体验 Java 9（2）：更新与非重大改动

本篇介绍 Java 9 更新以及一些非重大改动。

更新

Java 9 已经正式发布半年多了。这期间不仅 Java 9 发布了更新，就连 Java 10 也已正式发布。上一篇中提到的工具也都有更新。其中 IDEA 新版改进了不少 Java 9 支持，Eclipse 新版内置了 Java 9 支持（不再需要 Beta 版插件，但可能需要重装，不能直接从旧版升级）。最值得一提的是 lombok 1.16.20 发布。

2018-12-28 注：Java 9 与 Java 10 都是短期版本，目前的长期支持（LTS）版是 Java 11。而 Java 10 与 Java 11 自身的改动都不多，可以说 Java 11 相对于上一个 LTS 版（Java 8）的新特性很多都是 Java 9 引入的。因此本文仍有参考价值。 Oracle 已经不提供 JDK 9 下载，一些示例可以直接使用 Java 11 来演练，或者用历史版本的 OpenJDK（不推荐）。

Lombok 兼容性改善

期待已久的 lombok 1.16.20 终于在 2018-01-09 正式发布。这一版解决了上一篇中提到的大多数兼容问题。具体如下：

可以与 Gradle 4.1 及以上版本配合使用。这点很重要，因为 Gradle 4.2 及以上版本才能支持 Java 9.0.1/9.0.4。
改进 IDE 支持。将上一篇中提到的 Lombok 示例中的 Lombok 版本升级到 1.16.20 后，在新版 IDEA 中无论创建普通项目、Maven 项目还是 Gradle 项目，都能正常编辑与运行；在新版 Eclipse 中，Maven、Gradle 项目正常，普通项目还是有问题；在新版 NetBeans 开发版中普通项目、Maven 项目均正常，Gradle 项目在 JDK 9 环境正常，JDK 9.0.1/9.0.4 环境有问题。

结合一篇的内容，汇总 Lombok 1.16.18 到 1.16.20 兼容情况变化如下表所示：

	Java 9	Java 9.0.1/9.0.4
Maven 3.3.9-3.5.2	✓ ⇨ ✓	✓ ⇨ ✓
Gradle 3.5rc-4.0.2	✓ ⇨ ✓	✗ ⇨ ✗
Gradle 4.2+	✘ ⇨ ✔	✘ ⇨ ✔
IDEA 2018.1 [普通/Maven/Gradle]	✘ ⇨ ✔	✘ ⇨ ✔
Eclipse 4.7.3 [Maven/Gradle]	✘ ⇨ ✔	✘ ⇨ ✔
Eclipse 4.7.3 [普通]	✗ ⇨ ✗	✗ ⇨ ✗
NetBeans 开发版 [普通/Maven]	✘ ⇨ ✔	✘ ⇨ ✔
NetBeans 开发版 [Gradle]	✘ ⇨ ✔	✗ ⇨ ✗

表中箭头（⇨）之前表示 Lombok 1.16.18 对工具的兼容情况，箭头之后表示 Lombok 1.16.20 的兼容情况。

Java 9 更新与版本号模式

Java 9 的安全更新版 9.0.1、9.0.4 分别于 2017-10-17、2018-01-16 发布。可以看出这里的 Java 版本号与以往 1.8.0_162 这种版本号差异很明显。Java 9 的版本号模式（version schema）为：

$MAJOR.$MINOR.$SECURITY

即“主版本号.次版本号.安全级别”，这样很容易看出 9.0.1 与 9.0.4 都是安全修复版本，应该升级。

Java 9 还增加了用于获取版本号的 API，以前取 Java 版本号主要通过系统属性来取，现在可以直接调用 API 了。java.lang.Runtime 新添了一个静态方法 version()，其返回值类型为 Runtime.Version，通过它可以很方便地获取不同格式的版本号。例如：

jshell> Runtime.version()
$1 ==> 9.0.4+11

jshell> Runtime.version().version()
$2 ==> [9, 0, 4]

jshell> Runtime.version().major()
$3 ==> 9

jshell> Runtime.version().security()
$4 ==> 4

jshell> Runtime.version().build()
$5 ==> Optional[11]

值得补充的是，Java 10 再次修改版本号模式为：

$FEATURE.$INTERIM.$UPDATE.$EMERG

即“特性版本号.中间版本号.更新版本号.紧急修复版本号”。同时 Runtime.Version 的相应方法 major()、minor()、security() 也被弃用，建议分别使用新增的 feature()、interim()、update() 方法取代，另外新增 patch() 方法用于取紧急修复版本号。例如：

jshell> Runtime.version()
$1 ==> 10+46

jshell> Runtime.version().feature()
$2 ==> 10

jshell> Runtime.version().build()
$3 ==> Optional[46]

当然 Java 10 与 Java 9 的前三位版本号的含义并不完全相同。特别是自 Java 10 起将严格按照 6 个月的节奏发版，即今年三月份发布 Java 10、九月份发布 Java 11、明年三月份发布 Java 12……以此类推。

关于 Java 9 与 Java 10 版本号模式的更多内容请参见 JEP 223: New Version-String Scheme 以及 JEP 322: Time-Based Release Versioning。

非重大改动

接下来介绍以下内容：

下划线成为保留字
try-with-resource 改进
InputStream 改进
接口的私有默认方法
集合的工厂方法
Optional 改进
Stream 改进
进程 API 改进

如果已经了解过就不需要再往下看了。

下划线成为保留字

单独一个下划线（_）作为标识符在 Java 8 中就已经弃用，但是仍然可以通过编译。例如下述代码：

public class Demo0 {
    public static void main(String[] args) {
        int _ = 1;
        System.out.println(_);
    }
}

在 Java 8 环境中编译会出现以下警告：

$ javac Demo0.java 
Demo0.java:3: warning: '_' used as an identifier
        int _ = 1;
            ^
  (use of '_' as an identifier might not be supported in releases after Java SE 8)
Demo0.java:4: warning: '_' used as an identifier
        System.out.println(_);
                           ^
  (use of '_' as an identifier might not be supported in releases after Java SE 8)
2 warnings
$ java Demo0
1

而在 Java 9 环境中则不能通过编译：

$ javac Demo0.java
Demo0.java:3: error: as of release 9, '_' is a keyword, and may not be used as an identifier
        int _ = 1;
            ^
Demo0.java:4: error: as of release 9, '_' is a keyword, and may not be used as an identifier
        System.out.println(_);
                           ^
2 errors

在 JShell 中使用也会出现同样的报错：

jshell> String _ = "foo";
|  Error:
|  as of release 9, '_' is a keyword, and may not be used as an identifier
|  String _ = "foo";
|         ^

这是因为 _ 已经成为保留字，在未来的 Java 版本中有可能用作占位符，类似 Scala 的模式匹配语法或者 Kotlin 的解构语法中的占位符。

try-with-resource 改进

Java 7 引入了 try-with-resource 语法，对于支持自动清理的资源（实现了 AutoCloseable 接口的类型），将引用创建的语句放在 try 与左花括号之间圆括号中，就可以执行自动清理。例如

try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(path))) {
    return br.readLine();
}

对于既有引用，在 Java 7/8 中需要引入临时变量，例如：

BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(path));
try (BufferedReader br1 = br) {
    return br1.readLine();
}

而在 Java 9 中，使用既有 final（或相当于 final）的可自动清理资源引用时无需引入临时变量。上述代码可以简化为：

BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(path));
try (br) {
    return br.readLine();
}

`InputStream` 改进

Java 9 的 InputStream 新添了一个 transferTo() 方法，可以从输入流读取并写到输出流。例如，在 JShell 中用一行代码实现终端输入回显（按 Ctrl-C 结束）：

jshell> System.in.transferTo(System.out)
Hello
Hello
0123456789
0123456789

$1 ==>

有了这个函数，实现类似 IOUtils.toString() 的逻辑就很方便了：

jshell> String inputToString(InputStream is) throws IOException {
   ...>    ByteArrayOutputStream os = new ByteArrayOutputStream();
   ...>    is.transferTo(os);
   ...>    return os.toString();
   ...> }
|  created method inputToString(InputStream)

jshell> inputToString(new ByteArrayInputStream("Hello".getBytes()))
$2 ==> "Hello"

接口的私有默认方法

Java 8 引入了接口的默认方法，可以为接口提供默认实现。例如我们有一个接口 Person 以及很多实现该接口的类，当我们为 Person 接口新增 greeting()、farewell() 两个方法时，可以为其提供默认实现，而无需每个实现 Person 接口的类都实现一遍：

public interface Person {
    // 其他接口 ……

    String getName();

    default void greeting() {
        System.out.println(getName() + ": Hello!");
    }

    default void farewell() {
        System.out.println(getName() + ": Goodbye!");
    }
}

Java 9 的接口支持私有默认方法，可以让多个默认方法复用代码：

public interface Person {
    // 其他接口 ……

    String getName();

    default void greeting() {
        say("Hello!");
    }

    default void farewell() {
        say("Goodbye!");
    }

    private void say(String words) {
        System.out.println(getName() + ": " + words);
    }
}

假如这里的私有默认方法 say() 并没有调用实例方法 getName()，那么还可以使用静态私有方法：

public interface Person {
    // 其他接口 ……

    default void greeting() {
        say("Hello!");
    }

    default void farewell() {
        say("Goodbye!");
    }

    private static void say(String words) {
        System.out.println(words);
    }
}

集合的工厂方法

在 Java 9 之前，创建带有初始字面值的只读 List、Set 与 Map 的代码语法风格各异，甚至有些繁琐麻烦。例如：

// import static java.util.Collections.unmodifiableSet;
// import static java.util.Collections.unmodifiableMap;
// import static java.util.stream.Collectors.collectingAndThen;
// import static java.util.stream.Collectors.toSet
// import static java.util.stream.Collectors.toMap
// import static java.util.AbstractMap.SimpleEntry;

final List<String> list = Arrays.asList("foo", "bar", "baz");

final Set<Integer> numbers = unmodifiableSet(new HashSet<Integer>() {
    {
        add(1); add(2); add(3);
    }
});

// 或者
final Set<Integer> numbers1 =
    unmodifiableSet(new HashSet<Integer>(Arrays.asList(1, 2, 3)));


// 或者（Java 8）
final Set<Integer> numbers2 =
Stream.of(1, 2, 3)
    .collect(collectingAndThen(toSet(), Collections::unmodifiableSet));

final Map<Integer, String> map =
    unmodifiableMap(new HashMap<Integer, String>() {
        {
            put(1, "foo");
            put(2, "bar");
            put(3, "baz");
        }
    });

// 或者（Java 8）
final Map<Integer, String> map1 =
    unmodifiableMap(Stream.of(
        new SimpleEntry<>(1, "foo"),
        new SimpleEntry<>(2, "bar"),
        new SimpleEntry<>(3, "baz"))
            .collect(toMap((e) -> e.getKey(), (e) -> e.getValue()))
    );

而在 Java 9 中可以使用更简洁、更直观、更统一的方式：

// import static java.util.Map.entry

final List<String> list = List.of("foo", "bar", "baz");

final Set<Integer> numbers = Set.of(1, 2, 3);

final Map<Integer, String> map = Map.of(1, "foo", 2, "bar", 3, "barz");

// 或者
final Map<Integer, String> map1 = Map.ofEntries(
    entry(1, "foo"),
    entry(2, "bar"),
    entry(3, "baz")
);

Optional 改进

新增 or 方法

Optional 类新增 or() 方法，它与 orElseGet() 类似，只是其参数 lambda 的返回值以及自身的返回值都是 Optional，可以用于从一系列可选值中选取第一个有值的。例如：

jshell> import static java.util.Optional.*;

jshell> empty().or(() -> empty()).or(() -> empty())
$2 ==> Optional.empty

jshell> empty().or(() -> empty()).or(() -> of("Hello")).or(() -> empty())
$3 ==> Optional[Hello]

jshell> empty().or(() -> of("Wolrd")).or(() -> of("Hello")).or(() -> empty())
$4 ==> Optional[Wolrd]

注：只有 Optional 类新添了这个方法，而 OptionalInt 等可选类并未添加。

新增 ifPresentOrElse 方法

在 Java 8 中可选类都实现了 ifPresent，可以很容易实现有值时输出其内容：

jshell> OptionalDouble.of(Math.PI).ifPresent(System.out::println)
3.141592653589793

但如果要同时实现无值时输出默认值，它就无能为力了。这时 Java 9 的 ifPresentOrElse 就派上用场了：

jshell> OptionalDouble.of(Math.PI).ifPresentOrElse(System.out::println, () -> System.out.println("No Value"))
3.141592653589793

jshell> OptionalDouble.empty().ifPresentOrElse(System.out::println, () -> System.out.println("No Value"))
No Value

新增 stream 方法

在 Java 8 中如果想对 OptionalInt 等基本类型可选值做流式集合处理会非常麻烦：

jshell> OptionalLong optlong = OptionalLong.of(1L)
optlong ==> OptionalLong[1]

jshell> (optlong.isPresent()? LongStream.of(optlong.getAsLong()): LongStream.empty()).map(x ->x + 1).boxed().collect(Collectors.toList())
$2 ==> [2]

Java 9 添加了 stream() 方法可使其简化很多：

jshell> optlong.stream().map(x ->x + 1).boxed().collect(Collectors.toList())
$3 ==> [2]

Stream 类改进

新增 ofNullable 工厂方法

在 Java 9 中如需对可空对象进行流式集合处理，可以借助 Optional 来实现：

jshell> Optional.ofNullable("hello").stream().count()
$1 ==> 1

jshell> Optional.ofNullable(null).stream().count()
$2 ==> 0

另外，Java 9 也为 Stream 类添加了 ofNullable() 方法，上述代码还可以简化为：

jshell> Stream.ofNullable("hello").count()
$3 ==> 1

jshell> Stream.ofNullable(null).count()
$4 ==> 0

注：只有 Stream 类新添了这个方法，而 IntStream 等并未添加。

新增 takeWhile 与 dropWhile 方法

分别用于“取元素直到指定值出现”、“直到指定值出现开始取元素”，例如：

jshell> import static java.util.stream.Collectors.toList;

jshell> IntStream.of(9, 6, 3, 0, 2, 4, 6).takeWhile(n -> n != 0).boxed().collect(toList())
$2 ==> [9, 6, 3]

jshell> IntStream.of(9, 6, 3, 0, 2, 4, 6).dropWhile(n -> n != 0).boxed().collect(toList())
$3 ==> [0, 2, 4, 6]

iterate 方法新增重载

使用 Java 8 的 iterate 以及上述 takeWhile 实现输出 10 以内的偶数如下：

jshell> IntStream.iterate(0, i -> i + 2).takeWhile(i -> i <= 10).forEach(System.out::println)
0
2
4
6
8
10

不过 Java 9 还为 iterate 新添了支持判断迭代条件的重载形式，因此上述代码可改为：

jshell> IntStream.iterate(0, i -> i <= 10, i -> i + 2).forEach(System.out::println)
0
2
4
6
8
10

进程 API 改进

Java 9 新增了 ProcessHandle 接口，可以很方便地获得进程的 pid 与进程信息。ProcessHandle 还提供了两个静态方法，分别用于获取当前进程与指定 pid 的 ProcessHandle 实例。例如：

jshell> ProcessHandle.current().pid()
$1 ==> 27137

jshell> ProcessHandle.current().parent()
$2 ==> Optional[27112]

jshell> ProcessHandle.of(27112).get().children().count()
$3 ==> 1

jshell> ProcessHandle.current().info().command()
$4 ==> Optional[/usr/local/jdk-9.0.4/bin/java]

jshell> ProcessHandle.current().info().totalCpuDuration()
$5 ==> Optional[PT0.81S]

关于这些新特性的更多细节请参见官方文档。

本系列未完待续。

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