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Java: 未来已来

鸟窝 发表于 2018年10月29日 11:12 | Hits: 734
Tag: Java

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。

Java各版本的发布时间点和LTS版本

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。

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 302Lambda 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 305Pattern 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:
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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:

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record Point(int x, int y);
  • JEP 325Switch Expressions (preview, JDK 12): 当前的switch是什么, 语句。这个jep扩展switch,并且可以作为表达式使用:
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int numLetters = switch (day) {    case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> 6;    case TUESDAY                -> 7;    case THURSDAY, SATURDAY     -> 8;    case WEDNESDAY              -> 9;};
  • JEP 326Raw 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:
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String s = `this is my    embedded string`;
  • JEP draft 8209434Concise 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:
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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 (JDK 11): 对本地变量的类型推断的加强,用在Lambda表达式中。

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。

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。

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。

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


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。


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,


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:

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。


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。

原文链接: https://colobu.com/2018/10/24/the-future-of-java-is-today/

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