JDK10新特性教程：入门详解

本文提供了全面的JDK10新特性教程，涵盖了局部变量类型推断、新的垃圾回收器G1、运行时编译和优化以及新的命令行工具JShell等重要特性。这些新特性不仅增强了Java语言的功能，还提高了应用的性能和可维护性。通过本文，开发者可以更好地理解和应用这些新特性，提升开发效率和用户体验。

JDK10发布于2018年3月20日，是Java平台的重要版本之一。它包含了一系列新的特性和改进，旨在提高开发效率、性能以及用户体验。JDK10的发布标志着Java平台的持续演进，使得开发者能够更好地处理复杂的项目和应用。

JDK10引入了多个新特性，包括局部变量类型推断（var关键字）、新的垃圾回收器（G1）、运行时编译和优化（JEP 290）、新的命令行工具（JShell）等。这些新特性不仅增强了Java语言的功能，还提高了应用的性能和可维护性。

局部变量类型推断（Var关键字）

局部变量类型推断是JDK10中引入的一项重要特性。该特性允许开发者在声明局部变量时省略类型，编译器会自动推断出变量的类型。这简化了代码，使得书写更加简洁。

Var关键字的基本概念

在JDK10之前，定义局部变量时必须明确指定变量的类型，如以下示例所示：

int number = 42;
String message = "Hello, World!";

在JDK10中，可以使用var关键字代替类型，编译器将根据赋值自动推断变量的类型：

var number = 42; // 编译器推断为int
var message = "Hello, World!"; // 编译器推断为String

这种特性使得代码更加简洁，尤其是在处理复杂的泛型类型时，如：

var list = new ArrayList<String>();

Var关键字的应用场景与实例

局部变量类型推断适用于任何可以推断类型的局部变量。以下是一些常见的应用场景：

1. 基本类型和引用类型：

   var count = 100; // 编译器推断为int
   var price = 4.99; // 编译器推断为double
   var str = "Hello"; // 编译器推断为String

2. 泛型类型：

   var map = new HashMap<String, Integer>();

3. 返回值类型：

   var result = methodThatReturnsList();

需要注意的是，var关键字不适用于方法参数、返回类型、静态变量、实例变量等。对于这些场景，仍需显式声明类型。

新的垃圾回收器（G1）

JDK10引入了新的垃圾回收器（G1），它是一种并行与并发的垃圾回收器，旨在成为未来的默认垃圾回收器。G1垃圾回收器通过细粒度的分区和并行处理，提高了垃圾回收的效率和性能。

G1垃圾回收器的原理

G1垃圾回收器将堆内存划分为多个独立的区域，每个区域称为“分区”。这些分区的大小和数量是动态调整的，以适应不同的工作负载。G1垃圾回收器的主要工作原理包括：

1. 标记：将存活对象和垃圾对象标注出来。
2. 前向整理：将存活对象移动到物理上连续的区域，减少内存碎片。
3. 并行回收：将回收任务分割成多个子任务，同时进行垃圾回收。

G1垃圾回收器的优点与应用场景

G1垃圾回收器相比之前的垃圾回收器，具有以下优点：

1. 更高的吞吐量：G1垃圾回收器通过并行处理和细粒度分区，提高了垃圾回收的吞吐量。
2. 更低的暂停时间：G1垃圾回收器能够控制垃圾回收过程中应用程序的暂停时间，适用于对延迟敏感的应用。
3. 更好的内存管理：G1垃圾回收器能够更好地处理大内存和高并发的应用场景。

G1垃圾回收器适用于以下场景：

1. 大型应用：如大型企业应用、数据库系统等，这些应用通常需要处理大量的内存。
2. 实时应用：如金融交易系统、在线游戏等，这些应用需要低延迟和高吞吐量。
3. 高并发应用：如大型Web应用、高性能计算等。

如何使用G1垃圾回收器

要使用G1垃圾回收器，可以通过JVM参数指定：

java -XX:+UseG1GC -jar app.jar

这将启动使用G1垃圾回收器的应用程序。

示例代码

以下是一个简单的示例，展示如何使用G1垃圾回收器：

public class GCExample {
    public static void main(String[] args) {
        int count = 1000000;
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            int[] array = new int[10000];
            for (int j = 0; j < array.length; j++) {
                array[j] = i + j;
            }
        }
    }
}

在上述示例中，程序创建了大量的临时数组。使用G1垃圾回收器可以更好地管理这些数组的生命周期，减少垃圾回收的暂停时间。

运行时编译和优化（JEP 290）

JEP 290（JDK Enhancement Proposal 290）是JDK10中的一个重要特性，它引入了运行时编译（RTM）和优化功能，旨在提高Java程序的执行效率和性能。

JEP 290的介绍

JEP 290旨在引入运行时编译和优化功能，使Java应用程序能够更好地利用现代硬件的性能。这一特性允许Java虚拟机在程序运行期间进行编译优化，以提高程序的执行效率。

运行时编译和优化（RTM）的工作原理

运行时编译和优化（RTM）允许Java虚拟机在程序运行期间将热点代码编译成本地机器码，从而提高执行效率。这一过程包括：

1. 热点识别：Java虚拟机会跟踪每个方法的执行频率，并识别出热点方法。
2. 编译优化：Java虚拟机会将热点方法编译成本地机器码，并进行优化，如内联、循环展开等。
3. 机器码缓存：优化后的机器码会被缓存，以便在后续调用时直接使用。

如何使用JDK10的运行时编译和优化特性

要启用JDK10的运行时编译和优化特性，可以通过JVM参数指定：

java -XX:+UseJVMCICompiler -jar app.jar

这将启动使用JVMCI编译器的应用程序，并启用运行时编译和优化功能。

示例代码

以下是一个简单的示例，展示如何使用JDK10的运行时编译和优化特性：

public class RuntimeCompilationExample {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
            sum += i;
        }
        System.out.println("Sum: " + sum);
    }
}

在这个示例中，程序通过一个大循环累加一个整数。通过使用JVMCI编译器和运行时编译优化，程序的执行效率将得到提高。

新的命令行工具（JShell）

JDK10引入了新的命令行工具——JShell，它允许开发者在交互模式下编写和测试Java代码。JShell是一个强大的工具，简化了Java开发的流程，提供了更快的反馈和更灵活的开发环境。

JShell的基本概念

JShell是一个交互式的Java开发环境，允许开发者在命令行下编写和测试Java代码。JShell支持多种语法糖，包括表达式、声明、语句和方法定义等。

JShell的使用入门与示例

要使用JShell，可以通过命令行启动：

jshell

启动后，JShell会进入交互模式，允许你输入Java代码并立即执行。以下是一些基本的示例：

1. 变量声明与赋值：

   int x = 10;
   double y = 3.14;
   String message = "Hello, JShell!";
   System.out.println(x);
   System.out.println(y);
   System.out.println(message);

2. 方法定义与调用：

   int add(int a, int b) {
   return a + b;
   }
   System.out.println(add(10, 20));

3. 控制结构：

   for (int i = 0; i < 5; i++) {
   System.out.println(i);
   }

4. 类定义与实例化：

   
   class Person {
   String name;
   int age;
   
   void greet() {
       System.out.println("Hello, I am " + name);
   }
   }

Person p = new Person();
p.name = "Alice";
p.age = 30;
p.greet();

这些示例展示了JShell的基本用法，包括变量声明、方法定义、控制结构和类定义等。通过这些示例，你可以看到JShell如何提供一个快速、灵活的开发环境，使得Java开发变得更加高效和便捷。

### 总结
JDK10引入了多个新特性，包括局部变量类型推断（var关键字）、新的垃圾回收器（G1）、运行时编译和优化（JEP 290）、新的命令行工具（JShell）等。这些新特性不仅增强了Java语言的功能，还提高了应用的性能和可维护性。通过这些新特性，开发者可以更好地处理复杂的项目和应用，提高开发效率和用户体验。

### 对比JDK之前的版本
与之前的版本相比，JDK10引入了更多的语言和性能改进。例如，局部变量类型推断使得代码更加简洁，新的垃圾回收器（G1）提高了垃圾回收的效率和性能，运行时编译和优化（JEP 290）提高了程序的执行效率，新的命令行工具（JShell）提供了更快的反馈和更灵活的开发环境。这些改进使得JDK10成为了Java开发的重要版本，为开发者提供了更多的工具和功能，使得开发过程更加高效和便捷。