JDK 13 新特性详解

JDK 13 新特性详解

发布日期 ：2019 年 9 月 17 日

规范版本 ：Java SE 13（JSR 388）

是否 LTS ：否

主题 ：文本块首次预览、yield 取代 break value、动态 CDS 归档

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一、版本总览

JDK 13 是一个「打磨型」版本，共集成 5 个 JEP。核心价值在于：

1. 文本块（Text Blocks） 首次预览------解决 Java 多行字符串的历史痛点
2. Switch 表达式第二次预览 ------用 yield 替换 break value
3. 动态 CDS 归档------应用退出时自动生成归档，AppCDS 体验大幅改善
4. 旧版 Socket API 重写------为虚拟线程铺路

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二、核心特性详解

1. JEP 355：文本块（Text Blocks，预览）

背景 ：Java 长期缺乏多行字符串字面量。写 SQL、JSON、HTML 时充斥着 \n 与 + 拼接，可读性极差。

// 旧方式：难以阅读和维护
String html = "<html>\n" +
              "    <body>\n" +
              "        <p>Hello, World!</p>\n" +
              "    </body>\n" +
              "</html>\n";

String query = "SELECT id, name, email\n" +
               "FROM users\n" +
               "WHERE age > 18\n" +
               "ORDER BY name";

文本块方式：

String html = """
        <html>
            <body>
                <p>Hello, World!</p>
            </body>
        </html>
        """;

String query = """
        SELECT id, name, email
        FROM users
        WHERE age > 18
        ORDER BY name
        """;

语法规则：

① 定界符：三个双引号 """ + 换行

• 开始定界符 """ 后必须换行，否则编译错误
• 结束定界符可以单独一行，也可以在最后一行内容之后

String s1 = """
        line1
        line2""";     // 合法：结束定界符紧跟内容

String s2 = """
        line1
        line2
        """;          // 合法：结束定界符独立一行

String bad = """line1
        line2""";     // 编译错误：开始定界符后必须有换行

② 缩进处理（Incidental Whitespace 剥离）

文本块会自动剥离所有行共有的最小缩进，同时保留「有意的额外缩进」。

String s = """
        a
          b
        c
        """;
// 结果："a\n  b\nc\n"
// 说明：
//   - 最小缩进 = 8 空格（"a"、"c"、"\"\"\"" 行）
//   - "b" 行有 10 空格，剥离 8 后剩 2 → "  b"
//   - "a"、"c" 剥离 8 后剩 0

③ 转义序列

转义	含义
\n	换行（普通换行也可直接写在文本块中）
\t	制表符
\s	新增：空格（用于保留行尾空格）
\ + 换行	新增：行连接，抑制该处换行
\"	双引号
\\	反斜杠
\uXXXX	Unicode 转义

// \s 保留行尾空格
String colored = """
        red  \s
        green\s
        """;

// \ 行连接：抑制换行，写超长行
String longLine = """
        This is a very long line that \
        continues here without a newline.
        """;
// 结果："This is a very long line that continues here without a newline.\n"

④ 末尾换行 ：若结束定界符独立成行，结果字符串以 \n 结尾。

"""
    a
    """          // => "a\n"

"""
    a"""         // => "a"

⑤ 文本块中的 """ 与 \"""

String quotes = """
        He said \"""Hello\"""
        """;

⑥ 文本块是 String 类型

// 可用于任何需要 String 的地方
String sql = """
        SELECT * FROM t WHERE id = ?
        """;
PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql);

⑦ 文本块与字符串方法

String json = """
        {"name":"Alice"}
        """;

json.strip();              // 去除首尾空白
json.stripIndent();        // 智能剥离缩进（JDK 12 引入）
json.translateEscapes();   // 处理转义序列（JDK 15 引入）
json.formatted("x");       // 等价于 String.format（JDK 15 引入）

启用方式（JDK 13 是预览特性）：

javac --enable-preview --release 13 Example.java
java --enable-preview Example

2. JEP 354：Switch 表达式（第二次预览）

在 JDK 12 预览（JEP 325）的基础上，把 break value 改为 yield value。

为什么改？ break 在两种场景下语义混淆：

// JDK 12：break 既用于跳出 switch，又用于返回值 ------ 容易误解
int x = switch (k) {
    case 1:
        break 10;
    default:
        break 20;
};

// 嵌套在循环中时更混乱：
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    int x = switch (i) {
        case 1: break 10;    // 这个 break 是跳出循环还是返回值？
        default: break 20;
    };
}

JDK 13 的 yield：

int x = switch (k) {
    case 1 -> 10;                        // 箭头形式直接返回值
    case 2 -> { int t = f(); yield t; }  // 块形式用 yield
    default -> 20;
};

yield 的语义 ：终止当前 switch 表达式的求值，把值作为 switch 表达式的结果。

关键规则：

• yield 只能出现在 switch 表达式的块分支中
• yield 不是 关键字，仍是上下文关键字（int yield = 1; 合法）
• yield 与 break 的区别：
  • break 跳出循环 或 switch 语句
  • yield 从 switch 表达式返回值

// 对比示例
int result = switch (day) {
    case MONDAY -> 1;
    case FRIDAY -> {
        System.out.println("Almost weekend");   // 允许副作用
        yield 5;                                 // 必须 yield 值
    }
    default -> {
        yield 0;
    }
};

注意 ：JDK 13 预览版同时 支持 yield 和（已弃用的）break value，但后者打印弃用警告。JDK 14 正式版中 break value 被移除。

3. JEP 350：动态 CDS 归档（Dynamic CDS Archives）

背景 ：JDK 10 的 AppCDS 需要「先试运行 → 生成列表 → dump 归档 → 正式运行」四步。JDK 13 简化为一步：

# JDK 13：运行时指定归档输出路径，退出时自动生成
java -XX:ArchiveClassesAtExit=app.jsa -cp app.jar com.example.Main

# 下次启动直接使用
java -XX:SharedArchiveFile=app.jsa -cp app.jar com.example.Main

工作原理：

1. JVM 启动时使用默认 CDS 归档（JDK 核心类）
2. 应用运行期间，JVM 动态记录额外加载/链接的类
3. JVM 退出时，把这些类与默认归档的内容合并，写出 app.jsa

关键限制：

• 动态归档依赖于创建时的类路径：任何类路径变化都需要重新生成
• 归档与 JDK 版本、CPU 架构绑定
• 不支持在归档中包含自定义类加载器加载的类

与后续版本的关系：

版本	JEP	内容
10	310	AppCDS（手动）
12	341	默认 CDS 归档
13	350	动态 CDS 归档
19	424	CDS 归档中存放堆对象（JDK 19 预览）
24	483	AOT Class Loading & Linking（Project Leyden）
25	514	AOT 命令行人体工程学
26	516	任意 GC 的 AOT 对象缓存

收益：启动时间提升 10%~30%，显著降低延迟敏感的 Serverless 场景冷启动时间。

4. JEP 353：重新实现旧版 Socket API

背景 ：java.net.Socket 和 java.net.ServerSocket 的实现自 JDK 1.0 以来几乎没有大变化，代码古老、难以维护，且阻塞式的 Thread 用线程模型不利于未来虚拟线程的实现。

变更：

• Socket / ServerSocket 的底层实现 （PlainSocketImpl）替换为基于 NIO 的 NioSocketImpl
• 公共 API 完全不变 ------ 这是纯粹的内部实现替换
• 保留 java.net.SocketImpl 抽象类（供 JDK 内部及极少数高级用户使用）

新增系统属性用于回退：

# 回退到旧实现（仅在遇到兼容性问题时使用）
java -Djdk.net.usePlainSocketImpl=true MyApp

收益：

• 更容易维护与修复安全漏洞
• 为虚拟线程（JEP 444）做好准备
• 与 NIO 共享底层代码

配套变更 ：JDK 15 的 JEP 373 用同样的思路重写了 DatagramSocket。

5. JEP 351：ZGC 归还未使用内存

问题 ：ZGC 在 JDK 11 中不会把未使用的堆内存归还操作系统，导致容器环境中 RSS 持续高位。

变更：ZGC 现在会把未使用内存归还 OS。

# 相关参数
java -XX:+UseZGC -XX:ZUncommitDelay=300 MyApp   # 300 秒后归还（默认值）
java -XX:-ZUncommit MyApp                        # 禁用归还

触发条件：

• 堆中空闲区域连续未使用超过 ZUncommitDelay
• 归还后堆最小不低于 -Xms 指定值

收益：容器环境内存占用显著降低。

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三、JDK 13 特性速查表

类别	JEP	特性	状态
语言	355	文本块	预览
语言	354	Switch 表达式（第二次预览，引入 yield）	预览
库	353	重新实现旧版 Socket API	正式（内部实现）
GC	351	ZGC 归还未使用内存	正式
运行时	350	动态 CDS 归档	正式

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四、升级注意事项

1. 文本块与 Switch 表达式仍是预览特性 ，需 --enable-preview，无兼容性保证
2. break value 已弃用 ，改用 yield
3. 动态 CDS 归档与路径强绑定：迁移应用目录或依赖版本时需重新生成
4. Socket 实现变更 ：极端情况下（依赖旧的实现细节）可能有行为差异；用 -Djdk.net.usePlainSocketImpl=true 排查
5. ZGC 内存归还：容器内存监控需重新校准

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五、参考资源

• 官方发布页：https://openjdk.org/projects/jdk/13/
• JEP 355（文本块）：https://openjdk.org/jeps/355
• JEP 354（Switch 表达式）：https://openjdk.org/jeps/354
• JEP 350（动态 CDS）：https://openjdk.org/jeps/350
• JEP 353（Socket 重写）：https://openjdk.org/jeps/353

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