Java 17 将要发布，补一下 Java 13 中的新功能

本文章属于 Java 新特性教程系列，已经收录在 Github.com/niumoo/JavaNotes ，点个赞，不迷路。

自从 Oracle 调整了 Java 的版本发布节奏之后，Java 版本发布越来越快，虽然都说 Java 版本任他发，我用 Java 8，不过新版本的 Java 功能还是要学习一下的。

Java 13 早在 2019 年 9 月就已经发布，虽然不是长久支持版本，但是也带来了不少新功能。

Java 13 官方下载：https://jdk.java.net/archive/

Java 13 官方文档：http://openjdk.java.net/projects/jdk/13/

Java 13 新功能：

JEP 350: 动态 CDS 存档
JEP 351: ZGC，归还未使用的内存 (实验性)
JEP 353: 重新实现 Socket API
JEP 354: Switch 表达式 (二次预览)
JEP 355: 文本块 (预览)

扩展：此文章属于 Java 新特性教程系列，会介绍 Java 每个版本的新功能，可以点击浏览。

1. JEP 350 动态 CDS 存档

JVM 启动时有一步是需要在内存中加载类，而如果有多个 jar，加载第一个 jar 的速度是最慢的。这就延长了程序的启动时间，为了减少这个时间，Java 10 引入了应用程序类数据共享（CDS）机制，它可以把你想共享的类共享在程序之间，使不同的 Java 进程之间共享这个类来减少这个类占用的空间以及加载速度。不过 Java 10 中使用这个功能的步骤比较繁琐。

扩展阅读： Java 10 新功能介绍

而 Java 13 中的 AppCDS，允许 Java 应用在程序执行结束时（如果 JVM 没有崩溃）进行动态存档；存储的内容包括所有加载的应用类型类和使用的类库，这些存储的类库本来并不存在于默认的 CDS 存档中。

使用这个功能非常简单，只需要在程序启动时增加启动参数。

# ArchiveClassesAtExit，程序结束时动态存档
bin/java -XX:ArchiveClassesAtExit=hello.jsa -cp hello.jar Hello
# SharedArchiveFile，使用指定存档启动
bin/java -XX:SharedArchiveFile=hello.jsa -cp hello.jar Hello

2. JEP 351: ZGC，归还未使用的内存 (实验性)

在 Java 13 之前，ZGC 虽然在清理内存时导致的停顿时间非常少，但是即使内存已经长时间没有使用，ZGC 也不会将内存返还给操作系统，这对那些十分关注内存占用的应用程序非常不友好。

比如：

资源按使用量付费的云上容器环境。
应用虽然长时间闲置，但是占用了内存，导致运行的其他程序内存紧张。

而新增的这个功能，可以让 ZGC 归还长时间没有使用的内存给操作系统，这对某些用户来说十分友好。

3. JEP 353: 重新实现 Socket API

java.net.Socket 和 java.net.ServerSocket 类早在 Java 1.0 时就已经引入了，它们的实现的 Java 代码和 C 语言代码的混合，维护和调试都十分不易；而且这个实现还存在并发问题，有时候排查起来也很困难。

因此，在 Java 13 中引入了新的实现方式，使用了新的实现 NioSocketImpl 来代替老旧的 PlainSocketImpl 实现。虽然功能相同，但是老的方式在当前以及未来几个版本内不会删除，用户随时可以通过 -Djdk.net.usePlainSocketImpl 参数切换回老的实现方式，以兼容意外情况。

编写一个测试类可以发现这个变化。

import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8000)){
            boolean running = true;
            while(running){
                Socket clientSocket = serverSocket.accept();
                //do something with clientSocket
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

使用 Java 13 运行，通过参数 -XX:+TraceClassLoading 追踪加载的类，日志中可以看到 NioSocketImpl。

➜  develop ./jdk-13.0.2.jdk/Contents/Home/bin/java -XX:+TraceClassLoading Test.java | grep SocketImpl
[0.699s][info   ][class,load] java.net.SocketImpl source: jrt:/java.base
[0.699s][info   ][class,load] java.net.SocketImpl$$Lambda$173/0x0000000800c37440 source: java.net.SocketImpl
[0.702s][info   ][class,load] sun.net.PlatformSocketImpl source: jrt:/java.base
[0.702s][info   ][class,load] sun.nio.ch.NioSocketImpl source: jrt:/java.base
[0.713s][info   ][class,load] sun.nio.ch.NioSocketImpl$FileDescriptorCloser source: jrt:/java.base

但在 Java 12 并不是 NioSocketImpl。

➜  develop ./jdk-12.0.2.jdk/Contents/Home/bin/java -XX:+TraceClassLoading Test.java | grep SocketImpl
[0.665s][info   ][class,load] java.net.SocketImpl source: jrt:/java.base
[0.665s][info   ][class,load] java.net.AbstractPlainSocketImpl source: jrt:/java.base
[0.665s][info   ][class,load] java.net.PlainSocketImpl source: jrt:/java.base
[0.665s][info   ][class,load] java.net.SocksSocketImpl source: jrt:/java.base
[0.666s][info   ][class,load] java.net.AbstractPlainSocketImpl$1 source: jrt:/java.base

4. JEP 354: Switch 表达式 (二次预览)

你为什么不愿意使用使用 switch 表达式？我想其中一个原因应该是， switch 表达式的代码不够美观优雅，甚至有些啰嗦。比如像下面的例子。

package com.wdbyte;

public class Java13Switch {
    public static void main(String[] args) {
      //通过传入月份，输出月份所属的季节
      System.out.println(switchJava12Before("march"));
    }
    public static String switchJava12Before(String month) {
        String reuslt = null;
        switch (month) {
            case "march":
            case "april":
            case "may":
                reuslt = "春天";
                break;
            case "june":
            case "july":
            case "august":
                reuslt = "夏天";
                break;
            case "september":
            case "october":
            case "november":
                reuslt = "秋天";
                break;
            case "december":
            case "january":
            case "february":
                reuslt = "冬天";
                break;
        }
        return reuslt;
    }
}

而在 Java 12 中，已经对 switch 进行了改进，使之可以使用 cast L -> 表达式进行操作，且可以具有返回值，这样代码就更加美观使用了，不过这在 Java 12 中是一个预览功能。

// 通过传入月份，输出月份所属的季节
public static String switchJava12(String month) {
     return switch (month) {
        case "march", "april", "may"            -> "春天";
        case "june", "july", "august"           -> "夏天";
        case "september", "october", "november" -> "秋天";
        case "december", "january", "february"  -> "冬天";
        default -> "month erro";
    };
}

扩展阅读： Java 12 新特性介绍， JEP 325: Switch 表达式

而现在，在 Java 13 中，又对 switch 表达式进行了增强，增加了yield 关键词用于返回值，相比 break ，语义更加明确了。

public static String switchJava13(String month) {
    return switch (month) {
        case "march", "april", "may":
            yield "春天";
        case "june", "july", "august":
            yield "夏天";
        case "september", "october", "november":
            yield "秋天";
        case "december", "january", "february":
            yield "冬天";
        default:
            yield "month error";
    };
}

5. JEP 355: 文本块 (预览)

在这之前，如果我们把一个 JSON 赋值给字符串：

String content = "{\n"
    + "    \"upperSummary\": null,\n"
    + "    \"sensitiveTypeList\": null,\n"
    + "    \"gmtModified\": \"2011-08-05 10:50:09\",\n"
    + "    \"lowerGraph\": null,\n"
    + "    \"signature\": \"\",\n"
    + "    \"appName\": \"xxx\",\n"
    + "    \"lowerSummary\": null,\n"
    + "    \"gmtCreate\": \"2011-08-05 10:50:09\",\n"
    + "    \"type\": \"CALL\",\n"
    + "    \"name\": \"xxxx\",\n"
    + "    \"subType\": \"yyy\",\n"
    + "    \"id\": 1,\n"
    + "    \"projectId\": 1,\n"
    + "    \"status\": 1\n"
    + "}";

终于不用写丑陋的长字符串了，从 Java 13 开始你可以使用文本块的方式定义字符串了。

String content2 = """
        {
        "upperSummary": null,
        "sensitiveTypeList": null,
        "gmtModified": "2011-08-05 10:50:09",
        "lowerGraph": null,
        "signature": "",
        "appName": "xxx",
        "lowerSummary": null,
        "gmtCreate": "2011-08-05 10:50:09",
        "type": "CALL",
        "name": "xxxx",
        "subType": "yyy",
        "id": 1,
        "projectId": 1,
        "status": 1
    }
                 """;

不过这是一个预览功能，如果你要是在 Java 13 中使用需要手动开启预览功能，这个功能在 Java 15 中正式发布。

如果你想尝试，可以去下载最新版了，玩的开心。