JDK14新特性详解与入门教程

概述

本文详细介绍了JDK14新特性，包括多项改进和新功能，旨在提高Java开发效率和代码质量。文章涵盖了字段与方法的默认注释、移除JavaFX和Corba模块、新增的jpackage工具以及对GraalVM和垃圾收集器的支持等更新内容。通过这些新特性，JDK14进一步优化了开发体验和应用部署过程。

JDK14简介

JDK 14是Java平台标准版（Java SE）的第14个主要版本，由Oracle公司于2020年3月17日正式发布。JDK 14引入了多项新特性和改进，旨在进一步提高Java开发的效率和代码质量。这些更新不仅优化了语言本身，也包括了对开发工具和运行时环境的改进。

JDK14的发布日期和主要更新内容

JDK 14的发布日期是2020年3月17日，该版本引入了多个新特性和改进：

1. 字段与方法的默认注释：引入了字段和方法的默认注释，旨在简化代码并提高可读性。
2. 移除JavaFX和Corba模块：移除了JavaFX和Corba模块，进一步精简了JDK的大小和复杂性。
3. 新的运行时行工具：jpackage：新增了jpackage工具，使得创建独立的Java应用程序包变得更为简单。
4. 改进的GraalVM支持：增强了对GraalVM的集成，使得将Java程序转换为原生可执行文件更加容易。
5. 改进的ZGC和Shenandoah垃圾收集器：ZGC和Shenandoah垃圾收集器在多线程环境中表现出更好的性能。
6. 动态类文件常量：引入了新的常量类型CONSTANT_Dynamic，用于动态生成的方法或字段。

JDK14的下载与安装步骤

下载：

1. 访问Oracle官方网站的Java SE下载页面：https://www.oracle.com/java/technologies/javase-downloads.html。
2. 选择合适的JDK版本，选择JDK 14。
3. 根据操作系统（Windows、macOS、Linux）下载相应的安装包。

安装：

1. 对于Windows用户：

   • 双击下载的JDK安装程序。
   • 选择安装目录，通常建议安装到默认路径。
   • 完成安装后，需要配置系统环境变量。
   • 打开“系统属性” -> “高级系统设置” -> “环境变量”。
   • 在“系统变量”区域，新建一个名为“JAVA_HOME”的变量，值为JDK的安装路径。
   • 编辑变量“Path”，将其值修改为包含%JAVA_HOME%\bin的路径。

2. 对于macOS用户：

   • 打开终端，使用tar命令解压下载的文件：tar zxvf jdk-14.0.2.tar.gz。
   • 将解压后的文件夹移动到 /Library/Java/JavaVirtualMachines 目录下。
   • 配置环境变量，编辑 ~/.bash_profile 文件，添加以下内容：

     export JAVA_HOME=/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk-14.0.2.jdk/Contents/Home
     export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH

   • 使用命令 source ~/.bash_profile 使配置生效。

3. 对于Linux用户：

   • 使用命令行下载并解压JDK包：

     tar zxvf jdk-14.0.2_linux-x64_bin.tar.gz

   • 解压后移动到适当位置，例如 /usr/lib/jvm/。
   • 配置环境变量，编辑 ~/.bashrc 文件，添加以下内容：

     export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/jdk-14.0.2
     export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH

   • 使用命令 source ~/.bashrc 使配置生效。
4. 检查安装是否成功：
   • 打开命令行，输入 java -version，如果显示JDK版本信息，说明安装成功。

新特性解释

字段与方法的默认注释

JDK 14引入了字段和方法的默认注释功能，旨在简化开发人员的工作流程并提高代码的可读性。这一新特性允许开发人员直接定义字段和方法的注释，而无需显式地编写注释。

字段默认注释：

public class Person {
    /**
     * 姓名。
     */
    private String name;
}

转换为：

public class Person {
    private String name; // 姓名。
}

方法默认注释：

public class MathUtil {
    /**
     * 计算两个数的和。
     */
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

转换为：

public class MathUtil {
    public int add(int a, int b) { // 计算两个数的和。
        return a + b;
    }
}

移除JavaFX和Corba模块

JDK 14中移除了JavaFX和Corba模块，这是JDK发展过程中的重要一步，旨在进一步精简JDK的大小和复杂性。JavaFX是一个用于构建GUI应用程序的工具包，而Corba则是面向对象的分布式计算框架。移除这些模块使得JDK更加轻量化，同时也减少了维护负担。

JavaFX和Corba模块的移除对于开发人员来说意味着，如果需要使用这些功能，必须单独下载和安装相应的库。

在pom.xml中移除依赖项：

<dependency>
    <groupId>org.openjfx</groupId>
    <artifactId>javafx-controls</artifactId>
    <version>14.0.2</version>
    <scope>provided</scope>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.omg</groupId>
    <artifactId>omgapi</artifactId>
    <version>3.1.1</version>
    <scope>provided</scope>
</dependency>

新的运行时行工具：jpackage

JDK 14引入了新的运行时行工具jpackage，该工具能够简化创建独立的Java应用程序包的过程。使用jpackage，开发人员可以将Java应用程序及其依赖项打包成独立的可执行文件，支持多种操作系统（Windows、macOS、Linux）。

jpackage工具的主要功能包括：

1. 打包可执行文件：将Java应用程序及其依赖项打包成独立的可执行文件。
2. 创建安装程序：生成安装程序，支持Windows、macOS和Linux。
3. 自定义图标和启动画面：可以为生成的可执行文件和安装程序添加自定义图标和启动画面。
4. 指定程序入口点：指定Java应用程序的入口点。
5. 捆绑必要的库：可以捆绑必要的库文件，确保应用程序在目标系统上能够独立运行。

使用示例

字段与方法的默认注释示例

在JDK 14中，字段和方法的默认注释功能可以简化开发流程。以下是一个简单的示例，展示了如何使用默认注释来描述字段和方法。

public class Person {
    // 姓名。
    private String name;

    // 年龄。
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // 获取姓名。
    public String getName() {
        return name;
    }

    // 设置姓名。
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    // 获取年龄。
    public int getAge() {
        return age;
    }

    // 设置年龄。
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    // 打印个人信息。
    public void printInfo() {
        System.out.println("姓名：" + name + "，年龄：" + age);
    }
}

jpackage工具的使用方法

使用jpackage工具可以简化创建独立的Java应用程序包的过程。以下是一个示例，展示了如何使用jpackage将一个简单的Java应用程序打包成一个独立的可执行文件。

1. 创建一个简单的Java应用程序：

   public class HelloWorld {
      public static void main(String[] args) {
          System.out.println("Hello, World!");
      }
   }

2. 打包为独立的可执行文件：
   使用jpackage命令行工具执行以下命令：

   jpackage --input . --name HelloWorld --main-class HelloWorld --main-jar HelloWorld.jar --type app-image

   其中，--input 指定包含Java应用程序的目录，--name 指定生成的可执行文件的名称，--main-class 指定应用程序的主类，--main-jar 指定主JAR文件的名称，--type app-image 指定生成的文件类型为应用程序图像。

3. 生成的可执行文件：
   根据指定的文件类型，jpackage工具会在指定的输出目录中生成一个独立的可执行文件，如HelloWorld.exe（Windows系统）或HelloWorld（macOS或Linux系统）。

常见问题解答

如何解决安装过程中的常见问题

在安装JDK 14时，可能会遇到一些常见问题，以下是一些解决方法：

1. 环境变量配置错误：

   • 确保正确配置了JAVA_HOME和Path环境变量。
   • 重新打开命令行或重启计算机以使环境变量生效。
   • 验证环境变量配置是否正确，可以通过echo %JAVA_HOME%（Windows）或echo $JAVA_HOME（macOS/Linux）来检查。

2. 安装包下载错误：

   • 如果下载过程中遇到网络问题，尝试多次下载或使用其他下载站点。
   • 确保下载的安装包文件完整且未损坏，可以重新下载安装包。
3. 安装过程中出现错误提示：
   • 检查安装日志文件，查找错误原因。
   • 在Oracle官方论坛或其他社区寻求帮助。

如何在项目中应用JDK14的新特性

在项目中应用JDK 14的新特性，可以按照以下步骤进行：

1. 更新依赖项：

   • 确保项目中的所有依赖项都兼容JDK 14。
   • 更新构建工具（如Maven、Gradle）的配置文件，指定使用JDK 14。

2. 使用新特性：

   • 在代码中使用字段和方法的默认注释。
   • 使用jpackage工具生成独立的可执行文件。
3. 测试兼容性：
   • 在项目中引入新的特性后，进行全面的测试，确保新特性不会引入新的BUG。
   • 使用各种工具（如集成测试、单元测试）进行测试，确保代码质量和性能。

实践练习

小项目实战：利用JDK14新特性优化现有代码

为了更好地理解和应用JDK 14的新特性，这里提供一个简单的项目案例，展示如何利用这些新特性优化现有代码。假设我们有一个简单的图书管理系统，其中包含图书类和图书管理类。

1. 图书类：

   public class Book {
      // 书名。
      private String title; // 书名。
   
      // 作者。
      private String author; // 作者。
   
      public Book(String title, String author) {
          this.title = title;
          this.author = author;
      }
   
      public String getTitle() {
          return title; // 获取书名。
      }
   
      public void setTitle(String title) {
          this.title = title; // 设置书名。
      }
   
      public String getAuthor() {
          return author; // 获取作者。
      }
   
      public void setAuthor(String author) {
          this.author = author; // 设置作者。
      }
   
      @Override
      public String toString() {
          return "Book [title=" + title + ", author=" + author + "]"; // 书籍信息。
      }
   }

2. 图书管理类：

   public class BookManager {
      private List<Book> books;
   
      public BookManager() {
          books = new ArrayList<>();
      }
   
      // 添加一本书。
      public void addBook(Book book) {
          books.add(book);
      }
   
      // 删除一本书。
      public void removeBook(Book book) {
          books.remove(book);
      }
   
      // 获取所有书籍。
      public List<Book> getBooks() {
          return books;
      }
   }

3. 利用JDK 14的新特性优化代码：
   • 使用字段和方法的默认注释，简化代码。
   • 使用jpackage工具打包为独立的可执行文件。

打包为独立的可执行文件

使用jpackage工具将整个项目打包为一个独立的可执行文件。假设项目中的主类为BookManagerApp，主JAR文件为BookManager.jar。

jpackage --input . --name BookManager --main-class BookManagerApp --main-jar BookManager.jar --type app-image

通过以上步骤，不仅优化了代码，还生成了独立的可执行文件，简化了部署和使用过程。

总结与展望

JDK14新特性的总结

JDK 14引入了多项新特性和改进，进一步提升了Java开发的效率和代码质量。以下是对主要新特性的总结：

1. 字段与方法的默认注释：简化了注释的编写过程，提高了代码的可读性。
2. 移除JavaFX和Corba模块：减少了JDK的复杂性和维护成本。
3. 新的运行时行工具：jpackage：简化了创建独立的Java应用程序包的过程。
4. 改进的GraalVM支持：使得将Java程序转换为原生可执行文件更加容易。
5. 改进的ZGC和Shenandoah垃圾收集器：提升了多线程环境下的垃圾收集性能。
6. 动态类文件常量：提供了更灵活的常量定义方式。

对未来JDK版本的期待

未来JDK版本的期望主要集中在以下几个方面：

1. 进一步优化性能：继续改进JVM和垃圾收集器的性能，特别是在大规模分布式系统中的表现。
2. 增强语言特性：改进和引入新的语言特性，提高开发效率和代码可读性。
3. 改进开发工具：增强IDE和其他开发工具的功能，提高开发体验。
4. 更广泛的应用场景支持：支持更多领域的Java应用，如Web开发、移动开发等。
5. 更紧密的社区支持：加强社区支持，提供更好的开发者工具和文档。

总体而言，JDK 14不仅带来了多项新特性和改进，也为未来的Java开发奠定了坚实的基础。随着技术的不断发展，我们期待JDK能够继续保持良好的发展势头，为开发者提供更好的工具和环境。