JDK9新特性学习入门详解

概述

本文详细介绍了JDK9的新特性，包括模块系统、ProcessHandle API、局部变量类型推断以及HTTP客户端的改进，帮助开发人员提高应用程序的安全性、性能和可维护性。JDK9还清理了一些旧的、弃用的工具和包，进一步优化了开发环境。这些新特性和改进使得JDK9成为一个更加现代化和高效的开发平台。JDK9新特性学习入门将帮助开发者更好地理解和应用这些功能。

JDK9新特性学习入门详解

JDK9简介

JDK9是Java平台的一个重要版本，它引入了许多新功能和改进，以提高Java程序的性能、安全性以及开发效率。以下是关于JDK9发布背景和主要更新概述的一些信息。

JDK9发布背景

JDK9的发布背景可以追溯到Java平台不断发展的需求。Java作为一个广泛使用的编程语言，其生态系统一直在不断演进，以适应新的开发环境和技术挑战。JDK9的主要目标之一是引入模块系统（Project Jigsaw），从而提高程序的可维护性和安全性。开发人员可以更精细地控制类的可见性和依赖关系，从而降低运行时的内存占用和资源消耗。此外，JDK9还包括一些其他改进，例如新的API、性能优化和废弃一些不再推荐使用的工具和包。

JDK9主要更新概述

JDK9带来了一系列重要的改进和新特性。其中，最引人注目的改进包括引入模块系统、ProcessHandle API、局部变量类型推断等。这些新特性不仅提高了Java程序的开发效率，还增强了程序的安全性和性能。

• 模块系统：这是Java平台的一个重大变化，旨在提供更灵活的依赖管理和更细粒度的访问控制。模块系统使得Java应用程序更加模块化，提高了代码的重用性和维护性。
• ProcessHandle API：引入了一个新的API来获取有关当前运行的进程的信息，这有助于开发者实现更好的监控和调试功能。
• 局部变量类型推断：允许开发人员在声明局部变量时省略类型，从而简化代码并提高可读性。
• 移除旧的、弃用的工具和包：JDK9清理了一些不再支持的工具、库和包，以减轻平台的维护负担并提高性能。
• HTTP客户端的改进：新的HTTP客户端API用更现代化的方式取代了老旧的HttpURLConnection，提供了更强大、更灵活的网络连接能力。
• 其他一些改进：包括改进的JVM性能、新的语言特性和API、改进的开发工具支持等。

这些改进共同使JDK9成为一个更加现代化、更加高效、更加安全的开发平台。

模块系统介绍

JDK9引入了模块系统（Project Jigsaw），这是Java平台的一项重大变化。模块系统的目标是通过提供更细粒度的依赖管理和访问控制来改进Java应用程序的可维护性和安全性。接下来，我们将详细探讨模块化编程的优势以及如何声明和配置模块。

模块化编程的优势

模块化编程具有许多优势，这使得它成为开发大型和复杂应用程序的理想选择。以下是模块化编程的一些主要优势：

1. 更好的代码组织：

   • 模块化编程允许将代码组织成独立的、自包含的单元，每个模块都有自己的职责。这种组织方式使得代码结构更加清晰，方便维护和扩展。

2. 依赖管理：

   • 模块化编程使得依赖管理更加明确和精细。开发人员可以指定模块需要导入哪些其他模块，并明确声明模块间的依赖关系。这种细化的依赖管理有助于减少编译时和运行时的依赖问题。

3. 安全性增强：

   • 通过模块化编程，可以更好地控制类的可见性和访问权限。开发人员可以通过声明模块的导出包来限制外部模块对内部类的访问，从而增强程序的安全性。

4. 减少资源消耗：

   • 模块化编程使得可以更精确地控制哪些代码被加载到内存中。这可以减少内存占用和资源消耗，特别是在资源受限的环境中（如嵌入式系统）。

5. 提高性能：

   • 通过模块化编程，可以避免加载不必要的代码和资源，减少启动时间和运行时的性能开销。这有助于提高程序的启动速度和运行效率。
6. 可扩展性：
   • 模块化编程使得应用程序更易于扩展。开发人员可以将新的功能添加到现有的模块中，或者创建新的模块来扩展应用程序的功能，而不必重新编写整个应用程序。

模块声明与模块路径配置

在JDK9中，模块声明和模块路径配置是使用module-info.java文件完成的。以下是模块声明和模块路径配置的基本步骤和示例代码。

模块声明

每个模块需要在module-info.java文件中声明自己的名称和导出包。以下是模块声明的基本语法：

module <module-name> {
    exports <package-name>;
}

例如，假设我们有一个名为com.example.module的模块，该模块包含一个名为com.example.module.util的包。模块声明代码如下：

module com.example.module {
    exports com.example.module.util;
}

模块路径配置

模块路径配置涉及到指定模块的依赖关系。这可以通过在module-info.java文件中声明所需的模块来实现。以下是模块路径配置的基本语法：

module <module-name> {
    requires <dependency-module-name>;
}

例如，假设我们有一个名为com.example.module的模块，该模块依赖于一个名为com.example.dependency的模块。模块声明代码如下：

module com.example.module {
    requires com.example.dependency;
}

在实际项目中，模块路径配置也可以通过命令行参数或配置文件来指定。例如，可以使用--module-path和--add-modules参数来指定模块路径和所需模块。以下是一个示例：

java --module-path path/to/modules --add-modules com.example.module,com.example.dependency -m com.example.module/com.example.module.Main

总结来说，模块化编程带来了更好的代码组织、依赖管理、安全性增强、减少资源消耗、提高性能以及提高可扩展性。通过使用module-info.java文件，开发人员可以轻松地声明和配置模块，从而充分利用模块系统带来的优势。

模块声明示例

module com.example.core {
    exports com.example.core;
}

module com.example.app {
    requires com.example.core;
}

示例代码

以下是核心模块和应用程序模块的示例代码：

核心模块(CoreService.java)

package com.example.core;

public class CoreService {
    public void doCoreWork() {
        System.out.println("执行核心功能");
    }
}

应用程序模块(App.java)

package com.example.app;

import com.example.core.CoreService;

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        CoreService coreService = new CoreService();
        coreService.doCoreWork();
    }
}

构建与运行

为了构建和运行这个项目，我们可以使用Gradle或者其他构建工具。以下是使用Gradle构建和运行项目的示例：

plugins {
    id 'java'
    id 'application'
}

mainClassName = 'com.example.app.App'

repositories {
    mavenCentral()
}

dependencies {
    implementation files('libs/core.jar')
}

在这个示例中，我们使用Gradle构建工具来构建项目，并指定了应用程序的主类。我们还需要将核心模块打包成一个JAR文件，并将其添加为应用程序模块的依赖项。

通过以上步骤，我们成功创建了一个简单的模块化项目。这个项目展示了如何使用模块系统来组织和管理代码，以及如何声明模块之间的依赖关系。

新增API介绍

JDK9引入了一些新的API，这些API提高了应用程序的功能性和安全性。在这一部分，我们将介绍两个重要的新API：ProcessHandle API和局部变量类型推断。

ProcessHandle API

ProcessHandle API是一种新的API，它可以提供关于当前运行的进程的信息。这个API使得开发人员可以更轻松地实现进程监控和调试功能。

概念与用途

ProcessHandle API提供了一种获取当前运行进程的详细信息的方法。这些信息包括进程ID、进程状态、命令行参数、启动时间等。开发人员可以使用这些信息来实现进程监控、资源监控和调试功能。此外，通过ProcessHandle API，开发人员还可以获取子进程的信息，从而更好地管理复杂的应用程序结构。

示例代码

以下是一个使用ProcessHandle API获取进程信息的示例代码：

import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class ProcessHandleExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取当前进程中所有子进程的ID
        List<Long> pids = ProcessHandle.current().descendants().map(ProcessHandle::pid).collect(Collectors.toList());
        System.out.println("当前进程的子进程ID列表: " + pids);

        // 获取当前进程的命令行参数
        List<String> commandLineArgs = ProcessHandle.current().info().commandLine().orElse(List.of());
        System.out.println("进程命令行参数: " + commandLineArgs);

        // 获取当前进程的启动时间
        java.time.Instant startInstant = ProcessHandle.current().info().startInstant().orElse(null);
        if (startInstant != null) {
            System.out.println("进程启动时间: " + startInstant);
        }
    }
}

在这个示例中，我们使用了ProcessHandle.current()方法来获取当前进程的ProcessHandle对象。通过这个对象，我们可以调用不同的方法来获取进程信息，如子进程ID、命令行参数和启动时间。

局部变量类型推断

局部变量类型推断是一种新的语言特性，它允许开发人员在声明局部变量时省略类型。这个特性可以简化代码并提高可读性。

概念与用途

局部变量类型推断通过引入新的关键字var来实现。当使用var声明局部变量时，编译器会根据初始化器的类型自动推断变量的类型。这可以减少代码中的冗长类型声明，使代码更加简洁和易于维护。例如，使用List<String>声明一个列表变量时，可以简化为var list = new ArrayList<String>();。

示例代码

以下是一个使用局部变量类型推断的示例代码：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class TypeInferenceExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用 var 关键字声明局部变量
        var list = new ArrayList<String>();
        list.add("Element 1");
        list.add("Element 2");

        // 输出列表中的元素
        for (var element : list) {
            System.out.println(element);
        }

        // 使用 var 声明一个局部变量并初始化
        var count = 10;
        System.out.println("Count: " + count);

        // 声明一个方法，返回一个 String
        var greeting = () -> "Hello, World!";
        System.out.println(greeting.apply());
    }
}

在这个示例中，我们使用了var关键字来声明一个ArrayList<String>类型的变量list，一个int类型的变量count，以及一个返回String类型的Lambda表达式。通过使用var，我们避免了显式声明变量类型，使代码更加简洁和易于理解。

通过这些新的API和语言特性，JDK9为开发人员提供了更多的工具和功能来提高应用程序的安全性、性能和可维护性。

其他新特性

除了模块系统和新增的API之外，JDK9还包含了其他一些重要的改进和新特性。这些特性包括移除旧的、弃用的工具和包，以及改进HTTP客户端功能等。接下来，我们将详细介绍这些内容。

移除旧的、弃用的工具和包

JDK9清理了一些不再支持的工具和包，这些工具和包在过去已经被标记为废弃或不再推荐使用。这一清理工作主要是为了减轻平台的维护负担并提高性能。以下是一些被移除的工具和包的例子：

• JConsole和Java Mission Control：这些工具在过去已经被标记为弃用，现在被移除。
• JAXP (Java API for XML Processing)：JAXP过去包含的一些工具和包现在也被移除，这包括javax.xml.validation包中的Schema类。
• JMX (Java Management Extensions)：一些未使用的JMX工具和包也被移除，例如javax.management.relation包中的类。

通过移除这些旧的、弃用的工具和包，JDK9为开发人员提供了一个更干净、更现代的开发环境。这有助于提高代码质量和应用程序性能，同时减少了维护复杂性的负担。

HTTP客户端的改进

JDK9引入了一个新的HTTP客户端API来取代传统的HttpURLConnection。新的HTTP客户端API提供了更现代化、更灵活的功能，使得网络编程变得更加简单和高效。以下是HTTP客户端改进的详细说明：

概念与用途

新的HTTP客户端API是基于HttpClient类和HttpRequest接口构建的。开发人员可以使用HttpClient对象来发送HTTP请求，并使用HttpRequest对象来构建请求。这个API提供了许多有用的功能，如请求取消、连接池管理、异步请求处理等。

示例代码

以下是一个使用新的HTTP客户端API发送HTTP GET请求的示例代码：

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;

public class HttpClientExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建一个 HttpClient 对象
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();

        // 创建一个HttpRequest对象
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri(new URI("https://example.com"))
                .build();

        // 发送请求并获取响应
        HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());

        // 输出响应状态码和响应体
        System.out.println("状态码: " + response.statusCode());
        System.out.println("响应体: " + response.body());
    }
}

在这个示例中，我们使用HttpClient.newHttpClient()方法创建了一个HttpClient对象。然后，我们使用HttpRequest.newBuilder()方法构建了一个新的HttpRequest对象，并指定了请求的URI。最后，我们调用client.send()方法发送请求并获取响应。响应的状态码和响应体分别通过response.statusCode()和response.body()方法获取并输出。

通过这些改进，新的HTTP客户端API为开发人员提供了更强大的网络编程功能，简化了网络请求的处理流程，使得网络编程变得更加灵活和高效。

实践案例

在这一部分，我们将通过一些实践案例来演示如何使用JDK9的新特性。这些案例将包括创建一个简单的模块化项目和使用新API编写代码示例。

创建简单的模块化项目

为了演示如何创建一个简单的模块化项目，我们将创建一个包含两个模块的项目：一个模块提供核心功能，另一个模块使用这些功能。以下是创建此项目的基本步骤和示例代码：

模块结构

我们假设有两个模块：core模块提供核心功能，app模块使用这些功能。以下是模块结构：

my-project/
├── core/
│   ├── module-info.java
│   ├── src/main/java/com/example/core/CoreService.java
├── app/
│   ├── module-info.java
│   ├── src/main/java/com/example/app/App.java
├── build.gradle

模块声明

在每个模块中，我们需要声明module-info.java文件来指定模块名称和导出包。

核心模块(core)

module com.example.core {
    exports com.example.core;
}

应用程序模块(app)

module com.example.app {
    requires com.example.core;
}

示例代码

以下是核心模块和应用程序模块的示例代码：

核心模块(CoreService.java)

package com.example.core;

public class CoreService {
    public void doCoreWork() {
        System.out.println("执行核心功能");
    }
}

应用程序模块(App.java)

package com.example.app;

import com.example.core.CoreService;

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        CoreService coreService = new CoreService();
        coreService.doCoreWork();
    }
}

构建与运行

为了构建和运行这个项目，我们可以使用Gradle或者其他构建工具。以下是使用Gradle构建和运行项目的示例：

plugins {
    id 'java'
    id 'application'
}

mainClassName = 'com.example.app.App'

repositories {
    mavenCentral()
}

dependencies {
    implementation files('libs/core.jar')
}

在这个示例中，我们使用Gradle构建工具来构建项目，并指定了应用程序的主类。我们还需要将核心模块打包成一个JAR文件，并将其添加为应用程序模块的依赖项。

通过以上步骤，我们成功创建了一个简单的模块化项目。这个项目展示了如何使用模块系统来组织和管理代码，以及如何声明模块之间的依赖关系。

使用新API编写代码示例

为了演示如何使用JDK9的新API编写代码，我们将编写一些示例代码来使用ProcessHandle API和局部变量类型推断。

使用ProcessHandle API

以下是一个使用ProcessHandle API获取进程信息的示例代码：

import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class ProcessHandleExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取当前进程中所有子进程的ID
        List<Long> pids = ProcessHandle.current().descendants().map(ProcessHandle::pid).collect(Collectors.toList());
        System.out.println("当前进程的子进程ID列表: " + pids);

        // 获取当前进程的命令行参数
        List<String> commandLineArgs = ProcessHandle.current().info().commandLine().orElse(List.of());
        System.out.println("进程命令行参数: " + commandLineArgs);

        // 获取当前进程的启动时间
        java.time.Instant startInstant = ProcessHandle.current().info().startInstant().orElse(null);
        if (startInstant != null) {
            System.out.println("进程启动时间: " + startInstant);
        }
    }
}

使用局部变量类型推断

以下是一个使用局部变量类型推断的示例代码：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class TypeInferenceExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用 var 关键字声明局部变量
        var list = new ArrayList<String>();
        list.add("Element 1");
        list.add("Element 2");

        // 输出列表中的元素
        for (var element : list) {
            System.out.println(element);
        }

        // 使用 var 声明一个局部变量并初始化
        var count = 10;
        System.out.println("Count: " + count);

        // 声明一个方法，返回一个 String
        var greeting = () -> "Hello, World!";
        System.out.println(greeting.apply());
    }
}

通过这些实践案例，我们可以看到如何在实际项目中应用JDK9的新特性。这些示例帮助我们更好地理解和使用这些新特性，提高开发效率和代码质量。

总结与资源推荐

在本文中，我们详细介绍了JDK9的新特性和改进。我们探讨了模块系统、ProcessHandle API、局部变量类型推断以及其他一些重要的新特性。通过这些特性，JDK9为开发人员提供了更多的工具和功能来提高应用程序的安全性、性能和可维护性。

JDK9新特性的总结

JDK9中引入的模块系统使得Java应用程序更加模块化和灵活。模块化编程带来了更好的代码组织、依赖管理、安全性增强、减少资源消耗、提高性能以及提高可扩展性。通过使用module-info.java文件，开发人员可以轻松地声明和配置模块，从而充分利用模块系统带来的优势。

ProcessHandle API使得开发人员可以更轻松地实现进程监控和调试功能，而局部变量类型推断则简化了代码并提高了可读性。除此之外，JDK9还清理了一些旧的、弃用的工具和包，以及改进了HTTP客户端的功能。

进一步学习的资源推荐

为了进一步学习和掌握JDK9的新特性，推荐以下资源：

• 官方文档：Oracle官方网站提供了详细的JDK9官方文档和API文档，这些资源是了解新特性和API的最佳途径。
• 在线课程：慕课网提供了一些关于JDK9的在线课程和教程，这些课程涵盖了从基础到高级的各种主题。
• 技术博客和论坛：Java官方博客和Stack Overflow等技术论坛是获取最新技术和实践经验的好地方。

通过这些资源，开发人员可以深入了解JDK9的新特性，并在实际项目中更好地应用它们。