Kotlin 1.5新特性记录

Posted 2022-11-12 RikkaTheWorld

所有内容均来源于官网，会过滤掉非 Kotlin / JVM 的平台特性。

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文章目录

• 1 1.5.0 新特性
• • 1.1 语言特性
  • • 支持 JVM 记录类
    • Sealed 接口
    • 内联类
  • 1.2 Kotlin / JVM
  • • 稳定的基于IR的 JVM 编译器
    • 新的默认 Jvm 构建版本 是1.8
    • 通过 invokedynamic 来调用 SAM
    • 使用 invokedynamic 调用 lmabda 表达式
    • @JvmDefault 和旧的 Xjvm-default 已弃用
    • 改进了可空性注解
  • 1.3 标准库 stdlib
  • • 稳定的无符号整数类型
    • 稳定的区域无关API，用于转换大小写文本
    • 稳定的字符转整数API
    • 稳定的 Path Api
    • `Duration` Api 更改
    • 新的集合函数 firstNotNullOf
    • String?.toBoolean() 函数更加严格
• 2 1.5.20 新特性
• • 2.1 Kotlin /JVM
  • • 通过 invokedynamic 连接字符串
    • 支持 JSpecify 空注释
• 3 1.5.30 新特性
• • 3.1 语言特性
  • • 使 sealed 和 Boolean 的 when 流程控制更加详尽
    • 挂起函数作为超类型
    • 要求选择性加入实验性 API 的隐式用法
    • 改进了推断递归泛型类型
    • 消除构建器推断限制

1 1.5.0 新特性

Kotlin 1.5.0 的新增项：

• 新的语言特性
• 稳定的基于IR的 JVM 编译器后台
• 性能提高
• 提供对特性的渐进式更改，例如稳定实验性特性，和淘汰过时的特性

1.1 语言特性

支持 JVM 记录类

Java 正在快速的发展，为了保证 Kotlin 和它的互操作性，我们引入了 JVM 最新的一个新特性 - record classes（记录类）。

Kotlin 对 JVM 记录类的支持包括双向互操作性：

• 在 Kotlin 代码中，可以直接 Java 的记录类，就像其它类那样
• 如果需要在 Java 中使用 Kotlin 记录类，请使这个类作为一个数据类型，并使用 @JvmRecord 注解修饰它

@JvmRecord
data class User(val name: String, val age: Int)

更多请看： Learn more about using JVM records in Kotlin

Sealed 接口

Kotlin 的接口现在可以使用 selaled 修饰符，它对接口的工作方式与对类的工作方式相同：密封接口的所有实现在编译时都是已知的。

sealed interface Polygon

例如，你可以根据这一特性来写 when：

fun draw(polygon: Polygon) = when (polygon) 
   is Rectangle -> // ...
   is Triangle -> // …
   // 不必在写 else 分支 ，因为所有的可能的实现都已覆盖

此外，在之前，密封只能由继承实现，而现在，密封接口可以更加灵活的支持那些受到限制的层次结构，因为一个类可以直接实现多个密封接口：

class FilledRectangle: Polygon, Fillable

更多请看：Learn more about sealed interfaces

内联类

内联类是基于值的子集合，这些类只用于保存值。你可以将它们看做一个值的包装类，并且你不用担心因为包装新类而带来的额外内存开销。这个特性在1.4就已经有了实验性 api，这一点可以看：使用内联类。

内联类可以使用 value 修饰符来声明：

value class Password(val s: String)

在 JVM 上，字段还需要一个特殊的 @JvmInlin 来修饰：

@JvmInline
value class Password(val s: String)

inline 修饰符现在已经弃用。

Learn more about inline classes.

1.2 Kotlin / JVM

Kotlin / JVM 得到了许多改进，包括内部的和面向用户的。下面是几个最值得注意的几个。

稳定的基于IR的 JVM 编译器

基于 IR 的 Kotlin / JVM 的编译器现在已经是稳定的了，并且在默认情况下会启用它。

从 Kotlin 1.4.0 开始，基于 ir 的编译器早期版本便已经开始是 preview 状态（可以手动使用），现在它已经成为了
1.5 的默认特性。 在较早的 Koltin 版本中，默认仍然使用早期的编译器版本。

你可以在这篇Blog中找到更多关于基于 IR 支持的好处，以及未来发展的方向：Blog 原文。

如果你需要在 Kotlin1.5.0 版本使用旧的编译支持，你可以在配置文件中添加下面的代码：

• gradle 中

tasks.withType<org.jetbrains.kotlin.gradle.dsl.KotlinJvmCompile> 
  kotlinOptions.useOldBackend = true

• maven 中

<configuration>
    <args>
        <arg>-Xuse-old-backend</arg>
    </args>
</configuration>

新的默认 Jvm 构建版本 是1.8

现在 Kotlin / Jvm 编译的默认构建版本是 1.8，1.6版本被标注为已废弃。

如果你需要用 JVM 1.6 版本来构建，你仍然可以切到这个版本去。

通过 invokedynamic 来调用 SAM

Kotlin 1.5.0 现在使用动态调用 （invokedynamic） 来编译 SAM（单一抽象方法）转换，它可以涵盖：

• 任意 Java 接口的 SAM 类型
• 任意是 Kotlin 函数式接口的 lamdba 表达式

新的实现使用 LambdaMetafactory.metafactory() 方法，并且在编译期间不再生成辅助包装类。这减小了应用程序 Jar 包的大小，从而提高了 JVM 的启动性能。

如果要回滚到以前那种编译成匿名类的旧实现，可以添加下面选项：

-Xsam-conversions=class

可以通过 Gradle、Maven、command-line compiler 几篇文章进行学习。

使用 invokedynamic 调用 lmabda 表达式

将普通的 Koltin Lambda 编译为 invokedynamic 是实验性的，这种特性可以在任意时候被删除或更改。你应该只将其用于预研一些需求

Kotlin 1.5.0 引入了对将普通的 Kotlin lambda（未转换为函数接口的实例）编译为动态调用（invokedynamic）的实验性支持。该实现使用 LambdaMetafactory.metafactory() 生成更轻的二进制文件，它在运行时有效地生成必要的类。目前，与普通的 lambda 编译相比，它有三个限制：

• 编译成 invokedynamic 的 lambda 是不可序列化的
• 对这样的 lambda 调用 toString 函数可能会产生可读性较差的内容
• 实验性的反射 API 不支持那些 LambdaMetafactory 创建的 lamdba 表达式

@JvmDefault 和旧的 Xjvm-default 已弃用

在 Kotlin 1.4.0 之前，有 @JvmDefault 注解， 以及可以设置 -Xjvm-default=enable、-Xjvm-default=compatibility。它们用于为 Kotlin 接口中所有特定的非抽象成员创建 JVM 默认方法。

在 Kotlin1.4.0中，我们引入了新的方式： 官方文档，它为整个项目默认打开了这种特性。

在 Kotlin 1.5.0 中，我们已经弃用了 @JvmDefault注解和 -Xjvm-default=enable、-Xjvm-default=compatibility。

Learn more about default methods in the Java interop

改进了可空性注解

Kotlin 支持使用可空性注解，来处理来自 Java 的可空属性。Kotlin 1.5.0 对这种特性做了下面的改进：

• 它可以在编译后的 Java 库中读取类型参数上的可空性注释，这些注解将用作依赖项（传递可空性注解）
• 它支持以 TYPE_USE 注解为目标，进行可空注解：
  • Arrays
  • Varargs
  • Fields
  • 类型参数（泛型）及其边界
  • 基类和接口的类型参数
• 如果可空性注释有多个适用于某个类型的目标，并且其中一个目标是 TYPE_USE，那么首选 TYPE_USE。例如，如果 @Nullable 同时支持 TYPE_USE 和 METHOD 作为目标，方法签名 @Nullable String[] f() 会变成 fun f(): Array<String?>!

对于这些新支持的情况，在从Kotlin调用Java时，使用错误的可空性类型会产生警告。使用 -xtype-enhance-improvement -strict-mode 编译器选项来去掉这些警告。

Learn more about null-safety and platform types.

1.3 标准库 stdlib

稳定的无符号整数类型

UInt、ULong、UByte、UShort 这些无符号的数字现在都是稳定的了。对这些类型、范围及其递增的操作也是如此，无符号数组及其操作仍保留在 Beta 中。

Learn more about unsigned integer types

稳定的区域无关API，用于转换大小写文本

这个版本带来一个新的与区域无关的 API，用于大/小写文本转换。它提供了以前 toLowerCase、 toUpperCase、capitalize() 和 decapitalize() 这些函数的替代方法，这些 API 函数对语言环境更敏感，可以帮助你避免由于不同的地区设置而产生的错误。

从 Kotlin 1.5 后，可以使用下面的替代函数：

旧的 API 函数被标记为弃用，并在将来的版本中删除。

可以参考 Git文档来查看更加完整的函数列表。

稳定的字符转整数API

从 Kotlin 1.5.0 开始，char-to-code 和 char-to-digit 转化的函数已经是稳定的了。这些函数取代了当前的 API 函数，而当前的 API 函数常常与 string-to-Int 转换相混淆。

新的 API 消除了这种命名歧义，使代码的行为更加透明和明确。

这个版本引入了 Char 类型的转换，这些转换被划分为以下几个明确命名的函数集：

• 根据给定的整型构造出对应的 Char

fun Char(code: Int): Char
fun Char(code: UShort): Char
val Char.code: Int

• 将 Char 转换为它所代表的数字值：

fun Char.digitToInt(radix: Int): Int
fun Char.digitToIntOrNull(radix: Int): Int?

• Int 的扩展函数，用于将其表示的非负整数转换为相应的 Char

fun Int.digitToChar(radix: Int): Char

旧的转换 api，包括 Number.toChar ，及其实现（除了 Int.toChar）和 Char 用于转化成数字的扩展函数，如 Char.toInt ， 现在均已废弃。
Learn more about the char-to-integer conversion API in KEEP.

稳定的 Path Api

带有 java.nio.file.Path 扩展的实验性 API 现在已经是稳定的了。

// 可以通过 “/” 来构造路径
val baseDir = Path("/base")
val subDir = baseDir / "subdirectory"

// 列出目录中的文件
val kotlinFiles: List<Path> = Path("/home/user").listDirectoryEntries("*.kt")

Learn more about the Path API.

Duration Api 更改

Duration 是一个实验性的Api，用于表示持续的时间，并有不同的单位支持。在1.5.0， Duration api做出了如下改变：

• 内部使用的值从 Double 替换成 Long，以提供更好的精度
• 新增了 API 用于从 Long 转化到特定的时间单位，它将取代旧的 Api，旧的 Api 使用 Double 类型进行操作，现在已经弃用。 例如： Duration.inWholeMinutes 返回 Long 类型的值， 替换了原来的 Duration.inMinutes 函数
• 新增了一些伴生函数用于通过数字来构造 Duration，例如， Duration.secondes(Int) 创建一个 Duration 独享，表示一个秒数整型。 旧的扩展属性，如 Int.seconds 现在已弃用

val duration = Duration.milliseconds(120000)
println("There are $duration.inWholeSeconds seconds in $duration.inWholeMinutes minutes")

新的集合函数 firstNotNullOf

新增了集合处理函数 firstNotNullOf() 和 firstNotNullOfOrNull() 函数，它们结合了 mapNotNull 和 fist() 或 firstOrNull()

通过传入自定义映射函数，并返回第一个非空值。 如果没有，可以根据情况抛异常或者返回null。

val data = listOf("Kotlin", "1.5")
println(data.firstNotNullOf(String::toDoubleOrNull))
println(data.firstNotNullOfOrNull(String::toIntOrNull))

// 1.5
// null

String?.toBoolean() 函数更加严格

对于已经有的 String?.toBoolean() 函数，引入了区分大小写的两个严格版本：

• String.toBooleanStrict()， 除了 “true” / “false”，其他的字符串输入将会抛出异常
• String.toBooleanStrictOrNull，除了 “true” / “false”，其他的字符串输入将会返回 null

println("true".toBooleanStrict())  // true
println("1".toBooleanStrictOrNull())  // null
// println("1".toBooleanStrict()) // Exception

2 1.5.20 新特性

2.1 Kotlin /JVM

通过 invokedynamic 连接字符串

Kotlin 1.5.20 在设置 JVM 编译版本 9+ 后，将字符串连接编译为动态调用（invokedynamic），从而与现代 Java 版本保持一致。更准确的说，它使用 StringConcatFactory.makeConcatWithConstants() 进行字符串连接。

如果要使用以前的 StringBuilder.append() 连接，请添加编译器选项 -XString-concat=inline。

支持 JSpecify 空注释

Kotlin 编译器可以读取各种类型的可空注解，从而将可空信息从 Java 传递给 Kotlin。 版本 1.5.20 引入了对 JSpecify 项目的支持，该项目包括一组标准的 Java 空注解。

使用 JSpecify， 你可以提供更详细的可空性信息，以帮助 Kotlin 保持与 Java 的空安全互操作。你可以为声明、包或模块范围设置默认的可空性，指定参数可空性等等。你可以在 JSpecify 用户指南 中找到有关这方面的更多细节。

下面是 Kotlin 如何处理 JSpecify 注释的示例：

// JavaClass.java
import org.jspecify.nullness.*;

@NullMarked
public class JavaClass 
  public String notNullableString()  return ""; 
  public @Nullable String nullableString()  return ""; 

// Test.kt
fun kotlinFun() = with(JavaClass()) 
  notNullableString().length // OK
  nullableString().length    // Warning: receiver nullability mismatch

在 1.5.20 中，根据 JSpecify 提供的空性信息，所有可空性不匹配都会被警告，在使用 JSpecify 时没使用 -Xjspecify-annotations=strict 和 -Xtype-enhancement-improvements-strict-mode 编译器选项来启用严格模式（带有错误报告）。请注意， JSpecify 项目正在积极开发中，它的 API 和实现可以在任何时候发生重大变化。

3 1.5.30 新特性

3.1 语言特性

使 sealed 和 Boolean 的 when 流程控制更加详尽

一个详尽的 when 状态语句应当涵盖所有可能的分支情况，并再加上一条 else 分支，也就是说 when 要包含所有可能的情况。

我们将计划禁止非穷举 when 状态语句的情况，使得其行为与 when 表达式一致。
为了能够顾确保迁移，可以配置编译器，使其在使用密封类或布尔值的语句时报告关于非穷举的错误。在 Kotlin1.6 中，默认情况下会出现这样的警告，以后将会变成错误。

sealed class Mode 
    object ON : Mode()
    object OFF : Mode()


fun main() 
    val x: Mode = Mode.ON
    when (x) 
        Mode.ON -> println("ON")
    
// WARNING: Non exhaustive 'when' statements on sealed classes/interfaces
// will be prohibited in 1.7, add an 'OFF' or 'else' branch instead

    val y: Boolean = true
    when (y) 
        true -> println("true")
    
// WARNING: Non exhaustive 'when' statements on Booleans will be prohibited
// in 1.7, add a 'false' or 'else' branch instead

要在 Kotlin1.5.30中启用此特性，请使用 Kotlin 1.6 版本，你还可以通过启用 progressive mode模式将将警告改成错误。

kotlin 
    sourceSets.all 
        languageSettings.apply 
            languageVersion = "1.6"
            //progressiveMode = true // false by default
        
    

挂起函数作为超类型

Kotlin 1.5.30 上可以让挂起函数作为超类型，但有一些限制：

class MyClass: suspend () -> Unit 
    override suspend fun invoke()  TODO() 

使用 -language-version 1.6 编译器选项来启用该特性：

kotlin 
    sourceSets.all 
        languageSettings.apply 
            languageVersion = "1.6"
        
    

该特性具有以下限制条件：

• 不能将普通函数和挂起函数类型混合作为超类型。这是由于 JVM 底层实现中挂起函数的实现细节造成的。它们在其中表示为带有标记接口的普通函数类型。由于使用了标记 （marker）接口，所以无法区分哪些超接口挂起了，哪些是普通。
• 不能使用多个挂起函数超类型，如果有类型检查，你也不能使用多个普通函数超类型。

要求选择性加入实验性 API 的隐式用法

库的作者可以将一个实验性Api比较为 opt-in 来告知用户当前 api 的稳定状态。当使用 API 时，编译器会引发警告或错误。并且需要显式同意才能禁止使用。

在 Kotlin 1.5.30 中，编译器将签名中具有实验类型的任何声明视为实验类型。也就是说，即使是实验性 API 的隐式使用额，它也需要选择加入。例如，如果函数的返回类型标记为实验 API 元素，那么即使声明没有显式地标记为需要选择，函数的使用也需要选择。

// Library code

@RequiresOptIn(message = "This API is experimental.")
@Retention(AnnotationRetention.BINARY)
@Target(AnnotationTarget.CLASS)
annotation class MyDateTime // Opt-in requirement annotation

@MyDateTime
class DateProvider // A class requiring opt-in

// Client code

// Warning: experimental API usage
fun createDateSource(): DateProvider  /* ... */ 

fun getDate(): Date 
    val dateSource = createDateSource() // Also warning: experimental API usage
    // ...

改进了推断递归泛型类型

在 Kotlin 和 Java 中，可以定义递归泛型类型，它在类型参数中引用自己。在 Kotlin 1.5.30 中，如果是递归泛型， Kotlin 编译器可以仅根据对应的类型参数的上界来推断类型参数。这使得使用递归泛型类型创建各种模式成为可能，这些模式在 Java 中经常用于创建构造者 Api。

// Kotlin 1.5.20
val containerA = PostgreSQLContainer<Nothing>(DockerImageName.parse("postgres:13-alpine")).apply 
    withDatabaseName("db")
    withUsername("user")
    withPassword("password")
    withInitScript("sql/schema.sql")


// Kotlin 1.5.30
val containerB = PostgreSQLContainer(DockerImageName.parse("postgres:13-alpine"))
    .withDatabaseName("db")
    .withUsername("user")
    .withPassword("password")
    .withInitScript("sql/schema.sql")

你可以通过传入 -Xself-upper-bound-inference 或 -language-version 1.6 编译器选项来启用这些改进。

消除构建器推断限制

构建器（Builder）推断是一种特殊的类型推断，它允许你根据来自lambda参数内部其他调用的类型信息推断调用的类型参数。这在调用通用构建函数(如 buildList() 或 sequence())时很有用: buildList add("string") 。

在这样的lambda参数中，以前对于使用构建器推断试图推断的类型信息有一个限制。这意味着您只能指定它，而不能获取它。例如，如果没有显式指定类型参数，就不能在 buildList() 的lambda参数中调用get()。

Kotlin 1.5.30通过 -Xunrestricted-builder-inference编译器选项消除了这些限制。添加此选项以启用之前禁止在泛型构建函数的lambda参数内调用:

@kotlin.ExperimentalStdlibApi
val list = buildList 
    add("a")
    add("b") 
    set(1, null)
    val x = get(1)
    if (x != null) 
        removeAt(1)
    


@kotlin.ExperimentalStdlibApi
val map = buildMap 
    put("a", 1)
    put("b", 1.1)
    put("c", 2f)

此外，您还可以使用 -language-version 1.6编译器选项启用此特性。