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Java: 未來已來

2018-10-31    來源:importnew

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在10月22的 Oracle Codeone大會上,Java 平臺的首席架構(gòu)師 Mark Reinhold 做了The Future of Java is Today的演講, 回顧了最近 Java 的幾個版本的新的功能,Java 的每年兩次的發(fā)布周期, 澄清了關(guān)于發(fā)布流程和 Java 版本的幾個誤區(qū),最后花了很大的篇幅介紹了未來 Java 幾個令人非常期待的幾個孵化中項目,可以為Java帶來更好的生產(chǎn)力、性能和可擴展性。我整理了這四個項目相關(guān)的知識,你可以提前了解到 Java 未來的這些酷炫的特性。

Mark Reinhold 我不多介紹了, 之前要了解Java的未來動向看Java之父James Gosling, 他離開Oracle之后想了解Java的動向就看 Mark Reinhold。

Project Amber

提供面向生產(chǎn)力的 Java 特性, 比如字符串字面值、switch 表達式、模式匹配、record 等。

這個項目包含很多Java語言特性的新功能。

包括

正在實現(xiàn)的

  • JEP 302?Lambda Leftovers:對lambda功能的補強, 比如下劃線變量等?BiFunction<Integer, String, String> biss = (i, _) -> String.valueOf(i);?lambda參數(shù)的Shadowing,消除一些歧義等修補工作
  • JEP 305?Pattern Matching:這個功能非常好,Scala 和 Kotlin 中的模式匹配非常強大,這個 JEP 提供了類似的功能,配合 switch 和 record,可以大大簡化條件分支的處理,如:
int eval(Node n) {
    switch(n) {
        case IntNode(int i): return i;
        case NegNode(Node n): return -eval(n);
        case AddNode(Node left, Node right): return eval(left) + eval(right);
        case MulNode(Node left, Node right): return eval(left) * eval(right);
        default: throw new IllegalStateException(n);
    };
}

數(shù)據(jù)類,一行定義,省去了字段、字段訪問方法和 hash、equals、toString 等方法,定義 ValueObject 簡化到家了:

record Point(int x, int y);
  • JEP 325?Switch Expressions (preview, JDK 12): 當前的switch是什么, 語句。這個jep擴展switch,并且可以作為表達式使用:
int numLetters = switch (day) {
    case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> 6;
    case TUESDAY                -> 7;
    case THURSDAY, SATURDAY     -> 8;
    case WEDNESDAY              -> 9;
};
  • JEP 326?Raw String Literals (preview, JDK 12): 這個很多語言中都實現(xiàn)了,可以更好的書寫字符串字面值, 尤其在正則表達式中處理很多轉(zhuǎn)義符的時候,和 Go 類似:
String s = `
this is my
    embedded string
`;
  • JEP draft 8209434?Concise Method Bodies: 正常的方法定義以大括號包裹,這個特性提供了類似 Lambda 表達式簡化方式的形式,直接單行定義方法體,類似 C# 和 Kotlin 的特性:
class MyList<T> implements List<T> {
    private List<T> aList;
    public int size() = aList::size;
    public T get(int index) = aList::get;
    ...
}

已發(fā)布的

  • JEP 286 Local-Variable Type Inference (var) (JDK 10):本地變量的類型推斷, 也就是使用var定義變量,有些同學已經(jīng)用起來了,非常的方便,有點類似動態(tài)類型的語言,感覺雖然還沒有達到Scala那么靈活,已經(jīng)很不錯了
  • JEP 323 Local-Variable Syntax for Lambda Parameters (JDK 11):對本地變量的類型推斷的加強,用在 Lambda 表達式中。

暫時擱置的

  • JEP 301 Enhanced Enums

總之,每一個特性都可以大大簡化我們的開發(fā),讓 Java 更像一個“現(xiàn)代的”編程語言。

Project Loom

提供一個輕量級的用戶態(tài)的纖程,叫做?fiber,更加簡化并發(fā)編程,而且更有效。

這個特性多年前我介紹過:?https://colobu.com/2016/08/01/talk-about-quasar-again/,當時它還像一個玩具,開發(fā)的時候很麻煩,而且有一些坑。作者后來負責這個 JEP,可以很好的從 Java 實現(xiàn)的角度去實現(xiàn) fiber,所以很是期待。

Mark Reinhold 首先使用 jshell 演示了 fiber 的使用,一兩行程序就可以做到,我覺得方便性可以和 goroutine 相媲美了。他接著使用一個 Restful 的例子比較了 Thread 和 Fiber 的性能, Restful?服務收到請求后暫停100毫秒,模擬一個慢的 IO 操作,結(jié)果顯示 Thread 很多幾百毫秒的尖峰,而 fiber 在預熱之后一直穩(wěn)定在100毫秒。 這絕對是 Java 程序員值的關(guān)注一個新特性。

例子使用 Jetty 做服務器,線程池執(zhí)行命令的時候讓 fiber 去調(diào)度,這種方式對現(xiàn)有的代碼改動很小。

我比較關(guān)注的是如果它的內(nèi)部調(diào)度算法怎么實現(xiàn)的,另外,一個包含復雜業(yè)務完成時間較長的 fiber 是否能被調(diào)度器自動調(diào)度,以便使用有限的線程調(diào)度其它的 fiber, 類似 goroutine 在系統(tǒng)調(diào)用的時候自動插入檢查點。

Project Panama

提升 JVM 和外部(非 Java)代碼和數(shù)據(jù)聯(lián)系

當然,這個項目不僅僅是簡化JNI的開發(fā),而且提供了很多的特性:

  • native function calling from JVM (C, C++), specifically per JEP 191
  • native data access from JVM or inside JVM heap
  • new data layouts in JVM heap
  • native metadata definition for JVM
  • header file API extraction tools (see below)
  • native library management APIs
  • native-oriented interpreter and runtime “hooks”
  • class and method resolution “hooks”
  • native-oriented JIT optimizations
  • tooling or wrapper interposition for safety
  • exploratory work with difficult-to-integrate native libraries

Mark Reinhold 在演講中舉了兩個例子,首先是為 POSIX 操作系統(tǒng)? API 的頭文件?unistd.h?中的函數(shù)生成 Java 的可訪問代碼。

jextract?工具會生成一堆的函數(shù)和類型,關(guān)鍵這些是從c的頭文件中自動生成的,你不必費勁心思去自己設計類型和方法了。這一點比Go語言中的 CGO 要方便多了,快捷度可以和C#互操作性相媲美。

所以,以后你要是想從 Java 中訪問 C 的鏈接庫,可以使用?jextract?一步生成,

調(diào)用方法也很方便。

另一個例子是調(diào)用 C 標準庫?time.h?中的?clock_gettime?函數(shù),它的參數(shù)需要 struct 類型,使用上面相同的手段可以生成訪問類:

當然這兩個例子只演示了這個項目的一個功能,更多的功能我們可以持續(xù)關(guān)注。

Project Valhalla

包含兩個Feature:值類型和基本類型的泛型。

  • 值類型:提供不可變類型和非引用類型的支持。不可變類型在 Scala 中很常用,Java 中也會引進這中類型。使用這種類型有很多好處,一個就是可以顯著地提高性能,因為數(shù)據(jù)不可變,你也不必擔心同步更新的問題。
  • 基本類型的泛型: 為 primitive type 提供泛型的支持,不必再進行裝箱開箱操作。

Mark Reinhold 用一個復數(shù)矩陣相乘的例子來測試,測試工具使用 JMH。

首先是正常的?public class Complex {...}?類,然后改成值類型?public value class Complex{...}?再次測試,結(jié)果顯示,
正常測試花費3.6秒內(nèi)存分配3.7G;值類型則只需要0.3秒花費3.8M左右,效果驚人!

目前這些特性還在開發(fā)之中,Mark Reinhold 用 Java12 + 這些項目已經(jīng)能跑一些例子了,我們可以期待不遠的將來能在 Java 中使用到這些美妙的特性。

標簽: 代碼 服務器

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