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JDK11新特性学习：从入门到实践

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Java

概述

本文详细介绍了JDK11的新特性学习，包括局部变量类型推断、HTTP客户端API以及垃圾回收器的改进等内容。JDK11的这些新特性使得Java开发变得更加现代化和高效，为开发者提供了更多的便利。通过学习这些新特性，开发者可以更好地理解和利用JDK11提供的强大功能。本文涵盖了从安装配置到实际应用的全面指南。

JDK11新特性学习：从入门到实践

JDK11简介

JDK11是在2018年9月25日发布的，版本号为11。相较于之前的版本，JDK11带来了多项重要的更新和改进，使得Java变得更加现代化和高效。这些改进包括新特性的引入、性能的提升、安全性的增强以及对开发者体验的优化。JDK11是继JDK9和JDK10之后的重要版本，标志着Java向着长期支持版本（LTS）方向迈进。

JDK11的主要更新和改进

以下是JDK11中的一些主要更新和改进：

局部变量类型推断：引入了 var 关键字，用于简化变量声明。
HTTP客户端API：提供了新的HTTP客户端API，取代了旧的基于JSR311的HTTP客户端。
移除JavaEE和CORBA模块：移除了Java EE和CORBA相关的模块，简化了Java平台的结构。
其他新特性：包括垃圾回收器的改进、新的文件系统API、HTTP/2支持、TLS 1.3支持等。

JDK11的安装与环境配置

安装JDK11可以通过Oracle官方网站下载安装包，或者使用操作系统自带的包管理器进行安装。以下是Windows系统下安装JDK11的步骤：

访问Oracle官方网站，下载JDK11的安装包。
运行安装包，按照提示完成安装过程。
设置环境变量，确保JDK路径被添加到系统的 PATH 变量中。
验证安装是否成功，可以通过命令行运行 java -version 来检查安装的版本。

Linux或MacOS系统下也可以通过包管理器进行安装，以下是Linux系统下的安装示例：

# 用于Ubuntu
sudo apt update
sudo apt install openjdk-11-jdk

# 用于CentOS
sudo yum install java-11-openjdk

安装完成后，可以通过 java -version 命令来验证安装是否成功。

局部变量类型推断

局部变量类型推断是JDK11中的一个重要特性，引入了 var 关键字，用于简化局部变量的声明。通过使用 var，编译器可以根据赋值表达式自动推断变量的类型，使得代码更加简洁。

使用 `var` 关键字简化代码

在JDK11中，可以使用 var 关键字来声明局部变量，而不需要指定具体的类型。例如：

var str = "Hello, World!";  // 推断为 String 类型
var num = 123;             // 推断为 int 类型
var list = List.of(1, 2, 3); // 推断为 List<Integer> 类型

`var` 关键字的适用场景和限制

适用场景：var 主要用于声明局部变量，特别是当变量的类型比较明显且不会引起混淆时。例如，当声明一个字符串、整数、集合等类型时，使用 var 可以简化代码。
限制：var 不适用于以下情况：
- 不能用于声明类成员变量（实例变量或静态变量）。
- 不能用于声明数组。
- 不能用于声明基本类型的变量。

示例代码演示

下面是一个示例代码，展示了如何使用 var 关键字：

public class LocalVariableInferenceExample {
    public static void main(String[] args) {
        var message = "Hello, World!";
        System.out.println(message);

        var numbers = List.of(1, 2, 3, 4, 5);
        System.out.println(numbers);

        var point = new Point(10, 20);
        System.out.println(point);

        // 注意：不能用于声明数组
        // var names = new String[]{"Alice", "Bob"};
    }

    static class Point {
        int x;
        int y;

        Point(int x, int y) {
            this.x = x;
            this.y = y;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "Point{" +
                    "x=" + x +
                    ", y=" + y +
                    '}';
        }
    }
}

在这个示例中，var 关键字被用于声明字符串、列表和自定义的 Point 对象。注意，var 不适用于声明数组。

HTTP客户端API

JDK11引入了新的HTTP客户端API，这是一个基于HTTP/2的非阻塞客户端，提供了更现代的HTTP请求方式。新的API被设计为简单易用且功能强大，支持异步请求、连接池、HTTP/2等特性。

HTTP客户端API的引入

新的HTTP客户端API位于 java.net.http 包中，提供了 HttpClient 和 HttpRequest 等类。HttpClient 是用于执行HTTP请求的核心类，而 HttpRequest 用于表示具体的HTTP请求。

如何使用新的HTTP客户端API

使用新的HTTP客户端API的基本步骤如下：

创建 HttpClient 实例。
创建 HttpRequest 实例，配置请求的URL、HTTP方法等。
使用 HttpClient 发送请求并获取响应。

以下是一个简单的示例，演示如何发送一个GET请求并获取响应：

import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;
import java.net.http.HttpRequest.BodyPublishers;
import java.net.http.HttpResponse.BodyHandlers;

public class HttpClientExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri(new URI("https://api.github.com"))
                .GET()
                .build();

        HttpResponse<String> response = client.send(request, BodyHandlers.ofString());

        System.out.println(response.statusCode());
        System.out.println(response.body());
    }
}

常用的HTTP请求方法和示例

以下是一些常用的HTTP请求方法及其示例：

GET 请求

HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
        .uri(new URI("https://api.github.com/users"))
        .GET()
        .build();

POST 请求

HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
        .uri(new URI("https://api.github.com/users"))
        .POST(BodyPublishers.ofString("username=alice&password=secret"))
        .build();

PUT 请求

HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
        .uri(new URI("https://api.github.com/users/me"))
        .PUT(BodyPublishers.ofString("new data"))
        .build();

DELETE 请求

HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
        .uri(new URI("https://api.github.com/users/me"))
        .DELETE()
        .build();

这些示例展示了如何使用新的HTTP客户端API发送各种类型的HTTP请求，并处理响应。

移除JavaEE和CORBA模块

JDK11在模块化方面的一个重大变化是移除了Java EE和CORBA相关的模块。这些模块曾经是Java平台的重要组成部分，但在JDK11中被移除，这不仅简化了Java平台的结构，还使得开发者可以更加专注于核心的Java功能。

历史背景和移除原因

Java EE（Java Platform, Enterprise Edition）和CORBA（Common Object Request Broker Architecture）曾经是Java平台的重要组成部分。然而，随着时间的发展：

Java EE：Java EE是一个企业级的Java平台，提供了各种企业级服务和API。Oracle决定将Java EE独立成为一个开源项目，名为Jakarta EE，并将其托管在Eclipse基金会下。这一变化使得Java EE不再作为JDK的一部分。
CORBA：CORBA是一种分布式对象技术，允许软件组件通过网络互相通信。随着SOA等现代技术的发展，CORBA的应用场景逐渐减少，因此被移除。

移除这些模块对开发的影响

移除这些模块对开发的影响主要体现在以下方面：

减少复杂性：移除Java EE和CORBA模块使得Java平台更加简洁，减少了不必要的复杂性。
轻量级开发：开发者可以更加专注于核心的Java功能，而不需要处理Java EE和CORBA带来的复杂性。
依赖管理：开发者需要在项目中引入Jakarta EE或其他相关库，而不是依赖于JDK自带的模块。

如何在项目中适应这些变化

在项目中适应这些变化的方法如下：

引入Jakarta EE：如果项目依赖于Java EE功能，可以引入Jakarta EE库。例如，使用Maven或Gradle管理依赖：

<!-- Maven -->
<dependency>
    <groupId>jakarta.platform</groupId>
    <artifactId>jakarta.platform</artifactId>
    <version>8.0.0</version>
</dependency>

<!-- Gradle -->
implementation 'jakarta.platform:jakarta.platform:8.0.0'

使用其他库：对于CORBA，可以考虑使用其他替代库，例如Apache Tuscany等。

以下是一个简单的Maven配置示例，展示了如何引入Jakarta EE依赖：

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.example</groupId>
    <artifactId>example-app</artifactId>
    <version>1.0.0</version>

    <dependencies>
        <!-- Jakart EE -->
        <dependency>
            <groupId>jakarta.platform</groupId>
            <artifactId>jakarta.platform</artifactId>
            <version>8.0.0</version>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

通过引入这些依赖，项目可以继续使用Java EE和CORBA的功能，同时保持JDK的简洁性。

静态变量和静态方法的类实例化

静态变量和静态方法在类中是非常重要的概念，它们可以被类的所有实例共享。在JDK11中，这些静态成员的使用变得更加灵活和直观。了解如何在JDK11中使用静态变量和静态方法，对于熟悉现代Java编程非常重要。

类实例化的概念

类实例化是指创建类的实例或对象的过程。每个类的实例都有自己独立的数据和方法，但静态变量和静态方法则不同，它们属于类本身，而不是类的实例。一个静态变量或方法在类的所有实例之间是共享的，不会随着实例的变化而变化。

如何在JDK11中使用静态变量和静态方法

在JDK11中，使用静态变量和静态方法与之前的版本并没有太大区别，但有一些细微的改进和优化。静态变量和静态方法在类中通过 static 关键字声明。以下是使用静态变量和方法的基本步骤：

声明静态变量：使用 static 关键字声明静态变量，例如 static int count = 0;。
声明静态方法：使用 static 关键字声明静态方法，例如 public static void printHello() { ... }。
访问静态变量和方法：通过类名直接访问静态变量和方法，例如 ClassName.staticVariable 和 ClassName.staticMethod()。

示例代码演示

下面是一个示例代码，展示了如何在JDK11中使用静态变量和静态方法：

public class StaticExample {

    // 声明静态变量
    static int count = 0;

    // 声明静态方法
    public static void incrementCount() {
        count++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 通过类名访问静态变量
        System.out.println(StaticExample.count);  // 输出 0

        // 调用静态方法
        StaticExample.incrementCount();
        System.out.println(StaticExample.count);  // 输出 1
    }
}

在这个示例中，静态变量 count 和静态方法 incrementCount() 都是通过类名 StaticExample 来访问和调用的。请注意，静态成员不依赖于任何类的实例，可以在不实例化类的情况下直接使用。

其他新特性简述

JDK11除了上述提到的功能之外，还引入了一些其他重要的新特性。这些特性虽然不如 var 关键字或HTTP客户端API那样引人注目，但仍然对开发人员的工作流程和性能提升有着显著的影响。

其他新特性的简要介绍

垃圾回收器的改进：JDK11引入了新的垃圾回收器（ZGC和SHENANDOAH）来提升大规模应用的性能。
新的文件系统API：提供了对文件系统操作更灵活的支持。
TLS 1.3支持：增强了网络安全性。
HTTP/2支持：提供了更高效的HTTP通信方式。
其他增强：包括一些内部优化和改进，如Unicode 11.0支持、JVM改进等。

对开发者的潜在影响和使用建议

这些新特性对开发者的潜在影响主要体现在以下几个方面：

性能提升：新的垃圾回收器和TLS 1.3支持可以显著提升应用的性能和安全性。
更好的文件操作：新的文件系统API使得文件操作更加灵活和高效。
更现代的网络通信：HTTP/2支持使得网络通信更加高效，特别是在处理大量并发请求时。

实践技巧和注意事项

使用新的垃圾回收器：如果应用程序需要处理大量内存和垃圾回收问题，可以考虑使用ZGC或SHENANDOAH垃圾回收器。
采用新的文件系统API：对于需要频繁文件操作的应用，可以考虑使用新的文件系统API来提高效率。
安全性和性能优化：确保应用程序使用TLS 1.3和HTTP/2，以获得更好的安全性和性能。

以下是一个示例代码，展示了如何使用ZGC垃圾回收器：

public class ZgcExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 启动Java虚拟机时指定使用ZGC垃圾回收器
        // 例如：java -XX:+UseZGC -XX:MaxZPages=32 -XX:ZHeapSize=8g ZgcExample
        System.out.println("Starting JVM with ZGC...");

        // 这里可以添加一些代码来模拟大量内存操作
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            byte[] largeArray = new byte[1024 * 1024];  // 1MB
            // 使用largeArray...
        }

        System.out.println("Done.");
    }
}

在这个示例中，通过启动Java虚拟机时传递特定的垃圾回收器参数，可以启用ZGC垃圾回收器。这可以显著提升在处理大量内存操作时的性能。

通过了解和使用这些新特性，开发人员可以更高效地编写、维护和优化Java应用程序。

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