JDK11新特性

JDK 11 作为继 JDK 8 之后的首个长期支持版本，带来了许多切实提升开发效率和运行时性能的新特性。

特性类别	核心特性	主要价值
语言与API	局部变量类型推断 (`var`) 增强	允许在 Lambda 表达式中使用 `var` 并添加注解，提高一致性与灵活性。
语言与API	字符串增强	新增 `isBlank()`, `lines()`, `strip()`, `repeat()` 等方法，简化日常字符串操作。
语言与API	HTTP Client API 标准化	将孵化期的 API 转为标准库，支持 HTTP/2 和 WebSocket，提供同步/异步调用方式。
性能与GC	ZGC (低延迟垃圾收集器)	实验性引入，目标暂停时间 < 10ms，适合大内存应用。
性能与GC	Epsilon (无操作垃圾收集器)	仅分配内存，不回收，用于性能测试和内存压力测试。
工具与诊断	Flight Recorder (飞行记录器)	从商业功能变为开源，提供低开销的生产环境诊断能力。
开发体验	单文件源代码程序运行	无需先编译 (`javac`)，可直接通过 `java` 命令运行 `.java` 文件。

💡 核心特性详解与代码示例

1. 局部变量类型推断 (`var`) 增强

JDK 11 允许在 Lambda 表达式的参数中使用 var，这主要不是为了简化代码（因为类型本身可省略），而是为了能够在参数上添加注解，增强代码的约束力和可读性。

java 复制代码

import java.util.List;
import javax.annotation.Nonnull;

public class VarLambdaExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = List.of("Alice", "Bob", "Charlie");
        
        // 传统方式，若要加注解必须显式声明类型
        // names.forEach((@Nonnull String s) -> System.out.println(s));
        
        // JDK 11：使用 var 并添加注解
        names.forEach((@Nonnull var s) -> System.out.println(s));
    }
}

2. 字符串增强

JDK 11 为 String 类新增了多个非常实用的方法，让字符串处理变得更方便。

java 复制代码

public class StringEnhancements {
    public static void main(String[] args) {
        String space = "   ";
        System.out.println(space.isBlank()); // true: 判断字符串是否仅为空白字符

        String unicodeSpace = "  \u2000  "; // 包含Unicode空白符
        System.out.println("Trim: [" + unicodeSpace.trim() + "]"); // 可能无法完全去除
        System.out.println("Strip: [" + unicodeSpace.strip() + "]"); // 可去除所有空白字符 

        String multiLine = "Hello\nWorld\nJava11";
        multiLine.lines().forEach(System.out::println); // 按行分割为Stream并处理

        String joy = "Joy!";
        System.out.println(joy.repeat(3)); // 输出：Joy!Joy!Joy!
    }
}

3. 标准化 HTTP Client API

新的 HttpClient 位于 java.net.http 包下，支持现代网络协议，并提供了同步和异步两种调用方式，替代了老旧的 HttpURLConnection 。

java 复制代码

import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;
import java.time.Duration;

public class HttpClientExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1. 创建 HttpClient 实例
        HttpClient client = HttpClient.newBuilder()
                .connectTimeout(Duration.ofSeconds(10))
                .build();

        // 2. 构建请求
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri(URI.create("https://httpbin.org/get"))
                .GET()
                .build();

        // 3. 发送同步请求
        HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
        System.out.println("Status: " + response.statusCode());
        System.out.println("Body: " + response.body());

        // 4. 发送异步请求
        client.sendAsync(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString())
                .thenApply(HttpResponse::body)
                .thenAccept(System.out::println)
                .join(); // 等待异步操作完成
    }
}

4. 文件读写简化

Files 类新增的 readString() 和 writeString() 方法，让小型文本文件的读写变得异常简洁。

java 复制代码

import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;

public class FileReadWriteExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Path path = Paths.get("example.txt");
        
        // 一行代码写入文件
        Files.writeString(path, "Hello, JDK 11 File API!");
        
        // 一行代码读取文件
        String content = Files.readString(path);
        System.out.println(content);
    }
}

5. 集合工厂方法与增强

List, Set, Map 接口都提供了新的 of() 方法用于创建不可变集合，以及 copyOf() 方法用于创建副本。Optional 类新增了 isEmpty() 方法，使判断空值的逻辑更直观。

java 复制代码

import java.util.*;

public class CollectionOptionalExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建不可变集合
        List<String> list = List.of("A", "B", "C");
        Set<String> set = Set.of("A", "B");
        Map<String, Integer> map = Map.of("Key1", 1, "Key2", 2);
        
        // List.copyOf 创建集合的不可变副本
        List<String> copy = List.copyOf(list);
        
        // Optional 的 isEmpty 方法
        Optional<String> emptyOpt = Optional.empty();
        System.out.println(emptyOpt.isEmpty()); // true
    }
}

⚙️ 垃圾收集器与运行环境

1. 低延迟垃圾收集器 ZGC

ZGC 的设计目标是实现超低停顿时间（通常低于 10 毫秒），即使处理 TB 级别的堆内存也是如此。在 JDK 11 中它是实验性功能，需要使用特定参数启用：

bash 复制代码

java -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseZGC -jar YourApp.jar

2. 单文件源代码程序运行

对于只有一个 .java 文件的简单程序或脚本，现在可以直接运行，省去显式编译步骤。

bash 复制代码

# 假设文件名为 Hello.java
java Hello.java

JFR

JDK Flight Recorder（JFR）是一款集成在Java虚拟机（JVM）中的低开销性能监控和事件收集工具。它就像是Java应用的"黑匣子"，能持续记录应用程序运行时的详细信息，帮助开发者进行性能分析和故障诊断。

下面是JFR的核心特性概要：

特性维度	具体说明
核心定位	JVM 内置的低开销性能监控和事件记录器，适用于生产环境。
核心价值	低开销 (通常<1%)，深度集成 (可获取JVM内部细节)，生产可用 (可长期运行) 。
核心功能	记录GC事件、线程活动、锁竞争、I/O操作、类加载、JIT编译等大量事件。
核心组件	事件系统 (内置事件和自定义事件)、记录机制 (内存缓冲区到磁盘文件)、配置文件 (如`default.jfc`和`profile.jfc`) 。
启动方式	命令行启动 (应用启动时)、动态开启 (使用`jcmd`命令，无需重启JVM) 。
数据分析	使用 Java Mission Control (JMC) 工具进行可视化分析。

💡 核心概念与工作原理

理解JFR的以下几个核心概念，有助于你更好地使用它：

事件（Event）：这是JFR的基石。JFR通过捕获JVM和应用程序运行过程中触发的各种"事件"来工作。事件类型丰富，例如线程的启动/停止、垃圾回收的发生、文件的读写、synchronized锁的竞争等，都有对应的事件。
记录文件（Recording） ：JFR将捕获到的事件数据保存为后缀是 .jfr 的文件。这个文件是后续分析的基础。
配置文件（JFC - JFR Configuration Files） ：为了平衡开销和信息的详细程度，JFR使用配置文件来定义记录哪些事件以及记录的频率（采样率）。JDK通常自带两个常用的配置文件：
- default.jfc ：默认配置，开销极低（通常<1%） ，适合在生产环境中长时间连续运行。
- profile.jfc ：分析配置，记录更详细 ，开销稍高（通常<2%），适合短时间的性能剖析。
环形缓冲区（Ring Buffer）：JFR在内存中使用一种称为"环形缓冲区"的机制。事件先被写入线程本地缓冲区，然后被提升到全局的环形缓冲区。当缓冲区满时，最旧的事件会被新事件覆盖。这意味着你总是能获取到"最近一段时间"的数据，这对于诊断突发性问题非常有用。

🛠️ 启用与使用JFR

启用JFR非常灵活，主要有两种方式：

启动应用时开启 ：在启动Java应用程序的命令行参数中直接指定。例如，以下命令会让JVM在启动后立即开始记录，持续1分钟，并将结果保存到 recording.jfr 文件中。
bash 复制代码
```
java -XX:StartFlightRecording=delay=5s,duration=1m,name=MyAppRecording,filename=recording.jfr,settings=profile -jar myapp.jar
```
参数说明：delay=5s 表示延迟5秒开始记录；duration=1m 记录持续1分钟；name 为记录会话命名；filename 指定输出文件；settings=profile 使用详细的性能分析配置。
运行时动态开启（更常用） ：利用 jcmd 工具，你可以在不重启JVM的情况下，随时对正在运行的Java进程开启记录。这对于诊断线上突然出现的问题至关重要。
- 首先，使用 jcmd 或 jps -l 找到目标Java进程的PID。
- 然后，执行命令开始记录：
  bash 复制代码
```
jcmd <PID> JFR.start name=MyRecording duration=120s filename=/tmp/myrecording.jfr
```
- 你还可以开启一个常驻的环形缓冲记录 ，用于持续监控，只在需要时才将数据导出：
  bash 复制代码
```
# 开始一个最大保存30分钟数据或500MB数据的环形缓冲记录（不立即写文件）
jcmd <PID> JFR.start name=ProdRing settings=default disk=true maxage=30m maxsize=500m
# 当需要分析时，将最近的数据导出成文件
jcmd <PID> JFR.dump name=ProdRing filename=/path/to/dump.jfr
```

🔬 分析JFR记录文件

生成的 .jfr 文件需要使用 Java Mission Control (JMC) 工具打开进行分析。JMC提供了一个强大的图形化界面，让你能够直观地浏览和分析数据。

在JMC中，你可以重点查看以下视图：

概览/自动分析：JMC会提供一个初步的自动化分析报告，直接标出潜在的性能瓶颈（如GC时间过长、锁竞争激烈等），这是非常好的起点。
方法分析：找出CPU耗时最长的"热方法"，这是性能优化的首要目标。
内存：查看对象分配速率、垃圾回收的详细行为和停顿时间，帮助诊断内存泄漏或GC问题。
线程：查看线程的状态（运行、阻塞、等待），识别锁竞争和线程瓶颈。
I/O：分析套接字读写和文件操作的延迟。

💎 核心应用场景

线上性能问题排查：当应用出现慢请求、CPU飙高或周期性卡顿时，立即开启一段时间的JFR记录，通过JMC分析问题时间点附近的JVM内部状态。
内存泄漏诊断：结合对象分配事件和GC事件，追踪那些持续增长且不被回收的对象。
GC调优验证：在调整JVM内存参数后，通过JFR记录GC停顿时间、频率和堆内存变化，验证调优效果。
建立性能基线：在应用平稳运行时录制一段JFR数据，作为性能"健康状态"的基准，便于后续对比。

⚠️ 注意事项

权限：确保运行JVM的用户有权限在指定路径创建和写入 .jfr 文件。
磁盘空间：长时间录制或高频率事件会产生较大的文件，注意监控磁盘空间。
数据敏感性：JFR记录可能包含应用的方法参数、SQL语句片段等敏感信息，共享和存储时需注意安全。

⚠️ 重要变更与升级注意事项

从 JDK 8 升级到 JDK 11 时，需要特别留意以下破坏性变更：

移除的模块：Java EE（如 JAX-WS, JAXB）和 CORBA 模块已被移除。如果项目用到这些技术，需要手动添加相关依赖。
JavaFX 分离：JavaFX 不再包含在 JDK 中，需要单独下载和引入。
强封装内部 API ：通过反射访问 sun.* 等内部 API 会受到限制，可能需要使用 --add-opens 参数来解禁。

💎 总结

JDK 11 的新特性侧重于开发效率的提升 和运行时性能的优化。字符串、HTTP Client、文件操作等 API 的增强让日常编码更简洁。ZGC、JFR 等则为高性能应用提供了强大工具。

💡 核心特性详解与代码示例

1. 局部变量类型推断 (var) 增强

2. 字符串增强

3. 标准化 HTTP Client API

4. 文件读写简化

5. 集合工厂方法与增强

⚙️ 垃圾收集器与运行环境

1. 低延迟垃圾收集器 ZGC

2. 单文件源代码程序运行

JFR

💡 核心概念与工作原理

🛠️ 启用与使用JFR

🔬 分析JFR记录文件

💎 核心应用场景

⚠️ 注意事项

⚠️ 重要变更与升级注意事项

💎 总结

1. 局部变量类型推断 (`var`) 增强