JDK11新特性学习入门指南

JDK 11作为Java SE平台的长期支持版本，引入了多个新特性和改进，旨在提升开发效率和应用程序性能。其中包括本地变量类型推断、HTTP Client API以及新的垃圾收集器ZGC和Shenandoah等特性，为开发者提供了更多便利。本文将详细介绍这些新特性，并提供实际应用案例，帮助读者快速掌握JDK 11新特性学习入门。

JDK11发布背景

自Java 8发布以来，Java社区一直在积极地推进Java平台的优化与升级。JDK 11是Java SE平台的长期支持版本（Long Term Support，LTS），发布于2018年9月25日。JDK 11作为Java SE 11的一部分，是继Java SE 8之后的另一个长期支持版本。长期支持版本每三年发布一次，旨在为开发者和企业提供更长的支持周期以及更稳定的版本特性。这意味着开发者可以依赖于这些版本更长时间，而不必频繁升级。

JDK 11的发布标志着Java开发者可以使用大量经过改良的新特性和改进过的工具，从而提高开发效率，优化性能和增强安全性。为了满足现代开发环境的需求，JDK 11在性能、工具、安全性和稳定性方面都做出了显著改进。此外，Java语言本身也引入了一些新的特性和改进，旨在简化开发流程和提升代码质量。

JDK11主要特性概述

JDK 11引入了许多新的特性和改进。以下是其中一些重要的特性：

• 本地变量类型推断：允许使用var关键字来声明局部变量，减少类型冗余。
• HTTP Client API：提供了一个新的HTTP客户端API，用于处理HTTP请求。
• 移除Java EE和CORBA模块：移除了Java EE和CORBA相关的模块，以提高JDK的轻量化。
• 新的垃圾收集器ZGC和Shenandoah：引入了两个新的垃圾收集器，它们在处理大内存堆时表现出色。
• 弃用Java Flight Recorder和JVMCI工具：这些工具以前是开源的，但现在被弃用了。

这些新特性和改进不仅提升了Java的性能和安全性，还提高了开发者的生产力。通过这些新特性，开发者可以更加高效地实现高性能、高可靠性的Java应用程序。

var关键字的使用场景

在JDK 11中，引入了var关键字来简化局部变量声明。var关键字允许开发者声明局部变量时省略类型声明，编译器会自动推断变量的类型。这使得代码更加简洁和易读。以下是var关键字的一些典型使用场景：

1. 简化变量声明：当变量的类型显而易见时，可以使用var来简化代码。
2. 处理复杂类型：对于复杂的类型声明，如List或Map等，使用var可以避免冗长的类型声明。
3. 泛型类型：在处理泛型类型时，使用var可以避免重复声明复杂的类型信息。

例如，如下代码通过var关键字简化了变量声明：

var list = new ArrayList<String>(); // 使用var简化声明
List<String> list2 = new ArrayList<>(); // 传统的类型声明方式

var关键字与传统类型的对比

使用var关键字与传统的类型声明方式相比，主要有以下优点和缺点：

优点：

1. 提高可读性：代码更简洁，阅读起来更清晰。
2. 减少重复：对于复杂的类型声明，可以减少重复的类型信息。
3. 灵活性：在处理泛型类型时，使用var更加灵活。

缺点：

1. 类型不明确：使用var时，编译器推断的类型可能会导致代码不那么显而易见。
2. 调试复杂性：在调试过程中可能会遇到类型推断的问题，增加调试的复杂性。

下面是一个简单的例子对比传统声明与使用var关键字的区别：

// 传统类型声明方式
List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("Alice");
names.add("Bob");

// 使用var关键字
var names2 = new ArrayList<String>();
names2.add("Alice");
names2.add("Bob");
``

在这两个例子中，通过使用`var`关键字，我们可以看到代码声明部分变得更加简洁。然而，使用`var`时需要确保类型推理正确，否则可能导致类型不明确的问题。

在实际开发中，建议在局部变量声明中使用`var`关键字，但在更复杂的情况下，还是明确地声明类型更为安全。

## HTTP Client API

### HTTP Client API的引入原因

在JDK 11之前，Java开发者在实现HTTP客户端功能时，通常依赖于第三方库，如Apache HttpClient、OkHttp等。然而这些第三方库需要额外的依赖和配置，增加了开发复杂性。JDK 11引入了内置的HTTP Client API，旨在提供一种更简单、更高效的方式来处理HTTP请求。

引入内置HTTP Client API的主要原因包括：

1. **简化开发流程**：开发者可以直接使用JDK内置的HTTP Client，而无需引入额外的依赖库。
2. **性能优化**：内置HTTP Client经过优化，相比于一些第三方库，可以在性能上有更好的表现。
3. **一致性**：使用内置HTTP Client可以确保开发环境的一致性，减少环境配置问题。

### HTTP Client API的基本使用方法

JDK 11中的HTTP Client API提供了一种更现代、更高效的方式来构建HTTP请求和处理响应。以下是一些基本的使用示例：

#### 创建HTTP请求

首先，我们需要创建一个`HttpClient`实例，并使用它来发送HTTP请求：

```java
import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;
import java.net.http.HttpRequest.BodyPublishers;
import java.net.http.HttpResponse.BodyHandlers;

public class HttpClientExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri(new URI("https://api.example.com/users"))
                .GET()
                .build();

        HttpResponse<String> response = client.send(request, BodyHandlers.ofString());
        System.out.println("Response: " + response.body());
    }
}

在这个示例中，我们创建了一个HttpClient实例，并构建了一个GET请求。然后使用client.send方法发送请求，并获取响应。

发送POST请求

发送POST请求时，我们可以通过BodyPublishers.ofString来设置请求体：

import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;
import java.net.http.HttpRequest.BodyPublishers;
import java.net.http.HttpResponse.BodyHandlers;

public class HttpClientExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri(new URI("https://api.example.com/users"))
                .POST(BodyPublishers.ofString("{\"name\":\"John Doe\", \"age\":30}"))
                .build();

        HttpResponse<String> response = client.send(request, BodyHandlers.ofString());
        System.out.println("Response: " + response.body());
    }
}

在这个示例中，我们创建了一个POST请求，并设置了一个JSON字符串作为请求体。

处理响应

处理响应时，我们可以使用不同的BodyHandlers来获取响应体，例如BodyHandlers.ofString、BodyHandlers.ofInputStream等：

import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;
import java.net.http.HttpRequest.BodyPublishers;
import java.net.http.HttpResponse.BodyHandlers;

public class HttpClientExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri(new URI("https://api.example.com/users"))
                .GET()
                .build();

        HttpResponse<InputStream> response = client.send(request, BodyHandlers.ofInputStream());
        System.out.println("Response: " + response.body());
    }
}

在这个示例中，我们使用了BodyHandlers.ofInputStream来获取响应体，然后进行处理。

通过这些示例，我们可以看到JDK 11中的内置HTTP Client API提供了一种简单且高效的方式来处理HTTP请求和响应。这使得开发人员可以更轻松地实现与Web服务的交互。

移除Java EE和CORBA模块的原因

Java EE（Java Enterprise Edition）和CORBA（Common Object Request Broker Architecture）曾经是Java平台的重要组成部分，但随着技术的发展，这些模块逐渐被证明不再适合现代Java应用的需求。JDK 11决定移除这些模块的主要原因包括：

1. 减少复杂性：Java EE和CORBA相关的模块引入了大量的API和配置，增加了Java平台的复杂性。移除这些模块可以简化JDK的结构。
2. 社区支持和维护：Java EE和CORBA的社区支持和维护已经减弱，这些技术的更新和改进变得越来越缓慢。
3. 替代方案：现代开发中，有许多更流行的替代方案，如Spring Boot、Micronaut等，这些替代方案提供了更强大的功能和更好的支持。

对现有代码的影响及解决方法

移除Java EE和CORBA模块可能会影响那些依赖这些模块的现有代码。以下是一些可能的影响以及解决方法：

影响

1. 依赖项问题：如果现有代码依赖于Java EE和CORBA相关的API，这些依赖项将不再可用。
2. 编译错误：代码中使用的Java EE和CORBA相关的类和方法将导致编译错误。

解决方法

1. 引入替代库：可以引入现代的替代库，如Spring Boot、Micronaut等，这些库提供了类似的功能，并且有更好的社区支持和维护。
2. 使用模块化引入依赖：如果项目仍需要使用特定的Java EE功能，可以通过模块化的方式引入所需的依赖库，例如，在module-info.java中声明需要的模块。

以下是一个示例，展示了如何引入Spring Boot并替换Java EE功能：

module com.example.myapp {
    requires spring.boot.starter.web;
    requires spring.boot.starter.data.jpa;
    requires spring.boot.starter.security;
}

通过这种方式，可以在不依赖Java EE和CORBA模块的情况下，继续开发现代Java应用。

示例代码

假设有一个简单的Java EE应用，需要发送HTTP请求和处理响应，以下是使用Spring Boot替换的示例：

import org.springframework.web.client.RestTemplate;

public class SpringBootHttpClientExample {
    public static void main(String[] args) {
        RestTemplate restTemplate = new RestTemplate();
        String response = restTemplate.getForObject("https://api.example.com/users", String.class);
        System.out.println("Response: " + response);
    }
}

在这个示例中，我们使用Spring Boot的RestTemplate来发送HTTP请求并获取响应。这种方式提供了更简洁和现代的方式来处理HTTP交互，同时避免了依赖Java EE和CORBA相关的模块。

通过这些示例，我们可以看到如何通过引入现代的替代库来替换Java EE和CORBA功能，从而继续开发高质量的Java应用。

总之，移除Java EE和CORBA模块是出于简化JDK结构、减少复杂性以及提高现代应用开发效率的考虑。通过引入替代库，可以轻松地继续开发和维护现有代码。

ZGC和Shenandoah的特点和优势

JDK 11引入了两个新的垃圾收集器：ZGC（Z Garbage Collector）和Shenandoah。这两个收集器设计的初衷是为了提高应用程序的性能和响应能力，尤其是在处理大内存堆时。以下是这两个垃圾收集器的特点和优势：

ZGC

ZGC（Z Garbage Collector）是一种低延迟的垃圾收集器，它通过使用染色指针和读屏障技术来实现几乎无停顿的垃圾回收。ZGC的主要特点和优势包括：

1. 低延迟：ZGC在几乎任何情况下都能保持应用程序的响应能力，避免了长时间的停顿。
2. 适用于大内存堆：ZGC在处理大内存堆时表现出色，能够很好地支持需要大量内存的应用程序。
3. 并发处理：ZGC使用并发处理方式，在垃圾回收过程中应用程序可以继续运行，减少了停顿时间。

Shenandoah

Shenandoah也是一种低延迟的垃圾收集器，它通过使用增量收集技术来减少垃圾回收时的停顿时间。Shenandoah的主要特点和优势包括：

1. 低停顿时间：Shenandoah通过增量收集技术，将垃圾回收过程分散到多个时间片中，从而减少了停顿时间。
2. 支持大内存堆：Shenandoah在处理大内存堆时也能保持较低的停顿时间，适合大内存场景。
3. 并发处理：Shenandoah在垃圾回收过程中也能保持应用程序的并发执行，提高系统响应能力。

如何选择合适的垃圾收集器

选择合适的垃圾收集器取决于应用程序的具体需求和运行环境。以下是一些考虑因素：

1. 内存大小：如果应用程序需要处理很大的内存堆，那么ZGC和Shenandoah可能是更好的选择，因为它们在处理大内存堆时表现较好。
2. 响应时间和延迟：对于对响应时间和延迟要求较高的应用程序，ZGC和Shenandoah可以提供更低的停顿时间。
3. 并发执行：如果应用程序需要在垃圾回收过程中保持高并发执行，那么ZGC或Shenandoah可能是更好的选择。

示例代码

下面是一个简单的示例，展示如何在Java应用程序中启用ZGC和Shenandoah垃圾收集器：

public class GarbageCollectorExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 启用ZGC垃圾收集器
        System.setProperty("java.gc.use", "ZGC");

        // 启用Shenandoah垃圾收集器
        // System.setProperty("java.gc.use", "Shenandoah");

        // 创建一个大的内存堆
        byte[] largeArray = new byte[1024 * 1024 * 1024]; // 1GB

        // 模拟一些垃圾生成
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            byte[] smallArray = new byte[1024 * 100];
            // 做一些操作
            largeArray = smallArray; // 生成垃圾
        }

        // 模拟一些其他操作
        // 这里可以添加更多的操作来模拟应用程序场景
    }
}

在这个示例中，我们首先设置了java.gc.use系统属性来启用ZGC垃圾收集器。然后，我们创建了一个大的内存堆，并通过循环创建和丢弃一些小数组来模拟垃圾生成。这可以帮助我们更好地了解垃圾收集器在实际运行时的行为。

通过这些示例，我们可以看到如何在Java应用程序中启用ZGC和Shenandoah垃圾收集器，并模拟一些应用程序场景来观察垃圾收集器的行为。根据应用程序的具体需求，选择合适的垃圾收集器可以显著提高应用程序的性能和稳定性。

总之，ZGC和Shenandoah垃圾收集器提供了低延迟和高并发处理能力，非常适合处理大内存堆和对响应时间要求较高的应用程序。选择合适的垃圾收集器可以根据应用程序的具体需求来进行，从而提高应用程序的性能和稳定性。

如何在项目中应用JDK11新特性

在实际项目中应用JDK 11的新特性可以显著提高开发效率和代码质量。以下是一个简单的示例，展示了如何在实际项目中结合使用var关键字、内置HTTP Client API以及新的垃圾收集器ZGC或Shenandoah。

示例代码

假设我们正在开发一个简单的Web应用，该应用需要从外部API获取数据并进行处理。我们将使用JDK 11的新特性来优化代码。

import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;
import java.net.http.HttpRequest.BodyPublishers;
import java.net.http.HttpResponse.BodyHandlers;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;

public class WebApplicationExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 启用ZGC垃圾收集器
        System.setProperty("java.gc.use", "ZGC");

        // 使用var关键字简化变量声明
        var client = HttpClient.newHttpClient();
        var request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri(new URI("https://api.example.com/users"))
                .GET()
                .build();

        // 异步发送HTTP请求
        CompletableFuture<HttpResponse<String>> future = client.sendAsync(request, BodyHandlers.ofString());

        // 处理响应
        future.thenApply(response -> {
            var body = response.body();
            System.out.println("Response: " + body);

            // 解析响应数据
            var users = parseUsers(body);
            return users;
        }).thenAccept(users -> {
            // 进一步处理用户数据
            System.out.println("Users: " + users);
        });
    }

    // 解析用户数据的示例方法
    private static List<User> parseUsers(String body) {
        // 这里可以添加具体的解析逻辑
        return List.of(new User("Alice"), new User("Bob"));
    }

    // 用户类
    static class User {
        private String name;

        public User(String name) {
            this.name = name;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return name;
        }
    }
}

在这个示例中，我们使用了以下JDK 11的新特性：

1. var关键字：简化了变量声明，使得代码更加简洁。
2. 内置HTTP Client API：异步发送HTTP请求，并处理响应。
3. ZGC垃圾收集器：通过设置系统属性启用ZGC垃圾收集器，确保应用程序的低延迟和高并发处理能力。

项目结构

假设我们有一个简单的Maven项目结构如下：

src
└── main
    ├── java
    │   └── com.example.webapp
    │       └── WebApplicationExample.java
    └── resources

构建与运行

为了构建和运行这个项目，我们需要在pom.xml中配置Maven依赖和构建插件：

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.example</groupId>
    <artifactId>webapp</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
                <version>3.8.1</version>
                <configuration>
                    <source>11</source>
                    <target>11</target>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

然后，可以在命令行中使用以下命令构建和运行项目：

mvn clean compile
java -XX:+UseZGC -cp target/classes com.example.webapp.WebApplicationExample

通过这种方式，我们可以在实际项目中应用JDK 11的新特性，提高开发效率和代码质量。

实战演练步骤详解

步骤一：设置项目环境

1. 创建Maven项目：
   使用Maven创建一个新的Java项目，确保使用JDK 11作为Java版本。

   <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
           xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
           xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
      <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
      <groupId>com.example</groupId>
      <artifactId>webapp</artifactId>
      <version>1.0-SNAPSHOT</version>
   
      <build>
          <plugins>
              <plugin>
                  <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                  <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
                  <version>3.8.1</version>
                  <configuration>
                      <source>11</source>
                      <target>11</target>
                  </configuration>
              </plugin>
          </plugins>
      </build>
   </project>

2. 设置系统属性：
   在main方法中设置系统属性以启用ZGC垃圾收集器。

   public static void main(String[] args) {
      // 启用ZGC垃圾收集器
      System.setProperty("java.gc.use", "ZGC");
      // 其他代码
   }

步骤二：使用var关键字简化变量声明

1. 简化变量声明：
   使用var关键字来简化局部变量的声明。

   var client = HttpClient.newHttpClient();
   var request = HttpRequest.newBuilder()
          .uri(new URI("https://api.example.com/users"))
          .GET()
          .build();

步骤三：使用内置HTTP Client API

1. 发送HTTP请求：
   使用内置HTTP Client API异步发送HTTP请求，并处理响应。

   CompletableFuture<HttpResponse<String>> future = client.sendAsync(request, BodyHandlers.ofString());
   
   future.thenApply(response -> {
      var body = response.body();
      System.out.println("Response: " + body);
   
      // 解析响应数据
      var users = parseUsers(body);
      return users;
   }).thenAccept(users -> {
      // 进一步处理用户数据
      System.out.println("Users: " + users);
   });

步骤四：处理响应数据

1. 解析响应数据：
   实现一个方法来解析从外部API获取的响应数据。

   private static List<User> parseUsers(String body) {
      // 这里可以添加具体的解析逻辑
      return List.of(new User("Alice"), new User("Bob"));
   }

步骤五：运行和调试项目

1. 构建项目：
   使用Maven命令构建项目。

   mvn clean compile

2. 运行项目：
   使用指定的JVM参数运行项目。

   java -XX:+UseZGC -cp target/classes com.example.webapp.WebApplicationExample

通过以上步骤，我们可以在实际项目中应用JDK 11的新特性，从而提高开发效率和代码质量。