JDK9新特性入门教程

概述

本文详细介绍了JDK9新特性，包括模块化系统、新的API和工具、改进的集合框架等，旨在帮助开发者更好地理解和使用这些新功能。JDK9的引入标志着Java语言的一次重大更新，提供了更多强大的功能和改进。

引入JDK9

JDK9简介

Java Development Kit (JDK) 是Java编程语言的核心开发环境，包含Java运行时环境(JRE)以及Java开发者需要的各种工具。JDK 9是Oracle公司发布的一个重要版本，其版本号从先前的1.8变成了9.0，标志着Java语言的一次重大更新。JDK 9引入了许多新特性，包括模块化系统（Jigsaw项目）、新的API和工具、改进的集合框架等。

JDK9的安装与配置

安装JDK 9的过程与其他版本类似。按照以下步骤安装和配置JDK 9：

1. 下载JDK 9：
   访问Oracle官方网站，下载JDK 9的安装包。确保下载适用于你操作系统的版本。

2. 安装JDK 9：
   运行下载的安装文件，按照向导提示完成安装。默认安装路径一般为C:\Program Files\Java\jdk-9。

3. 配置环境变量：
   安装完成后，需要配置环境变量以便在命令行中使用Java命令。

   • JAVA_HOME：设置为JDK的安装路径，例如C:\Program Files\Java\jdk-9。
   • PATH：添加%JAVA_HOME%\bin到Path变量中。
4. 验证安装：
   打开命令行工具，输入java -version，如果输出版本信息，则说明安装成功。

JDK9与JDK8的区别概述

JDK 9与JDK 8相比，引入了许多新特性和改进。以下是一些主要的区别：

• 模块系统：JDK 9引入了模块化系统，通过模块化来组织代码，提高代码的可维护性。
• 新的API和工具：JDK 9提供了一些新的API和工具，如JShell。
• 改进的集合框架：JDK 9对集合框架进行了改进，增加了一些有用的新特性。
• 改进的反射支持：反射API进行了改进，支持更灵活的类加载和对象操作。
• 改进的垃圾收集器：引入了新的垃圾收集器，如Shenandoah。
• 移除了一些旧API：JDK 9移除了许多不再使用的旧API，使JDK更加精简。

模块系统(Jigsaw项目)简介

模块化的好处

模块化是指将大型软件系统划分成较小的、独立的模块，每个模块都负责系统的一部分功能。模块化的好处包括：

• 可维护性：每个模块都有明确的职责，方便维护和扩展。
• 可重用性：模块可以被独立开发、测试和部署，便于重用。
• 封装性：模块的内部实现细节对外部隐藏，提高了安全性。
• 可测试性：模块化使得单元测试更加清晰和方便。
• 独立性：模块之间相对独立，减少了依赖性。

以下是一个简单的模块化示例：

module com.example.myproject {
    requires java.base;
    requires java.logging;
    exports com.example.myproject;
}

如何创建和使用模块

在JDK 9中，可以通过创建模块来利用模块化系统。模块化系统使用module-info.java文件来定义模块的名称、依赖关系和其他属性。

创建一个新的模块，步骤如下：

1. 创建一个新的Java项目：
   在IDE（如Eclipse或IntelliJ IDEA）中创建一个新的Java项目，并在项目的源代码目录下创建一个新的Java文件module-info.java。

2. 定义模块信息：
   在module-info.java中定义模块的名称和依赖关系。例如：

   module com.example.myproject {
      requires java.base;
      requires java.logging;
      exports com.example.myproject;
   }

   在这个例子中，模块名称为com.example.myproject，依赖于java.base和java.logging模块，并导出com.example.myproject包。

3. 编写模块代码：
   在项目的其他Java文件中编写实际的功能代码。

4. 编译和运行模块：
   使用javac命令编译模块，并使用java命令运行模块。例如：

   javac --module-source-path src -d mods src/com/example/myproject/module-info.java src/com/example/myproject/*.java
   java --module-path mods --module com.example.myproject

模块声明与依赖管理

模块声明通常在module-info.java文件中进行。模块声明包括模块名称、依赖关系和其他属性。例如：

module com.example.myproject {
    // 模块名称
    requires java.base;
    // 依赖模块
    requires java.logging;
    // 导出包
    exports com.example.myproject;
    // 导入包
    uses com.example.myproject.service.MyService;
    // 提供包
    provides com.example.myproject.service.MyService with com.example.myproject.service.impl.MyServiceImpl;
}

使用requires声明模块需要的依赖模块，使用exports声明模块导出的包，使用uses和provides声明服务和实现。

移动平台支持

Java在移动设备上的应用

Java最初是为桌面和服务器端编程设计的，但随着移动设备的兴起，Java也逐渐应用到了移动设备上。JDK 9为移动设备提供了更好的支持，可以在Android设备上运行Java代码。

以下是在Android设备上使用Java的示例：

javac -source 1.8 -target 1.8 -bootclasspath /path/to/android/sdk/platforms/android-28/android.jar -d classes src/*.java
jar cvf MyApplication.jar -C classes .
adb push MyApplication.jar /data/local/tmp
adb shell cd /data/local/tmp && java -jar MyApplication.jar

如何使用JDK9为移动设备编写代码

为了在移动设备上编译和运行Java代码，可以使用JDK 9的嵌入式Java开发工具。以下是使用JDK 9为移动设备编写代码的基本步骤：

1. 创建一个Java项目：
   使用IDE创建一个新的Java项目，并编写相应的Java代码。

2. 配置项目为移动设备：
   在项目的构建配置中，指定目标平台为移动设备。例如，在Maven项目中，可以在pom.xml文件中添加特定的依赖和配置。

3. 编译代码：
   使用JDK 9提供的工具编译代码。例如，使用javac命令编译Java文件：

   javac -source 1.8 -target 1.8 -bootclasspath /path/to/android/sdk/platforms/android-28/android.jar -d classes src/*.java

   其中，-source 1.8和-target 1.8用于指定Java版本，-bootclasspath指定Android SDK中的平台类库。

4. 打包应用：
   使用jar命令将编译后的类文件打包成一个可执行的JAR文件。例如：

   jar cvf MyApplication.jar -C classes .

5. 在移动设备上运行：
   将JAR文件传输到移动设备上，并使用java命令运行。例如，在Android设备上可以使用adb命令运行Java代码。

新的API和工具

新增的API介绍

JDK 9引入了许多新的API，这些API为开发者提供了更多的功能和便利。以下是一些主要的新增API：

• Process API改进：

  • ProcessHandle类提供了一个新的接口来处理子进程，例如获取子进程的PID、状态等信息。
  • ProcessHandle可以用于监控和管理进程，例如：

  ProcessHandle allProcesses = ProcessHandle.allProcesses();
  allProcesses.forEach(p -> System.out.println(p.info().pid()));

• Socket API改进：

  • SocketOption接口和相关类提供了一些新的Socket选项，例如StandardSocketOptions。
  • 使用新的Socket选项可以更灵活地配置Socket连接：

  Socket socket = new Socket();
  socket.setOption(StandardSocketOptions.TCP_NODELAY, true);

• 新的集合工具：

  • java.util.Stream和java.util.Optional提供了更强大的集合操作功能。
  • Stream可以用于高效地处理集合数据：

  List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
  int sum = numbers.stream().map(n -> n * n).filter(n -> n % 2 == 0).reduce(0, Integer::sum);

常用工具的更新与使用

JDK 9还改进了常用工具的功能，例如jps、jstat等。以下是常用工具的更新和使用示例：

• jps：

  • jps工具用于显示当前Java进程的状态。
  • 使用jps工具可以查看运行中的Java进程：

  jps

• jstat：

  • jstat工具用于监控Java进程的内存使用情况。
  • 使用jstat工具可以查看内存使用情况：

  jstat -gc <pid>

• jcmd：

  • jcmd工具提供了更多的命令来监控和管理Java进程。
  • 使用jcmd工具可以执行各种命令：

  jcmd <pid> GC.class_histogram

JShell工具简要介绍与使用示例

JShell是JDK 9引入的一个新的交互式命令行工具，旨在提供一个更方便的环境来测试和运行Java代码。以下是JShell的基本使用示例：

1. 启动JShell：
   在命令行中输入jshell命令启动JShell：

   jshell

2. 定义变量和方法：
   在JShell中可以直接定义变量和方法。例如：

   int x = 10;
   int y = 20;
   int sum = x + y;
   System.out.println(sum);

3. 导入类和包：
   在JShell中可以导入类和包来使用提供的方法。例如：

   import java.util.List;
   List<String> list = List.of("a", "b", "c");
   list.forEach(System.out::println);

4. 查看帮助和历史记录：
   使用/help命令查看可用的命令和选项，使用/history命令查看历史记录：

   /help
   /history

改进的集合框架

新增的集合类介绍

JDK 9对集合框架进行了一些改进，引入了一些新的集合类。以下是一些主要的新增集合类：

• List和Set的改进：

  • 新增了一些方法用于更灵活地操作List和Set。
  • 例如，List和Set的of方法可以用于创建不可变的集合：

  List<String> list = List.of("a", "b", "c");
  Set<String> set = Set.of("a", "b", "c");

• Map的改进：

  • Map接口引入了一些新的方法，例如of、ofEntries等。
  • 使用新的Map方法可以创建不可变的映射：

  Map<String, Integer> map = Map.of("a", 1, "b", 2, "c", 3);

集合框架增强功能详解

JDK 9增强了集合框架的功能，使得集合操作更加灵活和高效。以下是集合框架的一些增强功能：

• List和Set的增强：

  • 新增了一些方法，例如List.copyOf和Set.copyOf用于创建不可变的集合：

  List<String> immutableList = List.copyOf(List.of("a", "b", "c"));
  Set<String> immutableSet = Set.copyOf(Set.of("a", "b", "c"));

• Map的增强：

  • Map引入了一些新方法，例如Map.copyOf用于创建不可变的映射：

  Map<String, Integer> immutableMap = Map.copyOf(Map.of("a", 1, "b", 2, "c", 3));

• Optional的增强：

  • Optional提供了更多的方法，例如ofNullable和stream等：

  Optional<String> optional = Optional.ofNullable("Hello");
  optional.ifPresent(System.out::println);

其他新特性介绍

其他值得关注的新特性

JDK 9引入了许多其他新特性，这些特性对于开发者来说同样重要。以下是一些值得关注的新特性：

• HTTP/2 Client API：

  • 提供了一个新的HTTP/2客户端API，可以用于构建HTTP/2客户端。
  • 使用新的HTTP/2客户端API可以更高效地处理HTTP请求：

  HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
  HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
      .uri(URI.create("http://example.com"))
      .build();
  client.sendAsync(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString())
      .thenApply(HttpResponse::body)
      .thenAccept(System.out::println)
      .join();

• 改进的反射支持：

  • 反射API进行了改进，支持更灵活的类加载和对象操作。
  • 使用新的反射API可以更方便地处理类和对象：

  Method[] methods = Class.forName("com.example.MyClass").getDeclaredMethods();
  for (Method method : methods) {
      System.out.println(method.getName());
  }

• 改进的集合工厂方法：

  • 提供了一些新的工厂方法，例如List.of、Set.of和Map.of等。
  • 使用新的工厂方法可以创建不可变的集合：

  List<String> list = List.of("a", "b", "c");
  Set<String> set = Set.of("a", "b", "c");
  Map<String, Integer> map = Map.of("a", 1, "b", 2, "c", 3);

如何将新特性应用于实际项目中

将JDK 9的新特性应用于实际项目中，可以提高代码的可维护性、性能和扩展性。以下是一些建议：

1. 模块化设计：
   使用模块化系统将代码划分为独立的模块，提高代码的可维护性和重用性。

   • 例如，定义模块的依赖关系和导出的包：

     module com.example.myproject {
      requires java.base;
      requires java.logging;
      exports com.example.myproject;
     }

2. 新的API和工具：
   利用新的API和工具，提高代码的效率和灵活性。

   • 例如，使用新的Stream API处理集合数据：

     List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
     int sum = numbers.stream().map(n -> n * n).filter(n -> n % 2 == 0).reduce(0, Integer::sum);

3. HTTP/2客户端：
   使用HTTP/2客户端API构建更高效的HTTP客户端。

   • 例如，使用新的HTTP/2客户端API发送HTTP请求：

     HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
     HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
      .uri(URI.create("http://example.com"))
      .build();
     client.sendAsync(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString())
      .thenApply(HttpResponse::body)
      .thenAccept(System.out::println)
      .join();

通过以上步骤，可以将JDK 9的新特性应用到实际项目中，提高代码的质量和性能。