optional.empty();
        optional.ifPresentOrElse(x -> System.out.println("Value: " + x), () -> System.out.println("Not Present."));

        optional = Optional.ofNullable(null);
        optional.ifPresentOrElse(x -> System.out.println("Value: " + x), () -> System.out.println("Not Present."));
    }
}

执行输出结果为

Value: 1
Not Present.
Not Present.

Optional中新增了or()，如果值存在，返回Optional指定的值，否则返回一个预设的值。

示例代码

package git.snippets.jdk9;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Optional;
import java.util.function.Supplier;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.Stream;

/**
 * Optional增强
 *
 * @author <a href="mailto:[email protected]">Grey</a>
 * @date 2022/8/13
 * @since 9
 */
public class OptionalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // Optional的or方法
        Optional.empty().or(() -> Optional.of("Not Present")).ifPresent(x -> System.out.println("value:" + x));
        Optional.of("hello").or(() -> Optional.of("Not Present")).ifPresent(x -> System.out.println("value:" + x));
    }
}

输出结果为

value:Not Present
value:hello

接口私有方法

Java SE 9开始，接口支持private方法，接口中的private无法被子类重写和调用，但是可以用于内部default方法或者static方法调用。

示例如下

package git.snippets.jdk9;

/**
 * @author <a href="mailto:[email protected]">Grey</a>
 * @date 2021/11/29
 * @since
 */
public class InterfacePrivateTest {
    public static void main(String[] args) {
        X x = new X();
        x.sleep();
        x.eat();
        x.doXxx();
        A.x();
    }
}

class X implements A {
    @Override
    public void sleep() {
        System.out.println("sleep");
    }
}

interface A {
    void sleep();

    default void eat() {
        sleep();
    }

    default void doXxx() {
        drink();
        x();
    }

    static void x() {
        System.out.println("x");
    }

    private void drink() {
        System.out.println("drink");
        x();
    }
}

Java SE 8中，接口可以有静态方法的默认实现，例：

public interface Test {
    public static void print() {
        System.out.println("interface print");
    }

    default void pout() {
        System.out.println();
    }
}

Java SE 9中，可以支持private的静态方法实现，例：

public interface Test {
    private static void print() {
        System.out.println("interface print");
    }

    static void pout() {
        print();
    }
}

自带HttpClient客户端（孵化阶段）

package git.snippets.jdk9;

import jdk.incubator.http.HttpClient;
import jdk.incubator.http.HttpRequest;
import jdk.incubator.http.HttpResponse;

import java.io.IOException;
import java.net.URI;

/**
 * 注意：添加module-info信息
 * jdk11已经把包移入：java.net.http
 *
 * @author <a href="mailto:[email protected]">Grey</a>
 * @date 2022/8/14
 * @since 9
 */
public class HttpClientTestJDK9 {
    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
        URI uri = URI.create("http://httpbin.org/get");
        HttpRequest req = HttpRequest.newBuilder(uri).header("accept", "application/json").GET().build();
        HttpResponse<String> resp = client.send(req, HttpResponse.BodyHandler.asString());
        String body = resp.body();
        System.out.println(body);
    }
}

注：执行上述代码时候，jdk.incubator.httpclient需要通过module-info.java引入进来

module git.snippets.jdk9 {
    requires jdk.incubator.httpclient;
}

或者在javac的时候，通过

--add-modules jdk.incubator.httpclient 

引入这个模块。

jdk9中的HttpClient还在jdk.incubator.httpclient包中，jdk11已移动到java.net.http包中。

ProcessHandle

Java SE 9的ProcessHandle接口的实例标识一个本地进程，它允许查询进程状态并管理进程，onExit()方法可用于在某个进程终止时触发某些操作。

package git.snippets.jdk9;

import java.io.IOException;
import java.util.stream.Collectors;


/**
 * 获取进程相关信息
 *
 * @author <a href="mailto:[email protected]">Grey</a>
 * @date 2022/8/14
 * @since 9
 */
public class ProcessHandlerDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 获取所有未结束的进程信息并打印
        ProcessHandle.allProcesses().filter(ProcessHandle::isAlive).collect(Collectors.toSet()).forEach(s -> System.out.println(s.info().command().get()));

        Runtime rt = Runtime.getRuntime();
        // FIXME 可以替换成你本地的一个进程名称
        Process p = rt.exec("java.exe");
        ProcessHandle pro = p.toHandle();
        p.onExit().thenRunAsync(() -> System.out.println("程序退出之后执行"));
        pro.supportsNormalTermination();
        if (pro.destroyForcibly()) {
            System.out.println("摧毁进程：" + pro.pid());
        }
        System.out.println(pro.isAlive());
    }
}

VarHandle

Varhandle是对变量或参数定义的变量系列的动态强类型引用，包括静态字段，非静态字段，数组元素或堆外数据结构的组件。在各种访问模式下都支持访问这些变量，包括简单的读/写访问，volatile的读/写访问以及CAS (compare-and-set)访问。简单来说Variable就是对这些变量进行绑定，通过Varhandle直接对这些变量进行操作。Java SE 9之后，官方推荐使用java.lang.invoke.Varhandle来替代Unsafe大部分功能，对比Unsafe，Varhandle有着相似的功能，但会更加安全，并且，在并发方面也提高了不少性能。

代码示例

package git.snippets.jdk9;

import java.lang.invoke.MethodHandles;
import java.lang.invoke.VarHandle;
import java.util.Arrays;

/**
 * VarHandle使用
 *
 * @author <a href="mailto:[email protected]">Grey</a>
 * @date 2022/8/14
 * @since 9
 */
public class VarHandleDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Data instance = new Data();
        System.out.println(instance);
        MethodHandles.privateLookupIn(Data.class, MethodHandles.lookup()).findVarHandle(Data.class, "privateVar", int.class).set(instance, 11);
        MethodHandles.privateLookupIn(Data.class, MethodHandles.lookup()).findVarHandle(Data.class, "publicVar", int.class).set(instance, 22);
        MethodHandles.privateLookupIn(Data.class, MethodHandles.lookup()).findVarHandle(Data.class, "protectedVar", int.class).set(instance, 33);
        VarHandle arrayVarHandle = MethodHandles.arrayElementVarHandle(int[].class);
        arrayVarHandle.compareAndSet(instance.arrayData, 0, 1, 111);
        arrayVarHandle.compareAndSet(instance.arrayData, 1, 2, 222);
        arrayVarHandle.compareAndSet(instance.arrayData, 2, 3, 333);
        System.out.println(instance);
    }
}

class Data {
    public int publicVar = 1;
    protected int protectedVar = 2;
    private int privateVar = 3;
    public int[] arrayData = new int[]{1, 2, 3};

    @Override
    public String toString() {
        return "Data{" + "publicVar=" + publicVar + ", protectedVar=" + protectedVar + ", privateVar=" + privateVar + ", arrayData=" + Arrays.toString(arrayData) + '}';
    }
}

输出结果

Data{publicVar=1, protectedVar=2, privateVar=3, arrayData=[1, 2, 3]}
Data{publicVar=22, protectedVar=33, privateVar=11, arrayData=[111, 222, 333]}

更多VarHandle见：Class VarHandle

StackWalker

Java SE 9以前堆栈遍历

StackTraceElement[] stackTraceElements = Thread.currentThread().getStackTrace();

抛出异常并从中提取堆栈跟踪信息。

new Exception().printStackTrace();

Java SE 9提供了一种新的API使用遍历堆栈。

StackWalker stack = StackWalker.getInstance();

如果我们想要遍历整个堆栈，那只需要调用forEach()方法:

stack.forEach(System.out::println);

使用示例

package git.snippets.jdk9;

import java.util.Scanner;

/**
 * StackWalker使用
 *
 * @author <a href="mailto:[email protected]">Grey</a>
 * @date 2022/8/14
 * @since 9
 */
public class StackWalkerDemo {
    /**
     * Computes the factorial of a number
     *
     * @param n a non-negative integer
     * @return n! = 1 * 2 * . . . * n
     */
    public static int factorial(int n) {
        System.out.println("factorial(" + n + "):");
        StackWalker walker = StackWalker.getInstance();
        walker.forEach(System.out::println);
        int r;
        if (n <= 1) {
            r = 1;
        } else {
            r = n * factorial(n - 1);
        }
        System.out.println("return " + r);
        return r;
    }

    public static void main(String[] args) {
        try (Scanner in = new Scanner(System.in)) {
            System.out.print("Enter n: ");
            int n = in.nextInt();
            int result = factorial(n);
            System.out.println(result);
        }
    }
}

运行，输入n=4，可以看到控制台打印了堆栈信息

Enter n: 4
factorial(4):
git.snippets.jdk9/git.snippets.jdk9.StackWalkerDemo.factorial(StackWalkerDemo.java:22)
git.snippets.jdk9/git.snippets.jdk9.StackWalkerDemo.main(StackWalkerDemo.java:37)
factorial(3):
git.snippets.jdk9/git.snippets.jdk9.StackWalkerDemo.factorial(StackWalkerDemo.java:22)
git.snippets.jdk9/git.snippets.jdk9.StackWalkerDemo.factorial(StackWalkerDemo.java:27)
git.snippets.jdk9/git.snippets.jdk9.StackWalkerDemo.main(StackWalkerDemo.java:37)
factorial(2):
git.snippets.jdk9/git.snippets.jdk9.StackWalkerDemo.factorial(StackWalkerDemo.java:22)
git.snippets.jdk9/git.snippets.jdk9.StackWalkerDemo.factorial(StackWalkerDemo.java:27)
git.snippets.jdk9/git.snippets.jdk9.StackWalkerDemo.factorial(StackWalkerDemo.java:27)
git.snippets.jdk9/git.snippets.jdk9.StackWalkerDemo.main(StackWalkerDemo.java:37)
factorial(1):
git.snippets.jdk9/git.snippets.jdk9.StackWalkerDemo.factorial(StackWalkerDemo.java:22)
git.snippets.jdk9/git.snippets.jdk9.StackWalkerDemo.factorial(StackWalkerDemo.java:27)
git.snippets.jdk9/git.snippets.jdk9.StackWalkerDemo.factorial(StackWalkerDemo.java:27)
git.snippets.jdk9/git.snippets.jdk9.StackWalkerDemo.factorial(StackWalkerDemo.java:27)
git.snippets.jdk9/git.snippets.jdk9.StackWalkerDemo.main(StackWalkerDemo.java:37)
return 1
return 2
return 6
return 24
24

模块系统

Java SE 9引入了模块系统，模块就是代码和数据的封装体。模块的代码被组织成多个包，每个包中包含Java类和接口；模块的数据则包括资源文件和其他静态信息。

在module-info.java文件中，我们可以用新的关键词module来声明一个模块。

如上示例中的HttpClient客户端代码，

执行代码时候，jdk.incubator.httpclient需要通过module-info.java引入进来

module git.snippets.jdk9 {
    requires jdk.incubator.httpclient;
}

或者在javac的时候，通过

--add-modules jdk.incubator.httpclient 

更多关于模块系统的说明见

Understanding Java 9 Modules

Java 9 模块系统

Multi-Release JAR Files

多版本兼容JAR功能能让你创建仅在特定版本的Java环境中运行库程序时选择使用的class版本。通过--release参数指定编译版本。

几个示例

Creating Multi-Release JAR Files in IntelliJ IDEA

Multi-Release JAR Files with Maven

Java 9 多版本兼容 jar 包

匿名的内部类支持钻石操作符

具体参考如下代码

package git.snippets.jdk9;

/**
 * 匿名类支持钻石操作符
 *
 * @author <a href="mailto:[email protected]">Grey</a>
 * @date 2022/8/14
 * @since 9
 */
public class DiamondEnhanceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // jdk9之前
        Handler<Integer> preJdk9 = new Handler<Integer>(1) {
            @Override
            public void handle() {
                System.out.println(content);
            }
        };
        // jdk9及以上版本
        Handler<Integer> jdk9Above = new Handler<>(1) {
            @Override
            public void handle() {
                System.out.println(content);
            }
        };
    }


}

abstract class Handler<T> {
    public T content;

    public Handler(T content) {
        this.content = content;
    }

    abstract void handle();
}

其他更新

Java SE 9开始，无法用单个下划线作为变量名称

int _ = 3; // java9 or above , error

Objects.requireNonNullElse方法

String a = Objects.requireNonNullElse(m,"Bc"); // 若m不为null，则a = m，若m为null，则a = "Bc"

在命令行参数中，Java SE 9之前指定classpath通过如下参数

-cp

或者

-classpath

Java SE 9新增了

--class-path

更多命令参数，见jeps

更多

Java SE 7及以后各版本新增特性，持续更新中...

参考资料

Java Language Updates

Java Platform, Standard Edition What’s New in Oracle JDK 9

Java 新特性教程

Java 9 新特性

Creating Multi-Release JAR Files in IntelliJ IDEA