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Java 12 核心特性解析

Java 12于2019年3月发布，是一个非LTS版本，引入了一些实验性特性和性能改进。

Switch表达式（预览）

特性概述

Java 12首次引入了Switch表达式作为预览特性，这是对传统switch语句的增强，使其可以作为表达式使用，并提供了更简洁的语法。

技术细节

Switch表达式的主要改进：

• 可以作为表达式返回值
• 使用->箭头语法代替传统的case:和break;
• 不会出现传统switch语句中的fall-through问题
• 编译器会检查是否覆盖了所有可能的情况

// 传统switch语句
String dayType;
switch (day) {case MONDAY:case TUESDAY:case WEDNESDAY:case THURSDAY:case FRIDAY:dayType = "工作日";break;case SATURDAY:case SUNDAY:dayType = "周末";break;default:dayType = "未知";
}// Java 12 switch表达式（使用箭头语法）
String dayType = switch (day) {case MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY -> "工作日";case SATURDAY, SUNDAY -> "周末";default -> "未知";
};

需要注意的是，在Java 12中，这是一个预览特性，需要使用--enable-preview标志启用。

应用场景

1. 枚举类型处理

// 处理枚举类型
enum Status { ACTIVE, INACTIVE, PENDING, DELETED }String message = switch (status) {case ACTIVE -> "账户已激活";case INACTIVE -> "账户未激活";case PENDING -> "账户待审核";case DELETED -> "账户已删除";
};

2. 复杂条件判断

// 替代复杂的if-else链
int numLetters = switch (day) {case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> 6;case TUESDAY -> 7;case THURSDAY, SATURDAY -> 8;case WEDNESDAY -> 9;default -> throw new IllegalStateException("无效的日期: " + day);
};

Shenandoah GC（实验性）

特性概述

Java 12引入了Shenandoah垃圾收集器作为实验性特性，它是一种低停顿时间的垃圾收集器，旨在减少GC暂停时间。

技术细节

Shenandoah GC的主要特点：

• 与应用程序并发执行，包括并发压缩
• 停顿时间与堆大小无关，无论堆是200MB还是200GB
• 使用Brooks转发指针和读屏障技术
• 适用于需要低延迟的应用程序

# 启用Shenandoah GC
java -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseShenandoahGC MyApplication

应用场景

1. 交互式应用

# 为交互式应用配置Shenandoah
java -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseShenandoahGC -XX:ShenandoahGCHeuristics=adaptive InteractiveApp

2. 大内存服务器应用

# 为大内存应用配置Shenandoah
java -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseShenandoahGC -XX:ShenandoahGCHeuristics=compact -Xms16g -Xmx16g BigDataApp

微基准测试套件

特性概述

Java 12添加了一套基于JMH（Java Microbenchmark Harness）的微基准测试套件，用于测试和比较JDK的性能。

技术细节

微基准测试套件位于jdk/test/micro目录下，可以用来测试JDK各个组件的性能：

• 字符串操作
• 集合框架
• 正则表达式
• 流处理
• 等等

# 运行微基准测试
cd jdk/test/micro
make run-micro-benchmarks

应用场景

1. 性能调优

// 使用JMH进行基准测试
@Benchmark
public void testStringConcatenation() {String result = "Hello" + ", " + "World!";
}

2. 比较算法实现

// 比较不同排序算法
@Benchmark
public void testQuickSort(Blackhole bh) {int[] array = generateRandomArray(1000);Arrays.sort(array);bh.consume(array);
}@Benchmark
public void testCustomSort(Blackhole bh) {int[] array = generateRandomArray(1000);customSort(array);bh.consume(array);
}

紧凑的数字格式

特性概述

Java 12增强了NumberFormat类，添加了紧凑的数字格式化支持，可以将大数字以更易读的形式显示。

技术细节

紧凑数字格式有两种样式：

• 短样式：如"1K"、“1M”、“1B”
• 长样式：如"1千"、“1百万”、“1十亿”

// 短样式
NumberFormat fmt = NumberFormat.getCompactNumberInstance(Locale.CHINA, NumberFormat.Style.SHORT);
System.out.println(fmt.format(1000));       // 1千
System.out.println(fmt.format(1000000));    // 1百万
System.out.println(fmt.format(1000000000)); // 10亿// 长样式
NumberFormat fmtLong = NumberFormat.getCompactNumberInstance(Locale.CHINA, NumberFormat.Style.LONG);
System.out.println(fmtLong.format(1000));       // 1千
System.out.println(fmtLong.format(1000000));    // 1百万
System.out.println(fmtLong.format(1000000000)); // 10亿// 自定义格式
NumberFormat fmt = NumberFormat.getCompactNumberInstance(Locale.US, NumberFormat.Style.SHORT);
fmt.setMaximumFractionDigits(1);
System.out.println(fmt.format(1234));    // 1.2K
System.out.println(fmt.format(1234567)); // 1.2M

应用场景

1. 用户界面显示

// 显示社交媒体数据
long viewCount = 1234567;
NumberFormat fmt = NumberFormat.getCompactNumberInstance(Locale.CHINA, NumberFormat.Style.SHORT);
System.out.println("视频播放量: " + fmt.format(viewCount)); // 视频播放量: 123万

2. 数据可视化

// 图表数据标签
long[] values = {1200, 45000, 1250000, 98000000};
NumberFormat fmt = NumberFormat.getCompactNumberInstance(Locale.CHINA, NumberFormat.Style.SHORT);
for (long value : values) {System.out.println(fmt.format(value));
}
// 输出: 1.2千, 4.5万, 125万, 9800万

文件比较API

特性概述

Java 12引入了Files.mismatch()方法，用于比较两个文件的内容，并返回第一个不匹配的位置。

技术细节

mismatch()方法返回两个文件内容第一个不匹配字节的位置，如果文件内容相同则返回-1。

// 比较两个文件
Path path1 = Path.of("file1.txt");
Path path2 = Path.of("file2.txt");long mismatchPosition = Files.mismatch(path1, path2);
if (mismatchPosition == -1) {System.out.println("文件内容完全相同");
} else {System.out.println("文件在位置 " + mismatchPosition + " 处开始不同");
}

应用场景

1. 文件完整性检查

// 检查文件是否被修改
Path original = Path.of("original.dat");
Path backup = Path.of("backup.dat");if (Files.mismatch(original, backup) != -1) {System.out.println("警告：文件已被修改！");backupFile(original);
}

2. 二进制文件比较

// 比较二进制文件
Path binary1 = Path.of("program1.bin");
Path binary2 = Path.of("program2.bin");long diff = Files.mismatch(binary1, binary2);
if (diff != -1) {byte[] content1 = Files.readAllBytes(binary1);byte[] content2 = Files.readAllBytes(binary2);System.out.printf("位置 %d: %02X vs %02X%n", diff, content1[(int)diff], content2[(int)diff]);
}

其他重要特性

默认CDS归档文件

Java 12在安装过程中生成默认的类数据共享(CDS)归档文件，提高了应用启动性能。

改进G1垃圾收集器

Java 12对G1垃圾收集器进行了多项改进：

• 可中止的混合收集集合
• 立即返回未使用的已提交内存

# 使用改进的G1收集器
java -XX:+UseG1GC -XX:G1HeapRegionSize=16m MyApplication

改进Aarch64实现

Java 12改进了对ARM 64位架构(Aarch64)的支持，包括：

• 实现了Aarch64上的默认CDS
• 改进了Aarch64上的字符串和数组内在函数

JVM常量API

Java 12增强了JVM常量API，为Java语言和JVM上的其他语言提供了更丰富的符号引用信息。

// 使用常量API
MethodHandles.Lookup lookup = MethodHandles.lookup();
VarHandle vh = lookup.findVarHandle(MyClass.class, "myField", int.class);

移除了的功能

Java 12移除了以下功能：

• 移除了com.sun.awt.SecurityWarning类
• 移除了javac的-source和-target选项对6和1.6的支持
• 移除了GTE CyberTrust Global Root证书