JDK11新特性资料详解：新手入门教程

JDK11是Java平台标准版的第11个版本，带来了多项新特性和改进，包括本地变量类型推断、新的HTTP客户端API和ZGC垃圾收集器等，旨在提升开发效率和应用性能。本文将详细介绍这些新特性及其应用示例，提供全面的JDK11新特性资料。

引入JDK11

JDK11，全称为Java Development Kit 11，是Java平台标准版（Java SE）的第11个版本，于2018年9月25日发布。作为自JDK9以来的第三个长期支持（LTS）版本，它将获得更长的支持周期和更多的更新。更新到JDK11不仅有助于保持软件的最新状态，还可以利用新的特性和改进，提高开发效率和应用性能。

JDK11带来了许多改进和新特性，旨在增强Java语言的灵活性和性能。例如，它引入了本地变量类型推断功能，简化了代码编写过程；新增了HTTP客户端API，提供了更强大的网络请求能力；引入了ZGC垃圾收集器，优化了高内存环境下的性能。此外，JDK11还移除了Java EE和CORBA模块，这标志着Java EE功能被转移到Jakarta EE项目，使得Java SE更加精简和轻量级。

下面是一个简单的代码示例，展示了如何在JDK11中使用var关键字简化变量声明：

public class Java11Example {
    public static void main(String[] args) {
        var string = "Hello, world!";
        System.out.println(string);

        var list = new ArrayList<String>();
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Cherry");
        System.out.println(list);
    }
}

本地变量类型推断

本地变量类型推断是Java 10引入的一个特性，在Java 11中得到了进一步完善和优化。这个特性允许开发者使用var关键字来替代显式声明变量类型，从而简化代码。var关键字提供了一种更简洁、更现代的方式来定义局部变量，特别是在处理复杂类型或临时变量时，能够提高代码的可读性和编写效率。

如何使用var关键字

使用var关键字时，编译器会根据赋值表达式自动推断变量的类型。例如：

var string = "Hello, world!";

在这个例子中，编译器会推断string的类型为String。类似地，可以用于更复杂的类型，比如集合或数组：

var list = new ArrayList<String>();
var map = new HashMap<String, Integer>();
var array = new int[]{1, 2, 3};

var关键字不能用于声明类成员变量或方法参数，只能用于局部变量的声明。此外，当使用var时，必须提供一个初始化值，以确保编译器能够正确推断类型。这种方式不仅简化了代码，还减少了由于类型错误而导致的编译错误的可能性，使得代码更易于维护。

示例代码展示

下面是一个完整的示例代码，展示了如何使用var关键字简化代码：

public class VarExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用 var 关键字简化字符串变量声明
        var text = "Hello, world!";
        System.out.println(text);

        // 使用 var 关键字简化 ArrayList 声明
        var list = new ArrayList<String>();
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Cherry");
        System.out.println(list);

        // 使用 var 关键字简化 HashMap 声明
        var map = new HashMap<String, Integer>();
        map.put("Apple", 10);
        map.put("Banana", 20);
        map.put("Cherry", 30);
        System.out.println(map);

        // 使用 var 关键字简化数组声明
        var numbers = new int[]{1, 2, 3, 4, 5};
        for (var i : numbers) {
            System.out.print(i + " ");
        }
    }
}

这段代码展示了var关键字在不同类型变量声明中的应用，包括字符串、ArrayList、HashMap和数组。通过使用var，代码变得更加简洁，同时保持了清晰性和可读性。

HTTP客户端API

新的HTTP客户端API是JDK11中引入的一个重要特性，它提供了一种更现代化且功能强大的方式来处理HTTP请求。传统的Java HTTP客户端API（如java.net.HttpURLConnection）通常较为繁琐且难以使用，而新的API则更加简洁和灵活。新的HTTP客户端API是基于异步非阻塞模型设计的，支持现代网络通信需求，如高并发和响应式编程。

什么是新的HTTP客户端API

新的HTTP客户端API位于java.net.http包中，提供了HttpClient和HttpRequest等核心类。HttpClient类是HTTP客户端的主要接口，用于发送HTTP请求。HttpRequest类用于构建HTTP请求，可以设置请求的URL、请求方法（GET、POST等）、请求头以及请求体。此外，还有HttpResponse类用于处理HTTP响应，可以获取响应的状态码、响应头和响应体内容。

旧的HTTP客户端API与新的API比较

旧的HTTP客户端API基于java.net.HttpURLConnection类，使用起来比较麻烦，需要手动管理连接的打开和关闭。示例如下：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;

public class OldHttpExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        URL url = new URL("https://www.example.com");
        HttpURLConnection connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
        connection.setRequestMethod("GET");
        int responseCode = connection.getResponseCode();
        System.out.println("Response Code : " + responseCode);
        BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(connection.getInputStream()));
        String output;
        StringBuilder content = new StringBuilder();
        while ((output = in.readLine()) != null) {
            content.append(output);
        }
        in.close();
        System.out.println("Content : " + content.toString());
    }
}

新的HTTP客户端API则更加简洁和灵活，支持异步和同步请求，示例如下：

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 NewHttpExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri(new URI("https://www.example.com"))
                .GET()
                .build();
        HttpResponse<String> response = client.send(request, BodyHandlers.ofString());
        System.out.println("Status Code : " + response.statusCode());
        System.out.println("Content : " + response.body());
    }
}

新的API不仅简化了代码，还提供了更丰富的功能，如支持上传数据、设置请求头等。

示例代码展示如何使用新的HTTP客户端API

下面是一个完整的示例代码，展示了如何使用新的HTTP客户端API发送一个GET请求并获取响应内容：

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 HttpGetExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建HttpClient
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();

        // 创建HttpRequest对象
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri(new URI("https://www.example.com"))
                .GET() // GET请求
                .build();

        // 发送请求并获取响应
        HttpResponse<String> response = client.send(request, BodyHandlers.ofString());

        // 输出响应状态码和内容
        System.out.println("Status Code : " + response.statusCode());
        System.out.println("Content : " + response.body());
    }
}

这段代码展示了如何使用新的HTTP客户端API发送GET请求，并获取并打印响应的状态码和内容。新的API使代码更加简洁和易于理解，同时也提供了更多的灵活性和功能。

移除Java EE和CORBA模块

在JDK11中，Java EE和CORBA相关的模块被移除。这些模块在之前的版本中被包含在java.se.ee模块中，用于提供Java EE和CORBA相关的功能。Java EE（Java Enterprise Edition）是一套企业级应用开发的标准和规范，而CORBA（Common Object Request Broker Architecture）则是一种分布式对象模型，用于开发跨平台的应用程序。

为什么移除这些模块

移除这些模块的原因主要是为了轻量化和简化JDK，使其更专注于核心的Java SE（Standard Edition）功能。Java EE的功能被转移到了Jakarta EE项目，该项目由Eclipse基金会维护，允许开发者继续使用这些企业级功能。CORBA模块的使用在现代Java应用程序中已相对较少，因此移除这些模块可以进一步精简JDK。

影响了哪些旧的API和功能

移除这些模块后，一些旧的API和功能将不再可用。例如，java.applet.Applet、javax.crypto.CertificateUnparseable、javax.security.jacc.PolicyConfigurationManager等。这些API和功能在现代Java开发中已经较少使用，因此移除它们并不会对大多数开发者造成影响。

如何处理这些变化

对于已经依赖于Java EE或CORBA模块的现有应用，需要进行相应的迁移和更新。具体来说，迁移步骤可能包括以下方面：

1. 迁移至Jakarta EE：对于依赖Java EE功能的应用，可以考虑迁移至Jakarta EE。Jakarta EE提供了类似的API和规范，开发者可以继续使用这些功能。

2. 重构代码：如果应用中使用了某些特定的Java EE或CORBA API，需要逐步重构这些代码，使用Java SE或其他替代库实现相同的功能。

3. 使用兼容库：有一些第三方库可以提供类似的功能，例如使用Apache Tomcat或Jetty等库来替代某些Java EE功能。

下面是一个示例代码，展示了如何使用Jakarta EE替代Java EE的一个简单场景：

import jakarta.servlet.ServletException;
import jakarta.servlet.http.HttpServlet;
import jakarta.servlet.http.HttpServletRequest;
import jakarta.servlet.http.HttpServletResponse;

import java.io.IOException;

public class SimpleServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        response.setContentType("text/html");
        response.getWriter().println("<h1>Hello, Jakarta EE!</h1>");
    }
}

这段代码展示了如何使用Jakarta EE中的Servlet接口实现一个简单的Servlet，替代之前的Java EE中的类似功能。通过这种方式，可以逐步迁移并更新现有的应用，使其适应新的标准和库。

新增的垃圾收集器ZGC

ZGC（Z Garbage Collector）是JDK11中引入的一个新的垃圾收集器，旨在解决高内存环境下的性能问题。ZGC是一个并发的、低停顿时间的垃圾收集器，其目标是在处理大内存堆（例如几TB）时保持极低的垃圾收集停顿时间，从而提高应用程序的整体性能和可伸缩性。

ZGC是什么以及它的作用

ZGC的主要特点包括：

• 并发操作：ZGC在大多数情况下都是并发运行的，这意味着垃圾收集操作不会阻塞应用程序的执行。这使得ZGC在处理大型堆时能够保持较低的停顿时间。
• 动态适应性：ZGC可以根据应用程序的行为动态调整其策略，以提供最佳的性能和效率。
• 低停顿时间：ZGC的目标是将垃圾收集停顿时间控制在用户定义的范围内，通常可以保持在几毫秒甚至零停顿时间内。

ZGC适用于需要处理大量数据和高并发需求的应用场景，例如大数据处理、实时系统和分布式网络服务等。

ZGC如何改善了高内存环境下的性能

ZGC通过并发操作和低停顿时间解决了传统垃圾收集器在处理高内存堆时遇到的问题。传统垃圾收集器在处理大型堆时往往会导致长时间的垃圾收集停顿，影响应用程序的响应速度和性能。而ZGC通过并发扫描和更新技术，能够在不影响应用程序性能的情况下完成垃圾收集工作。

ZGC的并发操作使得它能够在不影响应用程序执行的情况下完成垃圾收集任务，从而显著减少了垃圾收集带来的停顿时间。此外，ZGC还支持动态调整其策略，以适应应用程序的不同行为模式，确保始终提供最佳的性能和效率。

如何启用和使用ZGC

启用ZGC的方法通常是在启动Java应用程序时通过JVM参数进行配置。例如，可以使用以下参数启用ZGC：

java -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseZGC -Xmx4g -jar myapp.jar

这里-XX:+UseZGC参数指定了使用ZGC，-Xmx4g设置了最大堆内存大小为4GB。在应用程序代码中，并不需要特别的配置即可使用ZGC，只需要确保JVM参数正确设置即可。

下面是一个简单的示例代码，展示了如何在Java应用程序中启用ZGC：

public class ZGCTest {
    public static void main(String[] args) {
        // ZGC在应用程序代码中不需要特别配置，只需设置JVM参数即可
        System.out.println("ZGC is enabled.");
    }
}

在编译和运行这段代码时，需要通过JVM参数启用ZGC。例如，可以使用以下命令来运行程序：

java -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseZGC -Xmx4g -jar ZGCTest.jar

通过这种方式，可以确保程序使用ZGC进行垃圾收集操作，从而提高其在高内存环境下的性能和响应速度。

其他新特性概述

除了上述主要的新特性之外，JDK11还引入了一些其他的小新特性，这些特性虽然没有像var关键字、HTTP客户端API或ZGC那样引人注目，但它们仍然对开发人员的工作带来了一定的便利和改进。下面是一些重要的新特性及其简要说明：

1. 改进的Switch表达式：
   Java 12引入了Switch表达式，但在JDK11中，这项特性得到了进一步的完善。Switch表达式允许使用更现代和简洁的语法来处理多种分支逻辑。例如，使用yield关键字来返回分支结果：

   int result = switch (x) {
      case 1 -> 10;
      case 2, 3 -> 20;
      default -> 0;
   };

   这种语法使得Switch表达式更加简洁和易读，有助于提高代码的可维护性。

2. TLS 1.3支持：
   JDK11增加了对TLS 1.3的支持。TLS 1.3是TLS协议的一个重要更新，提供了更强的安全性和性能。开发人员可以利用这一特性来增强应用程序的安全性。

   // 示例代码展示如何配置TLS 1.3
   System.setProperty("https.protocols", "TLSv1.3");

3. 动态类文件常量：
   从Java 11开始，引入了新的java.lang.constant包，提供了更加灵活的类文件常量。这使得开发人员可以更灵活地处理类文件中的常量，例如在运行时动态创建这些常量。

   import java.lang.constant.*;
   
   public class DynamicClassFileConstant {
      public static void main(String[] args) {
          ConstantDesc constantDesc = ConstantDesc.ofString("Hello, Java 11!");
          System.out.println(constantDesc);
      }
   }

4. 改进的源码分析工具：
   JDK11引入了新的源码分析工具，提供了更强大的代码分析和调试功能。这些工具可以帮助开发人员更好地理解和优化代码。

5. 改进的工具支持：
   JDK11还改进了一些工具的支持，例如JShell（交互式的Java Shell）和Javadoc（Java文档生成工具）。这些工具的改进使得开发人员可以更方便地进行代码调试和文档生成。

   # 示例代码展示如何使用JShell
   jshell
   /list

   # 示例代码展示如何使用Javadoc
   javadoc -d docs -sourcepath src -subpackages com.example

这些新特性虽然可能不如var关键字、HTTP客户端API或ZGC那样显眼，但在日常开发中仍然能够带来一定的便利和改进，提高开发效率和代码质量。