JDK 9 新特性

Java 9 正式发布于 2017 年 9 月 21 日。作为 Java8 之后 3 年半才发布的新版本，Java 9 带来了很多重大的变化。其中最重要的改动是 Java 平台模块系统的引入。除此之外，还有一些新的特性

Java 平台模块系统

Java 平台模块系统，也就是 Project Jigsaw，把模块化开发实践引入到了 Java 平台中。在引入了模块系统之后，JDK 被重新组织成 94 个模块。Java 应用可以通过新增的 jlink 工具，创建出只包含所依赖的 JDK 模块的自定义运行时镜像。这样可以极大的减少 Java 运行时环境的大小。这对于目前流行的不可变基础设施的实践来说，镜像的大小的减少可以节省很多存储空间和带宽资源。

Jshell

jshell 是 Java 9 新增的一个实用工具。jshell 为 Java 增加了类似 NodeJS 和 Python 中的读取-求值-打印循环（ Read-Evaluation-Print Loop ）。在 jshell 中可以直接输入表达式并查看其执行结果。当需要测试一个方法的运行效果，或是快速的对表达式进行求值时，jshell 都非常实用。只需要通过 jshell 命令启动 jshell，然后直接输入表达式即可。每个表达式的结果会被自动保存下来，以数字编号作为引用，类似 $1 和$2 这样的名称。可以在后续的表达式中引用之前语句的运行结果。在 jshell 中，除了表达式之外，还可以创建 Java 类和方法。jshell 也有基本的代码完成功能。

在代码清单 2 中，我们直接创建了一个方法 add。
清单 2. 在 jshell 中添加方法

jshell> int add(int x, int y) { 
    ...> return x + y; 
    ...> } 
 | created method add(int,int)

接着就可以在 jshell 中直接使用这个方法，如代码清单 3 所示。
清单 3. 在 jshell 中使用创建的方法

1 2	jshell> add(1, 2) $19 ==> 3

集合、Stream 和 Optional

在集合上，Java 9 增加了 List.of()、Set.of()、Map.of() 和 M ap.ofEntries()等工厂方法来创建不可变集合，如代码清单 4 所示。
清单 4 . 创建不可变集合

List.of(); 
List.of("Hello", "World"); 
List.of(1, 2, 3);
Set.of(); 
Set.of("Hello", "World"); 
Set.of(1, 2, 3);
Map.of();
Map.of("Hello", 1, "World", 2);

Stream 中增加了新的方法 ofNullable、dropWhile、takeWhile 和 iterate。在代码清单 5 中，流中包含了从 1 到 5 的元素。断言检查元素是否为奇数。第一个元素 1 被删除，结果流中包含 4 个元素。
清单 5 . Stream 中的 dropWhile 方法示例

@Test 
public void testDropWhile() throws Exception { 
    final long count = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5) 
        .dropWhile(i -> i % 2 != 0) 
        .count(); 
    assertEquals(4, count); 
}

Collectors 中增加了新的方法 filtering 和 flatMapping。在代码清单 6 中，对于输入的 String 流，先通过 flatMapping 把 String 映射成 Integer 流，再把所有的 Integer 收集到一个集合中。
清单 6 . Collectors 的 flatMapping 方法示例

@Test 
public void testFlatMapping() throws Exception { 
    final Set<Integer> result = Stream.of("a", "ab", "abc") 
        .collect(Collectors.flatMapping(v -> v.chars().boxed(), 
            Collectors.toSet())); 
    assertEquals(3, result.size()); 
}

Optiona l 类中新增了 ifPresentOrElse、or 和 stream 等方法。在代码清单 7 中，Optiona l 流中包含 3 个元素，其中只有 2 个有值。在使用 flatMap 之后，结果流中包含了 2 个值。
清单 7 . Optional 的 stream 方法示例

@Test 
public void testStream() throws Exception { 
    final long count = Stream.of( 
        Optional.of(1), 
        Optional.empty(), 
        Optional.of(2) 
    ).flatMap(Optional::stream) 
        .count(); 
    assertEquals(2, count); 
}

进程 API

Java 9 增加了 ProcessHandle 接口，可以对原生进程进行管理，尤其适合于管理长时间运行的进程。在使用 P rocessBuilder 来启动一个进程之后，可以通过 Process.toHandle()方法来得到一个 ProcessHandl e 对象的实例。通过 ProcessHandle 可以获取到由 ProcessHandle.Info 表示的进程的基本信息，如命令行参数、可执行文件路径和启动时间等。ProcessHandle 的 onExit()方法返回一个 C ompletableFuture对象，可以在进程结束时执行自定义的动作。代码清单 8 中给出了进程 API 的使用示例。
清单 8 . 进程API 示例

final ProcessBuilder processBuilder = new ProcessBuilder("top") 
    .inheritIO(); 
final ProcessHandle processHandle = processBuilder.start().toHandle(); 
processHandle.onExit().whenCompleteAsync((handle, throwable) -> { 
    if (throwable == null) { 
        System.out.println(handle.pid()); 
    } else { 
        throwable.printStackTrace(); 
    } 
});

平台日志 API 和服务

Java 9 允许为 JDK 和应用配置同样的日志实现。新增的 System.LoggerFinder 用来管理 JDK 使用的日志记录器实现。JVM 在运行时只有一个系统范围的 LoggerFinder 实例。LoggerFinder 通过服务查找机制来加载日志记录器实现。默认情况下，JDK 使用 java.logging 模块中的 java.util.logging 实现。通过 LoggerFinder 的 getLogger()方法就可以获取到表示日志记录器的 System.Logger 实现。应用同样可以使用 System.Logger 来记录日志。这样就保证了 JDK 和应用使用同样的日志实现。我们也可以通过添加自己的 System.LoggerFinder 实现来让 JDK 和应用使用 SLF4J 等其他日志记录框架。代码清单 9 中给出了平台日志 API 的使用示例。
清单 9.使用平台日志 API

public class Main { 
    private static final System.Logger LOGGER = System.getLogger("Main"); 
    public static void main(final String[] args) { 
        LOGGER.log(Level.INFO, "Run!");
    } 
}

反应式流（ Reactive Streams ）

反应式编程的思想最近得到了广泛的流行。在 Java 平台上有流行的反应式库 RxJava 和 R eactor。反应式流规范的出发点是提供一个带非阻塞负压（ non-blocking backpressure ）的异步流处理规范。反应式流规范的核心接口已经添加到了 Java9 中的 java.util.concurrent.Flow 类中。

Flow 中包含了 Flow.Publisher、Flow.Subscriber、Flow.Subscription 和 F low.Processor 等 4 个核心接口。Java 9 还提供了 SubmissionPublisher 作为 Flow.Publisher 的一个实现。RxJava 2 和 Reactor 都可以很方便的与 Flow 类的核心接口进行互操作。

并发

在并发方面，类 CompletableFuture 中增加了几个新的方法。completeAsync 使用一个异步任务来获取结果并完成该 CompletableFuture。orTimeout 在 CompletableFuture 没有在给定的超时时间之前完成，使用 TimeoutException 异常来完成 CompletableFuture。completeOnTimeout 与 o rTimeout 类似，只不过它在超时时使用给定的值来完成 CompletableFuture。新的 Thread.onSpinWai t 方法在当前线程需要使用忙循环来等待时，可以提高等待的效率。

Nashorn

Nashorn 是 Java 8 中引入的新的 JavaScript 引擎。Java 9 中的 Nashorn 已经实现了一些 ECMAScript 6 规范中的新特性，包括模板字符串、二进制和八进制字面量、迭代器和 for..of 循环和箭头函数等。Nashorn 还提供了 API 把 ECMAScript 源代码解析成抽象语法树（ Abstract Syntax Tree，AST ），可以用来对 ECMAScript 源代码进行分析。

I/O 流新特性

类 java.io.InputStream 中增加了新的方法来读取和复制 InputStream 中包含的数据。

readAllBytes：读取 InputStream 中的所有剩余字节。
readNBytes：从 InputStream 中读取指定数量的字节到数组中。
transferTo：读取 InputStream 中的全部字节并写入到指定的 OutputStream 中。

代码清单 12 中给出了这些新方法的使用示例。
清单 12. InputStream 中的新方法使用示例

public class TestInputStream {
    private InputStream inputStream; 
    private static final String CONTENT = "Hello World"; 
    @Before 
    public void setUp() throws Exception { 
        this.inputStream = 
            TestInputStream.class.getResourceAsStream("/input.txt"); 
    }
    @Test 
    public void testReadAllBytes() throws Exception { 
        final String content = new String(this.inputStream.readAllBytes()); 
        assertEquals(CONTENT, content); 
    } 
    @Test 
    public void testReadNBytes() throws Exception { 
        final byte[] data = new byte[5]; 
        this.inputStream.readNBytes(data, 0, 5); 
        assertEquals("Hello", new String(data)); 
    } 
    @Test 
    public void testTransferTo() throws Exception { 
        final ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream(); 
        this.inputStream.transferTo(outputStream); 
        assertEquals(CONTENT, outputStream.toString()); 
    } 
}

ObjectInputFilter 可以对 ObjectInputStream 中包含的内容进行检查，来确保其中包含的数据是合法的。可以使用 ObjectInputStream 的方法 setObjectInputFilter 来设置。ObjectInputFilter 在进行检查时，可以检查如对象图的最大深度、对象引用的最大数量、输入流中的最大字节数和数组的最大长度等限制，也可以对包含的类的名称进行限制。

改进应用安全性能

Java 9 新增了 4 个 SHA- 3 哈希算法，SHA3-224、SHA3-256、SHA3-384 和 S HA3-512。另外也增加了通过 java.security.SecureRandom 生成使用 DRBG 算法的强随机数。代码清单 13 中给出了 SHA-3 哈希算法的使用示例。
清单 13. SHA-3 哈希算法使用示例

import org.apache.commons.codec.binary.Hex; 
public class SHA3 { 
    public static void main(final String[] args) throws NoSuchAlgorithmException { 
        final MessageDigest instance = MessageDigest.getInstance("SHA3-224"); 
        final byte[] digest = instance.digest("".getBytes()); 
        System.out.println(Hex.encodeHexString(digest)); 
    } 
}

统一 JVM 日志

Java 9 中，JVM 有了统一的日志记录系统，可以使用新的命令行选项-Xlog 来控制 JVM 上所有组件的日志记录。该日志记录系统可以设置输出的日志消息的标签、级别、修饰符和输出目标等。Java 9 移除了在 Java 8 中被废弃的垃圾回收器配置组合，同时把 G1 设为默认的垃圾回收器实现。另外，CMS 垃圾回收器已经被声明为废弃。Java 9 也增加了很多可以通过 jcmd 调用的诊断命令。

Java 语言本身改动

在 Java 语言本身，Java 9 允许在接口中使用私有方法。在 try-with-resources 语句中可以使用 e ffectively-final 变量。类 java.lang.StackWalker 可以对线程的堆栈进行遍历，并且支持过滤和延迟访问。Java 9 把对 Unicode 的支持升级到了 8.0。ResourceBundle 加载属性文件的默认编码从 ISO-8859-1 改成了 UTF-8，不再需要使用 native2ascii 命令来对属性文件进行额外处理。注解@Deprecated 也得到了增强，增加了 since 和 forRemoval 两个属性，可以分别指定一个程序元素被废弃的版本，以及是否会在今后的版本中被删除。

在代码清单 14 中，buildMessage 是接口 SayHi 中的私有方法，在默认方法 sayHi 中被使用。
清单 14. 接口中私有方法的示例

public interface SayHi { 
    private String buildMessage() { 
        return "Hello"; 
    } 
    void sayHi(final String message); 
    default void sayHi() { 
        sayHi(buildMessage()); 
    } 
}

其他特性

其他的看不懂，不写出来了。

更多信息请看 Java 9 新特性介绍

Java 平台 模块系统