1. 引言
JDK 11是Java平台的一个重要版本，它引入了许多新特性和改进，旨在提高性能、简化开发和增强安全性。本文将全面解读JDK 11的新特性，并探讨其升级的优势，帮助开发者更好地理解这一版本的改进，从而充分利用其提供的功能。
2. JDK 11新特性概览
JDK 11带来了众多新特性和增强功能，以下是对这些新特性的简要概述，我们将逐一深入探讨它们的具体内容和用法。
2.1 局部变量类型推断
Java终于引入了局部变量类型推断，这使得代码更加简洁。开发者可以使用var关键字来声明局部变量，而无需显式声明变量的类型。
var str = "Hello, World!";
2.2 G1垃圾收集器的改进
G1垃圾收集器在JDK 11中得到了进一步的优化，提高了性能并减少了延迟。
2.3 HTTP客户端API
JDK 11引入了一个新的HTTP客户端API，用于异步处理HTTP请求，取代了老旧的HttpURLConnection。
HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
.uri(URI.create("http://example.com"))
.build();
HttpResponse<String> response = client.send(request, BodyHandlers.ofString());
System.out.println(response.body());
2.4 Strengthened enum constraints
增强了枚举的约束，使得枚举更加安全和强大。
2.5 私有接口方法
JDK 11允许在接口中定义私有方法，这有助于重用代码并保持接口的简洁性。
public interface MyInterface {
private void privateMethod() {
// Implementation
}
}
2.6 其他特性
除了上述特性外，JDK 11还提供了许多其他改进，如ZGC（Z Garbage Collector）的引入、飞行记录器（Flight Recorder）和Java Mission Control的增强等。
3. 模块化系统（Project Jigsaw）
JDK 11引入的模块化系统（Project Jigsaw）是Java平台的一个重大变革，它旨在让Java变得更加轻量级，同时提高其灵活性和可维护性。以下是模块化系统的详细介绍及其带来的优势。
3.1 模块化系统的概念
模块化系统将Java库和应用程序拆分成一系列相互独立的模块，每个模块都包含一组紧密相关的类和资源。这种设计有助于减少应用程序的体积，因为它允许开发者只包含他们需要的模块，而不是整个Java标准库。
3.2 模块的组成
一个模块由一个模块声明和一个模块的文件组成。模块声明定义了模块的名称、依赖和其他属性。模块的文件通常包含编译后的类文件和资源文件。
module my.module {
requires java.base;
exports com.example.myapp;
}
3.3 模块化系统的优势
- 减少内存占用：通过只包含必要的模块，可以减少应用程序的内存占用。
- 提高性能：模块化系统可以减少类加载时间，因为它只加载必要的类。
- 简化依赖管理：模块声明明确指定了依赖，使得依赖管理更加清晰和简单。
- 增强安全性：模块化系统提供了更强的封装，可以限制对模块内部类的访问，从而提高安全性。
3.4 升级到模块化系统
对于现有的Java应用程序，升级到模块化系统可能需要一些调整，因为需要按照模块化的原则重新组织代码和依赖。但是，这种努力是值得的，因为它带来了许多长期的优势。
4. 局部变量类型推断（var）
JDK 11引入了一个备受期待的特性——局部变量类型推断，它允许开发者在声明局部变量时使用var关键字，而不必显式声明变量的类型。这个特性旨在简化代码，让开发者更加专注于变量的值而不是其类型。
4.1 使用var的优势
- 代码简洁：减少了冗余的类型声明，使代码更加简洁易读。
- 类型推断：编译器能够自动推断变量的类型，减少错误。
- 快速开发：在快速迭代和测试代码时，
var可以节省时间。
4.2 var的使用示例
下面是一些使用var关键字声明局部变量的示例：
var greeting = "Hello, World!"; // Inferred as String
var number = 42; // Inferred as int
varPI = 3.14159; // Inferred as double
var list = new ArrayList<String>(); // Inferred as ArrayList<String>
4.3 注意事项
尽管var关键字提供了便利，但在以下情况下应谨慎使用：
- 可读性：当变量的类型对于理解代码逻辑很重要时，应避免使用
var。 - 泛型：在使用泛型时，
var可能会导致类型信息丢失，应明确声明类型。 - 调试：在调试过程中，明确类型可能有助于更快地定位问题。
总的来说，局部变量类型推断是JDK 11中一个实用的特性，它可以使Java代码更加现代化和简洁。
5. G1垃圾收集器的改进
G1（Garbage-First）垃圾收集器自JDK 6以来一直是Java虚拟机（JVM）的一个重要组成部分，以其服务器的性能和可预测的停顿时间而闻名。在JDK 11中，G1垃圾收集器得到了进一步的改进，旨在提高效率并减少延迟，从而为Java应用程序提供更流畅的运行体验。
5.1 G1垃圾收集器的工作原理
G1是一种面向服务器的垃圾收集器，它通过将堆内存分割成多个区域（Region）并优先回收价值最大的区域来实现垃圾收集。G1的目标是提供高吞吐量和可预测的停顿时间，使其成为需要低延迟的大堆应用程序的理想选择。
5.2 JDK 11中G1的改进
在JDK 11中，G1垃圾收集器的以下改进使得其性能更上一层楼：
5.2.1 自动调整区域大小
G1现在能够根据应用程序的运行情况自动调整区域的大小，这使得G1能够更加灵活地处理不同大小的堆和不同类型的垃圾收集负载。
5.2.2 并行标记终止
G1的并行标记阶段现在可以更快地完成，这减少了标记终止的延迟，从而提高了应用程序的响应性。
5.2.3 更高效的字符串处理
JDK 11对G1垃圾收集器进行了优化，以更有效地处理字符串。由于字符串在Java应用程序中非常常见，这一改进可以显著提高垃圾收集的效率。
5.2.4 增强的日志记录
G1的日志记录功能也得到了增强，现在提供了更详细的垃圾收集事件信息，帮助开发者更好地理解和调优垃圾收集行为。
5.3 升级到JDK 11以利用G1改进
对于运行在G1垃圾收集器上的Java应用程序，升级到JDK 11可以带来以下优势：
- 降低延迟：改进的G1算法可以减少垃圾收集的停顿时间，提高应用程序的响应性。
- 提高效率：自动调整区域大小和更高效的字符串处理可以提高垃圾收集的效率，减少资源消耗。
- 更好的监控：增强的日志记录功能使得监控和调优垃圾收集器变得更加容易。
通过利用JDK 11中G1垃圾收集器的改进，Java应用程序可以获得更好的性能和更稳定的运行体验。
6. ZGC和Shenandoah：低延迟垃圾收集器
JDK 11引入了两种新的垃圾收集器：ZGC（Z Garbage Collector）和Shenandoah，它们都旨在提供低延迟的垃圾收集，以满足对响应时间要求极高的应用程序的需求。以下是这两种垃圾收集器的详细介绍和它们的优势。
6.1 ZGC（Z Garbage Collector）
ZGC是一种实验性的垃圾收集器，设计用于满足大堆应用程序的低延迟需求，同时保持较高的吞吐量。ZGC通过在年轻代和老年代都使用标记-复制算法来实现这一目标。
6.1.1 ZGC的工作原理
ZGC通过以下机制来减少延迟：
- 并发标记：在标记阶段，应用程序的线程可以继续运行，而垃圾收集器在后台进行标记。
- 并发复制：在复制阶段，ZGC尽可能在应用程序线程运行时进行对象的复制，以减少停顿时间。
6.1.2 ZGC的使用场景
ZGC适用于以下场景：
- 大堆应用程序：ZGC能够处理大堆（超过TB级别）的应用程序。
- 低延迟需求：对于需要低延迟的应用程序，如大型数据库或微服务架构，ZGC是一个很好的选择。
6.2 Shenandoah
Shenandoah是另一种实验性的垃圾收集器，它旨在进一步减少垃圾收集的停顿时间，甚至接近零停顿。Shenandoah通过并发标记和并发整理阶段来实现这一目标。
6.2.1 Shenandoah的工作原理
Shenandoah的工作原理与ZGC类似，但它引入了额外的机制来减少停顿时间：
- 并发整理：在整理阶段，Shenandoah会尝试在应用程序线程运行时移动对象，以避免长时间的停顿。
6.2.2 Shenandoah的使用场景
Shenandoah适用于以下场景：
- 极低延迟需求：对于需要极低延迟的应用程序，如实时系统或在线交易处理系统，Shenandoah是一个理想的选择。
- 大型企业应用：Shenandoah可以用于大型企业级应用程序，其中响应时间是关键性能指标。
6.3 升级到JDK 11以使用ZGC和Shenandoah
对于需要低延迟垃圾收集器的应用程序，升级到JDK 11可以带来以下优势：
- 减少停顿时间：ZGC和Shenandoah都旨在减少垃圾收集的停顿时间，从而提高应用程序的响应性。
- 提高吞吐量：尽管它们专注于低延迟，但ZGC和Shenandoah也旨在保持较高的吞吐量。
- 增强的灵活性：通过引入这些新的垃圾收集器，Java开发者可以根据应用程序的具体需求选择最合适的垃圾收集器。
需要注意的是，ZGC和Shenandoah目前都是实验性的垃圾收集器，因此在生产环境中使用之前应进行充分的测试和评估。
7. HTTP客户端API的更新
JDK 11对HTTP客户端API进行了全面的更新，引入了一个全新的异步HTTP客户端，以取代老旧的HttpURLConnection API。这个更新旨在提供更现代、更灵活的HTTP请求处理方式，满足当前网络应用程序对性能和可用性的需求。
7.1 新HTTP客户端API的特点
新的HTTP客户端API具有以下显著特点：
- 异步处理：支持异步发送和接收HTTP请求与响应，使得应用程序能够更有效地利用资源，提高响应性。
- 流式处理：允许以流的形式处理请求和响应体，适用于处理大型数据或需要边读边写的情况。
- 简洁的API：提供简洁的API，使得发送HTTP请求和接收响应变得更加容易和直观。
7.2 使用新HTTP客户端API的示例
下面是一个使用新HTTP客户端API发送GET请求并异步处理响应的示例：
HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
.uri(URI.create("http://example.com"))
.build();
client.sendAsync(request, BodyHandlers.ofString())
.thenApply(HttpResponse::body)
.thenAccept(System.out::println);
7.3 新HTTP客户端API的优势
- 性能提升：异步处理HTTP请求可以减少线程阻塞，提高应用程序的吞吐量。
- 更好的资源管理：新的API提供了更好的连接复用和资源管理，减少了资源消耗。
- 易于维护：简洁的API减少了代码复杂性，使得代码更易于维护和调试。
7.4 从旧API迁移到新API
对于习惯了旧HttpURLConnection API的开发者来说，迁移到新的HTTP客户端API可能需要一些时间来适应。但是，考虑到新API带来的优势，这种迁移是值得的。开发者应该开始在新项目中使用新的HTTP客户端API，并在旧项目中逐步替换旧的API调用。
通过利用JDK 11中更新的HTTP客户端API，Java应用程序可以更好地适应现代网络应用程序的需求，提供更高效的网络通信能力。
8. 总结：JDK11升级的优势与考量
JDK 11的发布为Java开发者带来了许多激动人心的新特性和改进，这些更新不仅提高了性能和安全性，还简化了开发流程。本文全面解读了JDK 11的主要新特性，包括局部变量类型推断、G1垃圾收集器的改进、模块化系统、ZGC和Shenandoah垃圾收集器，以及更新的HTTP客户端API等。
8.1 升级优势
- 性能提升：JDK 11的优化和改进显著提高了应用程序的性能，尤其是在垃圾收集和内存管理方面。
- 安全性增强：加强的加密和安全性特性使得Java应用程序更加安全，抵御潜在的安全威胁。
- 开发效率：新特性和简化的API减少了代码量，提高了开发效率，使开发者能够更快地构建和迭代应用程序。
- 现代化：JDK 11的更新使Java保持现代化，与当前的技术趋势和需求保持同步。
8.2 考量因素
- 兼容性：升级到JDK 11可能需要调整现有代码，特别是在采用模块化系统时。
- 实验性特性：一些新特性（如ZGC和Shenandoah）目前是实验性的，可能不适合所有生产环境。
- 学习和适应：开发者可能需要时间来学习和适应新的特性和API，尤其是在大型项目中。
在考虑升级到JDK 11时，开发者应该权衡这些优势与考量因素。对于许多应用程序来说，JDK 11的升级将带来长期的性能和安全性优势，但同时也需要投入时间和资源来确保平滑过渡和兼容性。
总的来说，JDK 11的升级为Java开发者提供了一个更加高效、安全和现代化的开发平台。通过合理规划和逐步迁移，开发者可以充分利用JDK 11带来的好处，同时最小化潜在的迁移风险。
