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Java 14 概述—概述

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 2023-12-21
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Java 14 是一个非 LTS 版本，发布于2020 年 3 月 17 日。

JEP 361：Switch 表达式（正式特性）

Java 12 引入 Switch 表达式作为预览功能发布，Java 13 对其进行增强处理。在 Java 14 中，switch 表达式已经是一个标准特性。Switch 表达式主要功能包括：

  1. 简化的语法: switch 表达式允许使用更简洁的箭头语法 (->)，这样可以直接返回一个值，而不需要 break 语句。
  2. 多值匹配: 在一个 case 分支中，可以同时匹配多个值，使用逗号分隔。
  3. yield** 关键字**: 当使用传统的 switch 块语法时，可以使用 yield 来返回一个值。
Java 版本 更新类型 JEP 更新内容
Java 12 预览特性 JEP 325 引入 Switch 表达式作为预览特性
Java 13 第二次预览 JEP 354 加入 yield 语句来替代 break 语句，用于从 switch 表达式返回值​
Java 14 正式特性 JEP 361 成为正式特性

更多阅读：Java 12 新特性—Switch 表达式、Java 13 新特性—Switch 表达式扩展

JEP 368：增强文本块（第二次预览）

为了能够更好地处理多行字符串的情况，Java 13 引入文本块来简化多行字符串字面量的编写和管理。Java 14 对其进一步增强，新加入了两个转义符，分别是：\ 和 \s：

  • \** (行尾转义符)**: 这个转义符用于去除行尾换行符，使得代码中的文本块和实际字符串之间可以有更好的对齐，同时不在字符串的内容中包含不必要的换行符。
  • \s** (空格转义序列)**: 这个转义符用于在需要的地方显式添加尾随空格，这在某些格式化文本中是必要的。
Java 版本 更新类型 JEP 更新内容
Java 13 预览特性 JEP 355 引入文本块作为预览特性，支持多行字符串字面量。
Java 14 第二次预览 JEP 368 改进文本块，包括空行和转义序列的处理。

JEP 359：Records (预览)

Java 14 引入一种新的类型： "Record"（记录）。它是 Java 14 的预览特性，旨在提供一种简洁的方式来声明只包含数据的类，通常被用于作为数据载体。它主要针对那些只需要携带数据且不需要复杂的业务逻辑的简单类。

Records 允许我们以一种极其简洁的方式定义一个类，我们只需要指定其数据内容。对于每个 Record，Java 都会自动地为其成员变量生成 equals(), hashCode(), toString() 方法，以及所有字段的访问器方法（getter），为什么没有 setter 方法呢？因为 Record 的实例是不可变的，它所有的字段都是 final ，这就意味着一旦构造了一个 Record 实例，其状态就不能更改了。

Records 具备如下几个优势：

  • 简洁性: 减少了定义数据类时所需的样板代码。
  • 可读性: 记录的结构一目了然，增强了代码的清晰性和易读性。
  • 安全性: 由于其不可变性，Records 可以提高代码的安全性和可预测性。
  • 适用于数据载体: 非常适合用作传递数据的简单载体，例如 DTO（数据传输对象）。

更多阅读：Java 14 新特性— 新增Record 类型

JEP 305：模式匹配的 instanceof（预览）

Java 14 引入了模式匹配的 instanceof 操作，目的是增强 instanceof 操作符，使其更加强大和灵活，同时减少样板代码。

在Java 14 之前，instanceof 主要用来检查对象的类型，然后根据类型对目标对象进行类型转换，之后进行不同的处理、实现不同的逻辑，如下：

if (obj instanceof String) {
    String s = (String) obj;
    // 业务逻辑
}

在 Java 14 中，使用模式匹配的 instanceof，这可以被简化为：

if (obj instanceof String s) {
    // 直接使用 s
}

如果 obj 是 String 类型的实例，s 就会被自动声明并初始化为 obj 强制转换后的值。这样就避免了单独的类型转换步骤，并使得代码更加简洁易读。

更多阅读：Java 14 新特性—模式匹配的 instanceof

JEP 358：改进 NullPointerExceptions 提示信息

在 Java 14 之前，当程序中出现空指针异常时，Java 通常只提供很少的信息，比如异常发生的行号。这使得开发者很难确定是哪个特定的变量或方法调用导致了异常。

所以 Java 14 引入该特性，目的改善 NullPointerException的提示信息，使其更加详细和有助于调试。

该特性是可选的，使用 XX:+ShowCodeDetailsInExceptionMessages，启用该特性，启用后，当发生空指针 异常是会提示更多的信息，指出具体是哪个变量或表达式为 null 导致了异常。

更多阅读：Java 14 新特性—改进 NullPointerExceptions 提示信息

JEP 343：打包工具（孵化）

在 Java 14 之前，Java 应用通常依赖于 JAR 文件来分发和运行，或者需要第三方工具来创建本地应用程序包，Java 14 引入一个新的打包工具，基于 javapackager 的 jpackage，用于打包 Java 应用程序为特定平台的本地安装包。

该特性提供一个官方的、简单易用的打包工具，使 Java 应用可以更容易地分发和安装在各种平台上，包括 Windows、macOS 和 Linux。同时该工具能够创建包含 Java 运行时环境（JRE）的自包含应用程序包。这意味着用户不需要在其设备上预先安装 Java 运行时环境。

JEP 345：NUMA-Aware 内存分配

Java 14 引入该特性的目的是优化 G1 垃圾收集器在 NUMA（Non-Uniform Memory Access）架构下的性能。

在 NUMA 架构的系统中，处理器访问自己本地节点（Local Node）的内存比访问其他节点（Remote Node）的内存速度更快。但是在 Java 14 之前，JVM 的垃圾收集器并不是 NUMA 敏感的，这意味着它在分配和管理内存时并没有考虑 NUMA 架构的特点，可能导致性能不佳。

该项特性为 G1 垃圾收集器增加了 NUMA 敏感的内存分配策略，通过优化内存分配，减少跨节点的内存访问，使G1 能够根据运行时的 NUMA 拓扑动态调整其内存分配策略，而提高了在 NUMA 系统上运行的 Java 应用程序的性能。

这个特性在支持的平台上默认启用。对于不支持或不需要的情况，需要使用-XX:+UseNUMA 来启用或禁用 NUMA-Aware 的行为。

该特性特别适用于大型、多处理器的服务器，因为这些服务器通常采用 NUMA 架构。

下面是关于 NUMA 的简单介绍：

  • NUMA（Non-Uniform Memory Access）是一种计算机内存设计，用于多处理器系统，特别是在大型服务器、多核处理器和大量内存配置中常见。它的主要特点是内存访问时间取决于内存位置相对于处理器的位置。
  • 在 NUMA 架构中，内存被划分为多个区域，每个区域与特定的处理器或处理器组相关联。
    • 本地内存访问：当处理器访问其关联的内存区域（即本地内存）时，速度较快。
    • 远程内存访问：当处理器访问非关联的内存区域（即远程内存）时，速度较慢。

JEP 349：JFR Event Streaming

JFR 是一种用于收集运行中 Java 应用程序的诊断和性能分析数据的工具。它主要用于事后分析，即在一段时间内收集数据，然后进行分析。

Java 14 增强了该功能，使得可以持续地、实时地处理（流式地）JFR 数据，无论是在进程内还是进程外。下面是 JFR 事件流的关键特性：

  1. 实时事件流：能够实时流式传输 JFR 事件，使应用程序能够实时响应事件。
  2. 进程内 API：该特性包括一个进程内 API，用于在同一 Java 进程中消费事件，使得将实时事件监控集成到 Java 应用程序中变得更加容易。
  3. 进程外流式处理：它还支持进程外流式处理，允许外部工具连接到 Java 进程并消费 JFR 事件。
  4. 筛选和定制：开发者可以筛选他们想要流式传输的事件，并配置事件的详细程度。
  5. 低性能开销：JFR 事件流设计时考虑了性能，确保即使在持续收集和处理事件时，对应用程序的性能影响也最小。

JEP 364：macOS 上的 ZGC（实验性）

该特性将 ZGC 的支持扩展到 macOS，这使得 macOS 上的 Java 开发者和用户也能够利用 ZGC 的高性能特性。

JEP 365：Windows 上的 ZGC（实验性）

该特性将 ZGC 的支持扩展到 Windows，这使得 Windows 上的 Java 开发者和用户也能够利用 ZGC 的高性能特性。

JEP 366：弃用 ParallelScavenge + SerialOld GC 组合

随着 JVM 的发展，垃圾收集器技术也在不断进步。新的垃圾收集器（如 G1、ZGC 和 Shenandoah）为性能和效率提供了更好的解决方案。而 ParallelScavenge + SerialOld 这个组合，在年轻代中使用并行算法，而在老年代中使用串行算法，这种组合方式已经不具备优势了，由于这个组合很少使用，但是却要花费巨大工作量来进行维护，得不偿失，所以 Java 14 弃用该组合。

JEP 367：删除 Pack200 工具和 API

Pack200 是一种专门为 Java 类文件设计的压缩技术，最初在 Java 5 中引入。它可以显著减小 JAR 文件的大小，因此被广泛用于优化网络传输 Java 应用程序和库。

随着时间的推移和技术的发展，网络速度的提高和存储成本的降低减少了对极端压缩技术的需求。同时，新的打包技术（如 jlink 和 jmod）的出现，以及 Java 模块系统的引入，使得 Pack200 的应用场景变得有限。

Java 14 宣布正式移除 Pack200 工具和 API。

JEP 363： 删除 CMS 垃圾收集器

CMS（Concurrent Mark Sweep）垃圾收集器是一个以最小化应用程序停顿时间为目标的收集器，最初设计用于老年代的垃圾收集。

随着新一代垃圾收集器（如 G1、ZGC 和 Shenandoah）的出现和成熟，CMS 的技术相对过时，并且维护成本逐渐增高。此外，新的收集器在性能和功能上均优于 CMS。

Java 14 正式移除了 CMS 垃圾收集器及其相关代码。

JEP 370：外部存储器访问 API（孵化器版）

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