Java 在过去 6 年中的进步（从 Java 8 到 Java 15）

Java 发布周期

Java 8 最重要的特性及示例

Java 9 最重要的特性及示例

Java 10 个最重要的特性及示例

Java 11 最重要的特性及示例

Java 12 最重要的特性及示例

Java 14 个最重要的特性及示例

Java 15 个最重要的特性及示例

结论

Java 发布周期

直到版本 8 之前，Java 版本发布频率都是每 3 年一次，因此版本数量少但功能丰富。

因此，由于包含大量更改，发布新版本的 Java 变得很复杂，开发人员升级其应用程序也变得很复杂。

这种节奏已经跟不上IT世界的现实了，一切都在加速发展！所以Java架构师决定每6个月发布一个版本（因此这是一个固定的时间表）。

在每个版本中，都包含所有准备好的功能，尚未准备好的功能将在下一个版本中提供（不再有后期版本）。

Java 8 最重要的特性及示例

1）Java 语言的新特性
● forEach() 方法
Java 8 在 java.lang.Iterable 接口中引入了 forEach 方法，以便在编写代码时我们只关注业务逻辑。

● Lambda 表达式
Java 8 最大的新特性就是在语言层面支持 Lambda 表达式（Project Lambda）。Lambda
表达式的语法是 (argument) -> (body)。

●接口的默认方法和静态方法
在java 8之前，java中的接口只能有抽象方法，接口的所有方法默认都是public&abstract的，java 8允许接口有默认方法和静态方法。

-默认方法：接口中存在默认方法的原因是允许开发人员向接口添加新方法，而不会影响实现这些接口的类。

静态方法：接口中的静态方法与默认方法类似，只是我们不能在实现这些接口的类中重写这些方法。
例如，新的 Stream 接口上就有很多静态方法。这使得“辅助”方法更容易找到，因为它们可以直接在接口上找到，而不是
像 StreamUtil 或 Streams 这样的其他类中。

●函数式接口：
在 Java 8 中，函数式接口被定义为只有一个抽象方法的接口。这甚至适用于 Java 早期版本创建的接口。Java
8 在 java.util.function 包中引入了几个新的函数式接口。
-Function - 接受一个 T 类型的对象并返回 R。
-Supplier - 只返回一个 T 类型的对象。
-Predicate - 根据 T 类型的输入返回布尔值。
-Consumer - 使用给定的 T 类型对象执行操作。

●方法引用
方法引用是一种特殊的 Lambda 表达式。它们通常用于通过引用现有方法来创建简单的 Lambda 表达式。
方法引用分为四种类型：
-静态方法
-特定对象的实例方法
-特定类型的任意对象的实例方法
-构造
函数 示例：

2）Java 库中的新特性
● Stream API
Stream 接口是 Java 8 的一个基础部分。

我们可以使用 Java Stream API 来实现内部迭代，这样更好，因为 Java 框架可以控制迭代。

Stream 接口支持 map/filter/reduce 模式并延迟执行，形成了
Java 8 中函数式编程的基础（与 lambda 一起）。

出于性能原因，还有相应的原始流（IntStream，DoubleStream和LongStream）。

在 Java 8 中，Collection 接口有两种方法来生成 Stream：
-stream()：返回以集合为源的顺序流。

-parallelStream() ：返回以集合为源的并行流。

● Optional
Java 8 在 java.util 包中附带了 Optional 类，用于避免返回空值（从而避免 NullPointerException）。

如果值存在，isPresent() 将返回 true，get() 将返回该值。流终端操作返回 Optional 对象。
其中一些方法包括：
-Optional reduce(BinaryOperator accumulator)
-Optional min(Comparator<? super T> comparator)
-Optional max(Comparator<? super T> comparator)
-Optional findFirst()
-Optional findAny()

●日期/时间 API
Java 8 引入了新的日期时间 API，以弥补旧日期时间 API 的以下缺点：
- 非线程安全
- 设计
不佳 - 时区处理困难

Java 8 日期时间 API 由以下包组成：
1.java.time 包：这是新 Java 日期时间 API 的基础包。例如 LocalDate、LocalTime、LocalDateTime、Instant、Period、Duration 等。所有这些类都是不可变的和线程安全的。

1. java.time.chrono 包：此包定义了非 ISO 日历系统的通用 API。我们可以扩展 AbstractChronology 类来创建自己的日历系统。
2. java.time.temporal 包：此包包含时间对象，我们可以使用它来查找与日期/时间对象相关的特定日期或时间。例如，我们可以用它们来找出月份的第一天或最后一天。您可以轻松识别这些方法，因为它们的格式始终为“withXXX”。
3. java.time.zone 包：此包包含支持不同时区及其规则的类。

Java 9 最重要的特性及示例

Java 9 包括对多 GB 堆的更好支持、更好的本机代码集成、不同的默认垃圾收集器（G1，用于“更短的响应时间”）和自调整 JVM。

● Java 平台模块系统（Jigsaw 项目）
这是一种新型的 Java 编程组件，可用于收集 Java 代码（类和包）。该项目的主要目标是轻松地将应用程序缩减到适合小型设备。在 Java 9 中，JDK 本身被划分为多个模块，使其更加轻量级。这也使我们能够开发模块化应用程序。

● JShell：交互式 Java REPL
JShell 是一个 REPL（读取、求值、打印、循环）工具，可以从命令行运行。
它是一个交互式 Java Shell 工具，允许我们从 Shell 执行 Java 代码并立即显示输出。

●进程 API 改进
Java 在 Java 9 版本中改进了其进程 API，添加了几个新的类和方法来简化控制和管理。
进程 API 中有两个新接口：

• java.lang.ProcessHandle
• java.lang.ProcessHandle.Info

●接口私有方法
在 Java 9 中，我们可以在接口内部创建私有方法。接口允许我们声明私有方法，这有助于在非抽象方法之间共享公共代码。

● Java 集合工厂方法
工厂方法是一种特殊类型的静态方法，用于创建不可修改的集合实例。这意味着我们可以使用这些方法创建包含少量元素的列表、集合和映射。由于
它们是不可修改的，因此添加新元素将抛出 java.lang.UnsupportedOperationException。

● Stream API 改进
Streams API 可以说是 Java 标准库长期以来最出色的改进之一。
在 Java 9 中，Stream API 得到了改进，在 Stream 接口中添加了 4 个新方法：iterate()、dropWhile()、takeWhile()、ofNullable()。

●反应式流
Java SE 9 反应式流 API 是一个发布/订阅框架，用于实现异步、可扩展和并行应用程序。
反应式流涉及流的异步处理，因此应该有一个发布者和一个订阅者。发布者发布数据流，订阅者消费数据。

● HTTP 2 客户端
Java 9 引入了一种执行 HTTP 调用的新方式。这个姗姗来迟的旧 HttpURLConnection API 替代品也支持 WebSockets 和 HTTP/2 协议。
它同时支持同步（阻塞模式）和异步模式。

● G1 垃圾收集器
“垃圾优先”垃圾收集器（简称 G1）是一种并发多线程 GC。它主要与应用程序线程协同工作（类似于并发标记清除 GC），旨在提供更短、更可预测的暂停时间，同时仍保持高吞吐量。

●其他新功能
-Stack-Walking API
-过滤传入的序列化数据
-弃用 Applet API
-指定字符串连接
-增强方法句柄
-Java 平台日志 API 和服务
-紧凑字符串
-Nashorn 的解析器 API -Javadoc
搜索
-HTML5 Javadoc

Java 10 个最重要的特性及示例

Java 10 是 Java 23 年历史上发布速度最快的版本。Java 一直因其发展和演进缓慢而受到批评，但 Java 10 恰恰打破了这一观念。

●局部变量类型推断
局部变量类型推断是 Java 10 中对开发者来说最大的新功能。
与 Javascript、Kotlin 和 Scala 类似，现在 Java 也新增了一个 var 关键字，允许你在声明局部变量时不指定其类型。

●基于时间的版本控制
从 JDK 10 开始，Java 采用了每六个月发布一次新版本的计划。这种方法是否切实可行存在诸多争议，大型公司也对 Java 迄今为止的稳定性和较低的更新频率表示赞赏。

Oracle 已回应了这些问题，并将继续
定期提供长期版本，但
间隔时间也会更长。继 Java 8 之后，Java 11 将
再次获得长期支持。

事实上，由于
Java 11 已经发布，Java 9 和 Java 10 的支持刚刚结束。

●应用程序类数据共享
此功能扩展了现有的 CDS 功能，允许将应用程序类放置在共享档案中，以改善启动和占用空间。

总体思路是，当 JVM 首次启动时，所有加载的内容都会被序列化并存储在磁盘上的文件中，以便将来启动 JVM 时重新加载。

这意味着 JVM 的多个实例共享类元数据，因此不必每次都加载它们。

● G1 的并行完整 GC
G1 垃圾收集器在 JDK 9 中成为默认设置。但是，G1 的完整 GC 使用了单线程标记、清除和压缩算法。

在 Java 10 中，这已更改为并行标记-清除-压缩算法，
有效地减少了完整 GC 期间的停止时间。

这种变化不会对垃圾收集器的最佳性能时间产生帮助
，但它确实显著减少了最坏情况的
延迟。

●垃圾收集器接口
这是 Java 10 的另一个有趣且有用的功能，它通过引入通用垃圾收集器接口来改善不同垃圾收集器的代码隔离。

它将有助于将来在不改变现有代码库的情况下添加新的 GC，也有助于删除或管理以前的 GC。

●根证书
在 Java 10 中，Oracle 开源了
Oracle Java SE Root CA 程序中的根证书，以使 OpenJDK 构建
对开发人员更具吸引力，并减少
这些构建与 Oracle JDK 构建之间的差异。

●线程局部握手
这是 JVM 的一个内部特性，用于提升性能。
该特性提供了一种在线程上执行回调的方法，而无需执行全局 VM 安全点。这使得停止单个线程（而不是全部线程或全部不停止）变得可行且成本低廉。

●新增 API
- List、Map 和 Set 接口新增静态 copyOf(Collection) 方法。该方法返回一个包含指定条目的不可修改的 List、Map 或 Set。对于 List，如果给定的 List 随后被修改，则返回的 List 将不会反映此类修改。

-Optional 及其原始变体 get 一个方法 orElseThrow()。这与 get() 完全相同，然而 Java 文档指出，它是比 get() 更佳的替代方案。

-Collectors 类获得了用于收集不可修改集合（Set、List、Map）的各种方法。

Java 11 最重要的特性及示例

Java 11 是继 Java 8 之后的第二个 LTS 版本。从 Java 11 开始，Oracle JDK 将不再免费用于商业用途。

●运行 Java 文件
我们可以省去编译阶段。只需一条命令即可完成编译和执行。我们使用 java 命令。它会隐式地进行编译，而无需保存 .class 文件。

● Java 字符串方法
1) isBlank()：如果字符串为空或仅包含空格代码点，则此方法返回 true。

2)lines()：返回一个字符串流的引用，该字符串流是我们按行拆分后收到的子字符串。

3) strip()、stripLeading() 和 stripTrailing()：从字符串的开头、结尾和末尾删除空格。它是 trim() 的“Unicode 感知”演变版本；

4) repeat()：方法按照接收到的次数重复调用该字符串。

●在 Lambda 表达式中使用 var
从 Java 11 开始，我们可以在 lambda 表达式中使用 var 关键字。

在 lambda 表达式中使用 var 时，我们必须在所有参数上使用它，并且不能将它与使用特定类型混合使用。

●基于嵌套的访问控制
在 Java 11 之前，Java 允许类和接口相互嵌套。这些嵌套类型彼此之间具有不受限制的访问权，包括对私有字段、方法和构造函数的访问。

从 Java 11 开始，Class 类中新增了一些方法，可以帮助我们获取已创建嵌套对象的信息。这些方法包括：
getNestHost()：返回此 Class 对象所属嵌套对象的宿主；
getNestMembers()：返回一个包含 Class 对象的数组，这些 Class 对象表示此 Class 对象所属嵌套对象的所有成员；
isNestemateOf()：确定给定的 Class 是否是此 Class 对象的嵌套对象

● Epsilon：无操作垃圾收集器
从 Java 11 开始，JVM 具有一项实验性功能，允许我们在没有任何实际内存回收的情况下运行 JVM。

目标是提供一个完全被动的垃圾收集器实现，具有有限的分配限制和尽可能低的延迟开销。

● ZGC 可扩展低延迟 GC
从 Java 11 开始，我们可以使用 ZGC。这个新的 GC 目前作为一项实验性功能提供。ZGC
是一个可扩展的低延迟垃圾收集器。它可以并发执行高开销的任务，而不会使应用程序线程的执行停止超过 10 毫秒。

● HTTP 客户端
从 Java 11 开始，HTTP 客户端 API 更加标准化。新的 API 同时支持 HTTP/1.1 和 HTTP/2。新的 API 还支持 HTML5 WebSockets。

●文件读写
Java 11 引入了两种新方法，可显著帮助从文件读取和写入字符串：readString()、writeString()

● Flight Recorder
Flight Recorder 以前是 Oracle JDK 中的商业附加组件，现在已开源，因为 Oracle JDK 本身不再免费。

JFR 是一种分析工具，用于从正在运行的 Java 应用程序收集诊断和分析数据。

它的性能开销可以忽略不计，通常低于 1%。因此，它完全可以用于生产环境。

Java 12 最重要的特性及示例

Java 12 于 2019 年 3 月 19 日发布，属于六个月发布周期的一部分。
它是一个非 LTS 版本。因此，它不会获得长期支持。

● JVM 变化
——Shenandoah 低暂停时间垃圾收集器：Java 12 添加了 Shenandoah，这是一种实验性的垃圾收集算法，通过在运行 Java 线程的同时执行疏散工作来减少垃圾收集暂停时间。

及时归还未使用的已提交内存：G1 在 Java 堆内存空闲时自动将其归还给操作系统。当应用程序活动非常少时，这些内存会在合理的时间内释放。

G1 的可中止混合收集：G1 效率的改进包括：当 G1 混合收集可能超出定义的暂停目标时，使其可中止。这是通过将混合收集集合拆分为强制收集和可选收集来实现的。

-默认 CDS 存档：最终目标是通过生成类数据共享 (CDS) 存档来改进 JDK 构建过程。此功能的目标包括：
1) 缩短开箱即用的启动时间。2
) 无需运行 -Xshare: dump 即可使用 CDS。

● Switch 表达式
此 JEP 对 Java 中的 switch 进行了两项主要更改：
1) 引入 case L -> 语法，从而无需 break 语句，因为只执行 -> 后面的语句。2
) switch 可以是表达式，因此它可以有一个值，也可以返回一个值。

● File.mismatch 方法
Java 12 添加了以下方法来比较两个文件：

此方法返回第一个不匹配的位置，如果没有不匹配则返回 -1L。

●紧凑数字格式
Java 12 扩展了现有的数字格式 API，以支持区域敏感的紧凑数字格式。
现在，例如 1000 这样的数字可以格式化为“1K”（短格式）或“1 千”（长格式）。

● Teeing Collectors
Teeing Collector 是 Streams API 中引入的全新收集器工具。
该收集器有三个参数——两个收集器和一个双函数。
所有输入值都会传递给每个收集器，并在双函数中获取结果。

● Java 字符串新方法

1）java.lang.String：

-indent​(int n)：根据 n 的值调整此字符串每行的缩进，并规范化行终止字符。

-如果 n > 0，则在每行开头插入 n 个空格（U+0020）。-
如果 n < 0，则从每行开头删除最多 n 个空格。如果某一行的空格不足，则所有前导空格都将被删除。制表符也被视为单个字符。-
如果 n = 0，则该行保持不变。但是，行终止符仍然会被规范化。

- R transform​(Function<? super String,​? extends R> f)：此方法允许将函数应用于此字符串。

2）JVM常量API：

常量 API 方法对于正常的开发相关任务没有太多用处。

-Optional describeConstable()：返回一个包含此实例的名义描述符的 Optional，即实例本身。

-String resolveConstantDesc​(MethodHandles.Lookup lookup)：将此实例解析为 ConstantDesc，其结果就是实例本身。

Java 13 个最重要的特性及示例

Java 13 于 2019 年 9 月 17 日发布用于生产用途。由于 6 个月的发布周期，Java 13 中没有很多特定于开发人员的功能。

● Switch 表达式
我们最初在 JDK 12 中看到了 switch 表达式。Java 13 的 switch 表达式在之前的版本的基础上添加了一个新的 yield 语句。

●文本块
用于多行字符串（例如嵌入式 JSON、XML、HTML 等）的文本块。它使我们能够轻松创建多行字符串。多行字符串必须写在一对三重双引号内。

之前，为了将 JSON 嵌入到我们的代码中，我们将其声明为字符串文字：

现在，它有助于在我们的 Java 程序中轻松创建 HTML 和 JSON 字符串：

此外，java.lang.String 现在增加了三种操作文本块的新方法：
1) formatted(Object…args)：类似于 String 的 format() 方法。添加此方法是为了支持使用文本块进行格式化。

2) stripIndent()：用于删除文本块中每行开头和结尾的空白字符。此方法由文本块使用，并保留内容的相对缩进。

3)translateEscapes()：返回一个字符串，其值为该字符串，其中转义序列被翻译为字符串文字。

●动态 CDS 存档
类数据共享 (CDS) 一直是 Java HotSpot VM 的一项重要功能。它允许在不同的 JVM 之间共享类元数据，从而减少启动时间和内存占用。
现在，创建和使用 CDS 存档变得更加容易。

● ZGC：取消提交未使用的内存。Z
垃圾收集器是 Java 11 中引入的低延迟垃圾收集机制。它在堆内存清理之前增加了短暂的暂停时间。但是，未使用的内存并没有被归还给操作系统。

从 Java 13 开始，ZGC 现在默认将未提交的内存返回给操作系统。

● FileSystems.newFileSystem() 方法
FileSystems 类中添加了三种新方法，以便更轻松地使用文件系统提供程序，将文件的内容视为文件系统：
-newFileSystem(Path)
-newFileSystem(Path, Map)
-newFileSystem(Path, Map, ClassLoader)

●具有命名空间支持的 DOM 和 SAX 工厂
有新方法可以实例化具有命名空间支持的 DOM 和 SAX 工厂：
-newDefaultNSInstance()
-newNSInstance()
-newNSInstance(String factoryClassName, ClassLoader classLoader)

●其他变化
Java 13 为我们带来了一些更显著的变化：
-java.time – 添加了新的日本官方时代名称
-javax.crypto – 支持 MS Cryptography Next Generation (CNG)
-javax.security – 添加属性 jdk.sasl.disabledMechanisms 以禁用 SASL 机制
-javax.xml.crypto – 引入新的字符串常量来表示规范 XML 1.1 URI
-javax.xml.parsers – 添加了新方法来实例化具有命名空间支持的 DOM 和 SAX 工厂
-Unicode 支持升级到版本 12.1
- 添加了对 Kerberos 主体名称规范化和跨领域引用的支持

Java 14 个最重要的特性及示例

按照六个月周期的传统，另一个非 LTS 版本 Java 14 计划于 2020 年 3 月 17 日发布。

●切换表达式
切换表达式在过去两个版本（Java 12 和 Java 13）中作为预览功能存在后，终于在 Java 14 中获得了永久地位。

●针对instanceof 的模式匹配
将一个类型转换为另一个类型的旧方法是：

新方法是：

在上面的代码中，只有当 obj 的类型为 Journaldev 时，实例 jd 才会被赋值。该变量的作用范围仅限于条件块。

●有用的 NullPointerExceptions
改进了 JVM 生成的 NullPointerExceptions 异常消息。

Java 14 之前：

Java 14 引入了一项新的 JVM 功能，它通过更具描述性的堆栈提供更好的洞察力，如下所示：

●记录
我们需要编写大量低价值、重复的代码来负责任地编写一个简单的数据载体类：构造函数、访问器、equals()、hashCode()、toString() 等。为了避免这些重复的代码，Java 计划使用记录。

Java 14 之前：

Java 14 之后：

此外，我们可以通过以下方式向记录添加额外的字段、方法和构造函数：

关于记录，需要注意以下几点：
-记录既不能扩展类，也不能被其他类扩展。它是一个 final 类。-
记录可以实现接口。-
记录支持多个构造函数。-
记录允许修改访问器方法。-
记录不能是抽象的。-
记录不能扩展任何其他类，也不能在主体内定义实例字段。实例字段只能在状态描述中定义。-
声明的字段是私有的和 final 的。-
记录主体允许使用静态字段和方法。

●文本块
文本块是 Java 13 中作为预览功能引入的，旨在轻松创建多行字符串文字。它有助于轻松创建 HTML、JSON 或 SQL 查询字符串。

在 Java 14 中，文本块仍处于预览阶段，并新增了一些功能：
- 反斜杠用于显示美观的多行字符串块。-
\s 用于考虑编译器默认忽略的尾随空格。它会保留其前面的所有空格。

●外部内存访问 API
Java 14 JDK 中将引入一个高效的 Java API，使 Java 应用程序能够安全高效地访问 Java 堆外部的外部内存。该 API 引入了三个主要抽象：MemorySegment、MemoryAddress 和 MemoryLayout。

Java 15 个最重要的特性及示例

Java 15（Java SE 15）及其 Java 开发工具包 15（JDK 15）开源已于 2020 年 9 月 15 日发布。

●密封类
密封类在 Kotlin 中已经存在一段时间了，Java 15 终于引入了此功能，以便更好地控制继承。可以使用seal
修饰符 来密封一个类。

因此，上述代码的意思是，只有在关键字permits之后定义的类才被允许扩展 Vehicle 密封类。

每个允许的类都必须使用显式修饰符进行设置。它可以是 final 的、密封的或非密封的：
- 声明为 final 的允许子类无法进一步扩展。-
声明为 seal 的允许子类可以进一步扩展，但只能通过子类允许的类进行扩展。-
允许的子类可以声明为非密封的，并且可以通过任何类进行扩展。超类无法限制此类层次结构中更低级别的子类。

●隐藏类
虽然大多数开发人员不会从中直接受益，但使用动态字节码或 JVM 语言的任何人都可能会发现它们很有用。

隐藏类的目标是允许运行时创建不可发现的类。

此类类通常具有较短的生命周期，因此隐藏类被设计为能够高效地加载和卸载。

●外部内存 API
外部内存访问已经是 Java 14 的一个孵化功能。在 Java 15 中，目标是继续其孵化状态，同时添加几个新功能：
- 新的 VarHandle API，用于自定义内存访问 var 句柄
- 支持使用 Spliterator 接口并行处理内存段
- 增强对映射内存段的支持
- 能够操作和取消引用来自本机调用等的地址

●垃圾收集器
在 Java 15 中，ZGC 和 Shenandoah 将不再处于实验阶段。两者都将成为团队可以选择使用的受支持配置，而 G1 收集器仍将为默认收集器。

● Nashorn JavaScript 引擎
值得注意的是，最初在 Java 8 中引入的 Nashorn JavaScript 引擎现已被移除。随着最近 GraalVM 和其他 VM 技术的推出，很明显 Nashorn 在 JDK 生态系统中不再占有一席之地。

结论

本文介绍了 Java 从 Java 8 到 Java 15 的演变。

自六年前 Java 8 发布以来，Java 作为一种语言和生态系统已经发生了巨大的变化，它添加了许多新功能，使 Java 与其他基于 JVM 的竞争对手相比更具竞争力。