浅谈Java10 新特性 - 好文

3 月 21 日，作为世界上使用最广泛编程语言之一的 Java 迎来了第十个大版本。在 2017 年，甲骨文曾宣布，Java 语言将每隔 6
个月提供一次更新，并承诺不会跳票，Java 10 正是在此规则下的首个大版本。需要注意的是 Java 9 和 Java 10 都不是 LTS 版本。和过去的
Java 大版本升级不同，这两个只有半年左右的开发和维护期。而未来的 Java 11，也就是 18.9 LTS，才是 Java 8 之后第一个 LTS
版本（得到 Oracle 等商业公司的长期支持服务）。

Java 10 新特性

这次发布的 Java 10，新带来的特性并不多。

根据官网公开资料，共有 12 个 JEP(JDK Enhancement Proposal 特性加强提议)，带来以下加强功能：

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JEP286，var 局部变量类型推断。

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JEP296，将原来用 Mercurial 管理的众多 JDK 仓库代码，合并到一个仓库中，简化开发和管理过程。

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JEP304，统一的垃圾回收接口。

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JEP307，G1 垃圾回收器的并行完整垃圾回收，实现并行性来改善最坏情况下的延迟。

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JEP310，应用程序类数据 (AppCDS) 共享，通过跨进程共享通用类元数据来减少内存占用空间，和减少启动时间。

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JEP312，ThreadLocal 握手交互。在不进入到全局 JVM 安全点 (Safepoint)
的情况下，对线程执行回调。优化可以只停止单个线程，而不是停全部线程或一个都不停。

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JEP313，移除 JDK 中附带的 javah 工具。可以使用 javac -h 代替。

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JEP314，使用附加的 Unicode 语言标记扩展。

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JEP317，能将堆内存占用分配给用户指定的备用内存设备。

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JEP317，使用 Graal 基于 Java 的编译器，可以预先把 Java 代码编译成本地代码来提升效能。

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JEP318，在 OpenJDK 中提供一组默认的根证书颁发机构证书。开源目前 Oracle 提供的的 Java SE 的根证书，这样 OpenJDK
对开发人员使用起来更方便。

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JEP322，基于时间定义的发布版本，即上述提到的发布周期。版本号为\$FEATURE.\$INTERIM.\$UPDATE.\$PATCH，分别是大版本，中间版本，升级包和补丁版本。

部分新特性解析

1，迄今为止，在官方放出了Java 10少数新特性里面，局部变量类型推断(local-variable type inference)
绝对是备受万众瞩目的。它将我们常常在JS里面使用的var 变量引入到语言特性中，把我们从那些冗长的变量声明中解放出来。

这个语言功能在其他一些语言 (C#、JavaScript) 和基于 JRE 的一些语言 (Scala 和 Kotlin) 中，早已被加入。

在 Java 语言很早就在考虑，早在 2016 年正式提交了 JEP286 提议。后来举行了一次公开的开发者调查，获得最多建议的是采用类似 Scala
的方案，“同时使用 val 和 var”，约占一半；第二多的是“只使用 var”，约占四分之一。后来 Oracle 公司经过慎重考虑，采用了只使用 var
关键字的方案。

有了这个功能，开发者在写这样的代码时：

List<String> myList = new ArrayList<String>()

可以省去前面的类型声明，而只需要

var list = new ArrayList<String>()

编译器会自动推断出 list 变量的类型。对于链式表达式来说，也会很方便：

var stream = blocks.stream();

使用范围：局部变量。更加确切的说法是：具有初始化器的局部类型变量声明。

2，应用程序类数据共享（AppCDS）

CDS 特性在原来的 bootstrap 类基础之上，扩展加入了应用类的 CDS(Application Class-Data Sharing) 支持。

其原理为：在启动时记录加载类的过程，写入到文本文件中，再次启动时直接读取此启动文本并加载。设想如果应用环境没有大的变化，启动速度就会得到提升。

我们可以想像为类似于操作系统的休眠过程，合上电脑时把当前应用环境写入磁盘，再次使用时就可以快速恢复环境。

我在自己 PC 电脑上做以下应用启动实验。

首先部署 wildfly 12 应用服务器，采用 JDK10 预览版作为 Java 环境。另外需要用到一个工具
cl4cds[1]，作用是把加载类的日志记录，转换为 AppCDS 可以识别的格式。

A、安装好 wildfly 并部署一个应用，具有 Angularjs, rest, jpa 完整应用技术栈，预热后启动三次，并记录完成部署时间

分别为 6716ms, 6702ms, 6613ms，平均时间为 6677ms。

B、加入环境变量并启动，导出启动类日志

export PREPEND_JAVA_OPTS="-Xlog:class+load=debug:file=/tmp/wildfly.classtrace"

C、使用 cl4cds 工具，生成 AppCDS 可以识别的 cls 格式
/jdk-10/bin/java -cp src/classes/ io.simonis.cl4cds /tmp/wildfly.classtrace
/tmp/wildfly.cls
打开文件可以看到内容为：

java/lang/Object id: 0x0000000100000eb0

java/io/Serializable id: 0x0000000100001090

java/lang/Comparable id: 0x0000000100001268

java/lang/CharSequence id: 0x0000000100001440

......

org/hibernate/type/AssociationType id: 0x0000000100c61208 super:
0x0000000100000eb0 interfaces: 0x0000000100a00d10 source:
/home/shihang/work/jboss/wildfly/dist/target/wildfly-12.0.0.Final/modules/system/layers/base/org/hibernate/main/hibernate-core-5.1.10.Final.jar

org/hibernate/type/AbstractType id: 0x0000000100c613e0 super:
0x0000000100000eb0 interfaces: 0x0000000100a00d10 source:
/home/shihang/work/jboss/wildfly/dist/target/wildfly-12.0.0.Final/modules/system/layers/base/org/hibernate/main/hibernate-core-5.1.10.Final.jar

org/hibernate/type/AnyType id: 0x0000000100c61820 super: 0x0000000100c613e0
interfaces: 0x0000000100c61030 0x0000000100c61208 source:
/home/shihang/work/jboss/wildfly/dist/target/wildfly-12.0.0.Final/modules/system/layers/base/org/hibernate/main/hibernate-core-5.1.10.Final.jar

....

这个文件用于标记类的加载信息。

D、使用环境变量启动 wildfly，模拟启动过程并导出 jsa 文件，就是记录了启动时类的信息。

export PREPEND_JAVA_OPTS="-Xshare:dump -XX:+UseAppCDS
-XX:SharedClassListFile=/tmp/wildfly.cls -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions
-XX:SharedArchiveFile=/tmp/wildfly.jsa"

查看产生的文件信息，jsa 文件有较大的体积。

/opt/work/cl4cds$ ls -l /tmp/wildfly.*

-rw-rw-r-- 1 shihang shihang 8413843 Mar 20 11:07 /tmp/wildfly.classtrace

-rw-rw-r-- 1 shihang shihang 4132654 Mar 20 11:11 /tmp/wildfly.cls

-r--r--r-- 1 shihang shihang 177659904 Mar 20 11:13 /tmp/wildfly.jsa

E、使用 jsa 文件启动应用服务器

export PREPEND_JAVA_OPTS="-Xshare:on -XX:+UseAppCDS
-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:SharedArchiveFile=/tmp/wildfly.jsa"

启动完毕后记录时长，三次分别是 5535ms, 5333ms, 5225ms，平均为 5364ms，相比之前的 6677ms 可以算出启动时间提升了 20%
左右。

这个效率提升，对于云端应用部署很有价值。

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