重新复习一下JDK14的9大重磅特性

Posted 2021-03-29 朱小厮的博客

JDK14特性一览：

• JEP 305: Pattern Matching for instanceof (Preview)
• JEP 358: Helpful NullPointerExceptions
• JEP 361: Switch Expressions (Standard)
• JEP 345: NUMA-Aware Memory Allocation for G1
• JEP 349: JFR Event Streaming
• JEP 366: Deprecate the ParallelScavenge + SerialOld GC Combination
• JEP 363: Remove the CMS Garbage Collector
• JEP 364: ZGC on macOS
• JEP 368: Text Blocks (Second Preview)

JEP 305: Pattern Matching for instanceof (Preview)

很明显这个特性跟使用instanceof有关。平常我们写代码是这样的。很明显这不是最优的方式，怎么看怎么别捏，代码显得有点冗余乏味，我们既要类型判断，还要类型强制转换：

if (obj instanceof String) {
    String s = (String) obj;
    // use s
}

那么新的方式是怎么样的呢？请往下看。厉不厉害，牛不牛逼：

if (obj instanceof String s) {
    //todo can use s here
} else {
    //todo can't use s here
}

而且还能用的更复杂一些，需要注意的是，下面这种写法时，必须是&&，而不能是||，为什么有这个限制，我想很容易理解吧：

if (obj instanceof String s && s.contains("afei")) {
    ... ...
}

JEP 358: Helpful NullPointerExceptions

这个特性有点意思，绝对非常有用。想象我们有一行这样的代码，并且在这里抛出了空指针，那么，我们没办法知道空指针是由于a引起的，还是a.b引起的，还是a.b.c引起的：

int index = a.b.c.i ;

所以，我们可能要将代码改造成这样，这样才能在代码抛出NPE时更容易定位问题：

if (a!=null){
    if (a.b!=null){
        if (a.b.c!=null){
            int index = a.b.c.i ;
        }
    }
}

JEP358这个特性就是帮我们解决这个问题的。假设我们的代码还是这样写的：int index = a.b.c.i ，并且由于a.b为null引起的空指针，那么抛出的异常信息是这样的，这个异常就非常友好了吧：

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException:
        Cannot read field "c" because "a.b" is null
    at Prog.main(Prog.java:5)

数组方式也是一样的，假设有一行这样的代码：int height = a[i][j][k]，并且由于a[i][j]为空导致的NPE，那么异常信息是这样的：

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException:
        Cannot load from object array because "a[i][j]" is null
    at Prog.main(Prog.java:5)

JEP 361: Switch Expressions (Standard)

这个特性也是继承自JDK13的JEP 354: Switch Expressions (Preview)，有一段switch老语法代码如下：

switch (day) {
    case MONDAY:
    case FRIDAY:
    case SUNDAY:
        System.out.println(6);
        break;
    case TUESDAY:
        System.out.println(7);
        break;
    case THURSDAY:
    case SATURDAY:
        System.out.println(8);
        break;
    case WEDNESDAY:
        System.out.println(9);
        break;
}

这段代码显得有点冗余，新的语法代码如下，很明显简练很多：

switch (day) {
    case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> System.out.println(6);
    case TUESDAY                -> System.out.println(7);
    case THURSDAY, SATURDAY     -> System.out.println(8);
    case WEDNESDAY              -> System.out.println(9);
}

而且，新的switch语法能直接将其作为表达式，用法如下：

int numLetters = switch (day) {
    case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> 6;
    case TUESDAY                -> 7;
    case THURSDAY, SATURDAY     -> 8;
    case WEDNESDAY              -> 9;
};

新的switch语法相比以前灵活了很多很多！

JEP 345: NUMA-Aware Memory Allocation for G1

了解这个特性之前，我们需要了解什么是NUMA。NUMA就是非统一内存访问架构（英语：non-uniform memory access，简称NUMA），是一种为多处理器的电脑设计的内存架构，内存访问时间取决于内存相对于处理器的位置。在NUMA下，处理器访问它自己的本地内存的速度比非本地内存（内存位于另一个处理器，或者是处理器之间共享的内存）快一些。如下图所示，Node0中的CPU如果访问Node0中的内存，那就是访问本地内存，如果它访问了Node1中的内存，那就是远程访问，性能较差：

JEP345希望通过实现NUMA-aware的内存分配，改进G1在大型机上的性能！现代的multi-socket服务器越来越多都有NUMA，意思是，内存到每个socket的距离是不相等的，内存到不同的socket之间的访问是有性能差异的，这个距离越长，延迟就会越大，性能就会越差！（https://openjdk.java.net/jeps/345）。只需要设置JVM参数：+XX:+UseNUMA 后, 当JVM初始化的时候（即Java应用启动的时候），G1的Region集合就会被均匀的分散到所有有效的NUMA节点上。

JEP 349: JFR Event Streaming

Java为了更方便的了解运行的JVM情况，在之前的版本中提供了JFR特性，即JDK Flight Recorder。但是使用不太灵活。虽然JVM通过JFR暴露了超过500项数据，但是其中大部分数据只能通过解析JFR日志文件才能获取得到，而不是实时获取。用户想要使用JFR的数据的话，用户必须先开启JFR进行记录，然后停止记录，再将飞行记录的数据Dump到磁盘上，然后解析这个记录文件。

// 下面这条命令会立即启动JFR并开始使用templayte.jfc的配置收集60s的JVM信息，并输出到output.jfr中。
// 一旦记录完成之后，就可以复制jfr文件到你的工作环境使用jmc GUI来分析。
// 它几乎包含了排查JVM问题需要的所有信息，包括堆dump时的异常信息等。
jcmd <PID> JFR.start name=test duration=60s settings=template.jfc filename=output.jfr

这样对于应用程序分析很有效，但是对于实时监控却并不友好，因为无法将JFR采集的信息实时动态展示到仪表板上。JEP349特性能够通过异步订阅的方式直接获取JFR记录的数据，而不需要分析Dump文件。如下这段代码所示：

try (var rs = new RecordingStream()) {
  rs.enable("jdk.CPULoad").withPeriod(Duration.ofSeconds(1));
  rs.enable("jdk.JavaMonitorEnter").withThreshold(Duration.ofMillis(10));
  rs.onEvent("jdk.CPULoad", event -> {
    System.out.println(event.getFloat("machineTotal"));
  });
  rs.onEvent("jdk.JavaMonitorEnter", event -> {
    System.out.println(event.getClass("monitorClass"));
  });
  rs.start();
}

JEP 366: Deprecate the ParallelScavenge + SerialOld GC Combination

ParallelScavenge + SerialOld GC的GC组合要被标记为Deprecate了，也就意味着，在接下来的某个JDK版本中，会彻底不兼容这种GC组合。

JDK官方给出将这个GC组合标记为Deprecate的理由是：这个GC组合需要大量的代码维护工作，并且，这个GC组合很少被使用。因为它的使用场景应该是一个很大的Young区配合一个很小的Old区，这样的话，Old区用SerialOldGC去收集时停顿时间我们才能勉强接受。事实上，这种场景很少使用，而且风险即可。总而言之，老年代能用UseParallelOldGC ，还需要什么SerialOldGC，是吧！

JEP 363: Remove the CMS Garbage Collector

该来的总会来，自从G1横空出世后，CMS在JDK9中就被标记为Deprecate了（JEP 291: Deprecate the Concurrent Mark Sweep (CMS) Garbage Collector），那么CMS被彻底移除也就是一个时间问题了。

基于Region分代是大势所趋，CMS的设计还是落后了一点，而且它的碎片化问题，给你的JVM实例就像埋了一颗炸弹。说不定哪次就在你的业务高峰期来一次FGC，这可是采用Mark—Sweep-Compact算法的SerialOldGC回收，JVM中性能最差的垃圾回收方式，停顿个几秒钟，上十秒都有可能。

当然，如果你JDK14中你还是配置的CMS（-XX:+UseConcMarkSweepGC），JVM不会报错，只是给出一个告警信息，JVM会自动回退以默认GC方式启动JVM：

Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM warning: Ignoring option UseConcMarkSweepGC; 
support was removed in <version>
and the VM will continue execution using the default collector.

EP 364: ZGC on macOS

很简单，就是在macOS上支持ZGC，没什么太多需要说明的。

JEP 368: Text Blocks (Second Preview)

这个特性对应JDK13的JEP 355: Text Blocks (Preview)，只不过这是Second Preview而已，所以，笔者只简单解决一下这个新的语法。如果有一段SQL，老的语法是这样写的：

String query = "SELECT `EMP_ID`, `LAST_NAME` FROM `EMPLOYEE_TB`
" +
               "WHERE `CITY` = 'INDIANAPOLIS'
" +
               "ORDER BY `EMP_ID`, `LAST_NAME`;
";

新的语法是这样写的：

String query = """
               SELECT `EMP_ID`, `LAST_NAME` FROM `EMPLOYEE_TB`
               WHERE `CITY` = 'INDIANAPOLIS'
               ORDER BY `EMP_ID`, `LAST_NAME`;
               """;
如果有一段脚本需要执行，老的语法是这样的：
ScriptEngine engine = new ScriptEngineManager().getEngineByName("js");
Object obj = engine.eval("function hello() {
" +
                         "    print('"Hello, world"');
" +
                         "}
" +
                         "
" +
                         "hello();
");

而新的语法是这样的：

ScriptEngine engine = new ScriptEngineManager().getEngineByName("js");
Object obj = engine.eval("""
                         function hello() {
                             print('"Hello, world"');
                         }

                         hello();
                         """);

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