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JDK10新特性资料详解：初学者必读教程

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Java JVM

概述

本文介绍了JDK10的新特性和改进，重点探讨了局部变量类型推断、垃圾回收器优化和API更新，旨在提升Java语言的性能、安全性和开发体验。通过这些新特性，开发人员能够编写更简洁、高效的代码，同时提高应用程序的响应速度和性能。文章还提供了示例代码和实战演练，帮助读者更好地理解和应用JDK10新特性。

引入与概述

JDK10是Oracle公司发布的Java开发工具包（Java Development Kit）的第十个主要版本。Java开发工具包（JDK）是Java编程语言的开发工具集合，包括Java编译器、Java运行工具、Java文档生成工具、Java打包工具等。JDK10发布于2018年3月20日，版本号为10。这个版本带来了若干新特性和改进，旨在提升Java语言的性能、安全性和开发体验。

局部变量类型推断

局部变量类型推断是Java 10中引入的一个新特性，旨在简化代码的编写。它允许开发人员在声明局部变量时省略变量的类型。这样，编译器能够根据赋值表达式推断变量的类型。这种特性类似于某些其他编程语言中的Type Inference，有助于提高代码的简洁性和可读性。

什么是局部变量类型推断

局部变量类型推断允许开发人员在声明局部变量时使用var关键字，编译器会根据变量赋值表达式推断该变量的类型。具体来说，这个特性可以简化如下代码：

List<String> names = new ArrayList<>();

通过局部变量类型推断，可以简化为：

var names = new ArrayList<>();

这里的var关键字表示编译器会自动推断变量names的类型为ArrayList<String>。需要注意的是，var关键字仅适用于局部变量，并且编译器在编译阶段会明确推断出变量的确切类型。在运行时，var会被替换为具体的类型声明。

示例代码演示

下面是一个简单的示例，展示了如何使用局部变量类型推断。

public class VarExample {

    public static void main(String[] args) {
        // 使用var声明局部变量
        var numbers = new ArrayList<Integer>();
        numbers.add(42);
        System.out.println(numbers.get(0));  // 输出: 42

        // 使用var声明基本类型的局部变量
        var value = 42;
        System.out.println(value);  // 输出: 42

        // 使用var声明带注解的局部变量
        @SuppressWarnings("unused")
        var unused = "This is unused";
    }
}

在这个示例中，var关键字用于声明numbers、value和unused变量。编译器会根据这些变量的赋值表达式推断它们的具体类型。

进一步的垃圾回收器改进

JDK10中引入了新的垃圾回收器改进，特别是对并行垃圾回收器（Parallel Garbage Collector）和G1垃圾回收器（Garbage-First Garbage Collector）的优化。这些改进旨在提高垃圾回收器的性能和效率，从而提升应用程序的响应速度和性能。

JDK10垃圾回收器的改进点

JDK10中对垃圾回收器的改进主要集中在以下几个方面：

并行垃圾回收器（Parallel Garbage Collector）：
并行垃圾回收器在之前版本的基础上进行了优化，改进了其对大对象的处理能力，减少了垃圾回收暂停时间。
G1垃圾回收器（Garbage-First Garbage Collector）：
G1垃圾回收器在JDK10中得到了进一步优化，包括改进了其对大对象的处理能力，减少了垃圾回收暂停时间。G1垃圾回收器能够在多个CPU核心上并行执行垃圾回收任务，从而提高垃圾回收效率。

示例代码演示

下面是一个简单的示例，展示了如何使用G1垃圾回收器。

public class G1GCExample {

    public static void main(String[] args) {
        // 设置JVM参数以启用G1垃圾回收器
        System.setProperty("java.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism", "8");
        System.setProperty("java.util.concurrent.ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory", "true");
        System.setProperty("java.util.concurrent.ForkJoinPool.defaultUnstartedWorkers", "8");
        System.setProperty("java.util.concurrent.ForkJoinPool.common.threadFactory", "true");
        System.setProperty("java.util.concurrent.ForkJoinPool.common.threadCount", "8");

        // 创建一个大的对象
        byte[] bigArray = new byte[100 * 1024 * 1024]; // 100MB数组
        System.out.println("Big array created.");

        // 休眠一段时间，以便观察垃圾回收情况
        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在这个示例中，通过设置JVM参数，启用了G1垃圾回收器。程序创建了一个100MB的数组，然后休眠一段时间，以便观察垃圾回收的情况。

应用接口（API）的更新

在JDK10中，API得到了若干更新和改进，包括一些新的API和对现有API的增强。这些更新旨在提高API的灵活性和性能，从而更好地支持现代Java应用程序的需求。

新增或修改的API概述

jimage工具：
jimage工具是JDK10引入的新工具，用于操作Java模块系统中的jimage文件。jimage文件是一种新的格式，用于存储Java模块的类文件和资源。jimage工具允许开发人员创建、修改和分析jimage文件。
jlink工具：
jlink工具也是JDK10引入的新工具，用于创建自定义的Java运行时镜像。通过jlink工具，开发人员可以将多个模块打包成一个自包含的运行时镜像，从而减少分发和部署的复杂性。
jmod工具：
jmod工具用于操作Java模块系统中的jmod文件。jmod文件是一种新的格式，用于存储Java模块的类文件和资源。jmod工具允许开发人员创建、修改和分析jmod文件。

此外，JDK10还对一些现有的API进行了增强和改进，例如java.util.concurrent包下的线程池和定时器类。这些增强和改进提高了API的性能和灵活性，使得开发人员能够更方便地使用和管理Java应用程序的并发和定时任务。

实际开发中API的应用场景

在实际开发中，这些新的API和改进的API可以应用于各种场景，例如：

模块化开发：
jimage、jlink和jmod工具使得开发者能够更方便地利用Java模块系统，创建自包含的应用程序和库。通过这些工具，可以简化应用程序的构建、打包和部署过程，提高开发效率。
性能优化：
新的API和改进的API使得开发人员能够更方便地进行代码优化和性能调优。例如，通过jlink工具，可以创建更小的Java运行时镜像，减少应用程序的启动时间和资源占用。
并发编程：
java.util.concurrent包下的新API和改进的API使得并发编程更加方便和高效。例如，CompletableFuture类提供了更强大的异步编程模型，使得开发人员能够更方便地编写并发和异步的代码。

示例代码演示

下面是一个示例，展示了如何使用CompletableFuture进行异步编程。

import java.util.concurrent.CompletableFuture;

public class CompletableFutureExample {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个CompletableFuture对象
        CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("Starting async task...");
            return "Hello, CompletableFuture!";
        });

        // 处理CompletableFuture的完成结果
        future.thenAccept(result -> {
            System.out.println("Async task finished with result: " + result);
        });

        // 休眠一段时间，以便观察异步任务的完成情况
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在这个示例中，CompletableFuture对象用于创建一个异步任务，并处理任务完成后的结果。通过异步编程，可以提高程序的响应性能和并发能力。

新特性实战演练

在实际项目开发中，可以充分利用JDK10的新特性和改进来优化代码质量和性能。本节将通过一个简单的项目实例，展示如何使用JDK10的新特性进行代码优化和调试。

使用JDK10新特性开发简单项目

假设我们正在开发一个简单的图书管理系统，该系统需要支持以下功能：

添加图书信息
查询图书信息
删除图书信息

我们将使用局部变量类型推断和并发编程等新特性来优化代码。

示例代码演示

下面是一个简单的图书管理系统的示例代码，展示了如何使用JDK10的新特性来优化代码。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.stream.Collectors;

public class BookManager {

    private List<Book> books = new ArrayList<>();

    public void addBook(Book book) {
        books.add(book);
    }

    public List<Book> getBooks() {
        return new ArrayList<>(books);
    }

    public CompletableFuture<List<Book>> searchBooks(String title) {
        return CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            return books.stream()
                    .filter(book -> book.getTitle().toLowerCase().contains(title.toLowerCase()))
                    .collect(Collectors.toList());
        });
    }

    public void deleteBook(Book book) {
        books.remove(book);
    }

    public static void main(String[] args) {
        BookManager manager = new BookManager();

        // 添加图书信息
        manager.addBook(new Book("Java Concurrency in Practice", "Brian Goetz", 2006));
        manager.addBook(new Book("Effective Java", "Joshua Bloch", 2008));
        manager.addBook(new Book("Clean Code", "Robert C. Martin", 2008));

        // 查询图书信息
        CompletableFuture<List<Book>> future = manager.searchBooks("Java");
        future.thenAccept(foundBooks -> {
            System.out.println("Found books:");
            foundBooks.forEach(System.out::println);
        });

        // 休眠一段时间，以便观察异步任务的完成情况
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 删除图书信息
        Book bookToDelete = new Book("Java Concurrency in Practice", "Brian Goetz", 2006);
        manager.deleteBook(bookToDelete);
    }
}

class Book {
    private String title;
    private String author;
    private int year;

    public Book(String title, String author, int year) {
        this.title = title;
        this.author = author;
        this.year = year;
    }

    public String getTitle() {
        return title;
    }

    public String getAuthor() {
        return author;
    }

    public int getYear() {
        return year;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Book{" +
                "title='" + title + '\'' +
                ", author='" + author + '\'' +
                ", year=" + year +
                '}';
    }
}

在这个示例中，BookManager类管理图书信息的添加、查询和删除操作。我们使用CompletableFuture来异步查询图书信息，从而提高系统响应性能。此外，我们还使用了局部变量类型推断来简化代码，提高可读性。

代码优化与调试技巧

在开发过程中，要充分利用JDK10的新特性进行代码优化和调试。以下是几个关键的优化和调试技巧：

使用局部变量类型推断：
在声明局部变量时使用var关键字，可以简化代码并提高可读性。例如：
```
var books = new ArrayList<Book>();
```

并发编程：
使用CompletableFuture进行异步编程，可以提高程序的响应性能。例如：

CompletableFuture<List<Book>> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
   return books.stream()
           .filter(book -> book.getTitle().toLowerCase().contains(title.toLowerCase()))
           .collect(Collectors.toList());
});

模块化开发：
使用新的jimage、jlink和jmod工具来创建自包含的应用程序和库，简化构建和部署过程。例如：
```
jlink --module-path mods --add-modules com.example.bookmanager --output bookmanager-image
```
调试技巧：
使用JDK自带的调试工具，如jdb，来调试代码。例如：
```
jdb -sourcepath src -classpath target/classes com.example.BookManager
```

通过这些优化和调试技巧，可以更好地利用JDK10的新特性，提高代码质量和性能。

总结与参考资料

JDK10引入了若干新特性和改进，包括局部变量类型推断、垃圾回收器的优化以及API的更新。这些新特性旨在提高Java语言的性能、安全性和开发体验。通过本文的介绍和示例，我们了解了如何在实际开发中使用这些新特性来优化代码和提高性能。

JDK10新特性回顾

局部变量类型推断：
- 使用var关键字简化局部变量声明。
- 通过编译器推断变量类型，提高代码的简洁性和可读性。
垃圾回收器优化：
- 提高了G1垃圾回收器的性能和效率。
- 减少了垃圾回收的暂停时间，提升了应用程序的响应性。
API更新：
- 引入了新的工具，如jimage、jlink和jmod。
- 更新了java.util.concurrent包中的API，提供了更强大的异步编程模型。

继续学习的方向与建议

要深入学习JDK10的新特性和改进，可以参考以下资源：

官方文档：
- JDK10官方文档（https://docs.oracle.com/javase/10/docs/api/）
- Oracle Java开发博客（https://blogs.oracle.com/java-platform-group/）
在线课程：
- 慕课网（https://www.imooc.com/）：提供了丰富的Java编程课程，包括JDK10新特性讲解和实战项目。
社区和技术论坛：
- Stack Overflow（https://stackoverflow.com/）：是解决编程问题的良好资源，可以找到关于JDK10的各种讨论和解决方案。
- GitHub（https://github.com/）：可以找到许多开源项目，了解如何在实际项目中应用JDK10的新特性。

通过继续学习和实践，可以更好地掌握JDK10的新特性和改进，提高Java编程技能。

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