[feat]java9 新特性完善

Author: Snailclimb

docs/java/new-features/一文带你看遍JDK9到14的重要新特性.md

@@ -1,32 +1,161 @@
-大家好，我是Guide哥！这篇文章来自读者的投稿，经过了两次较大的改动，两周的完善终于完成。Java 8新特性见这里：[Java8新特性最佳指南](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2OTA0Njk0OA==&mid=2247484744&idx=1&sn=9db31dca13d327678845054af75efb74&chksm=cea24a83f9d5c3956f4feb9956b068624ab2fdd6c4a75fe52d5df5dca356a016577301399548&token=1082669959&lang=zh_CN&scene=21#wechat_redirect) 。
+Java 8 新特性见这里：[Java8 新特性最佳指南](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2OTA0Njk0OA==&mid=2247484744&idx=1&sn=9db31dca13d327678845054af75efb74&chksm=cea24a83f9d5c3956f4feb9956b068624ab2fdd6c4a75fe52d5df5dca356a016577301399548&token=1082669959&lang=zh_CN&scene=21#wechat_redirect) 。
 
-*Guide 哥：别人家的特性都用了几年了，我 Java 才出来，哈哈！真实！*
+_Guide 哥：别人家的特性都用了几年了，我 Java 才出来，哈哈！真实！_
 
 ## Java9
 
-发布于 2017 年 9 月 21 日 。作为 Java8 之后 3 年半才发布的新版本，Java 9 带 来了很多重大的变化其中最重要的改动是 Java 平台模块系统的引入,其他还有诸如集合、Stream 流
+发布于 2017 年 9 月 21 日 。作为 Java8 之后 3 年半才发布的新版本，Java 9 带 来了很多重大的变化其中最重要的改动是 Java 平台模块系统的引入，其他还有诸如集合、Stream 流
 
 ### Java 平台模块系统
 
-Java 平台模块系统，也就是 Project Jigsaw，把模块化开发实践引入到了 Java 平台中。在引入了模块系统之后，JDK 被重新组织成 94 个模块。Java 应用可以通过新增的 jlink 工具，创建出只包含所依赖的 JDK 模块的自定义运行时镜像。这样可以极大的减少 Java 运行时环境的大小。
+Java 平台模块系统是[Jigsaw Project](https://openjdk.java.net/projects/jigsaw/)的一部分，把模块化开发实践引入到了 Java 平台中，可以让我们的代码可重用性更好！
 
-Java 9 模块的重要特征是在其工件（artifact）的根目录中包含了一个描述模块的 module-info.class 文 件。 工件的格式可以是传统的 JAR 文件或是 Java 9 新增的 JMOD 文件。
+什么是模块系统？官方的定义是：A uniquely named, reusable group of related packages, as well as resources (such as images and XML files) and a module descriptor.
+
+简单来说，你可以将一个模块看作是一组唯一命名、可重用的包、资源和模块描述文件（module-info.java）。
+
+任意一个 jar 文件，只要加上一个 模块描述文件（module-info.java），就可以升级为一个模块。
+
+![](https://guide-blog-images.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/java-guide-blog/module-structure.png)
+
+在引入了模块系统之后，JDK 被重新组织成 94 个模块。Java 应用可以通过新增的 jlink 工具，创建出只包含所依赖的 JDK 模块的自定义运行时镜像。这样可以极大的减少 Java 运行时环境的大小。
+
+我们可以通过 exports 关键词精准控制哪些类可以对外开放使用，哪些类只能内部使用。
+
+```java
+module my.module {
+    //exports 公开指定包的所有公共成员
+    exports com.my.package.name;
+}
+
+module my.module {
+     //exports…to 限制访问的成员范围
+    export com.my.package.name to com.specific.package;
+}
+```
+
+Java 9 模块的重要特征是在其工件（artifact）的根目录中包含了一个描述模块的 `module-info.java` 文 件。 工件的格式可以是传统的 JAR 文件或是 Java 9 新增的 JMOD 文件。
+
+想要深入了解 Java 9 的模块化，参见：
+
+- [Project Jigsaw: Module System Quick-Start Guide](https://openjdk.java.net/projects/jigsaw/quick-start)
+- [Java 9 Modules: part 1](https://stacktraceguru.com/java9/module-introduction)
 
 ### Jshell
 
 jshell 是 Java 9 新增的一个实用工具。为 Java 提供了类似于 Python 的实时命令行交互工具。
 
-在 Jshell 中可以直接输入表达式并查看其执行结果
+在 Jshell 中可以直接输入表达式并查看其执行结果。
+
+![](https://guide-blog-images.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/java-guide-blog/image-20210816083417616.png)
 
-### 集合、Stream 和 Optional
+### 集合增强
 
-- 增加 了 `List.of()`、`Set.of()`、`Map.of()` 和 `Map.ofEntries()`等工厂方法来创建不可变集合，比如`List.of("Java", "C++");`、`Map.of("Java", 1, "C++", 2)`;（这部分内容有点参考 Guava 的味道）
-- `Stream` 中增加了新的方法 `ofNullable`、`dropWhile`、`takeWhile` 和 `iterate` 方法。`Collectors` 中增加了新的方法 `filtering` 和 `flatMapping`
-- `Optional` 类中新增了 `ifPresentOrElse`、`or` 和 `stream` 等方法
+增加 了 `List.of()`、`Set.of()`、`Map.of()` 和 `Map.ofEntries()`等工厂方法来创建不可变集合（这部分内容有点参考 Guava 的味道）
+
+```java
+List.of("Java", "C++");
+Set.of("Java", "C++");
+Map.of("Java", 1, "C++", 2)`;
+```
+
+`Collectors` 中增加了新的方法 `filtering()` 和 `flatMapping()`。
+
+`Collectors` 的 `filtering()` 方法类似于 `Stream` 类的 `filter()` 方法，都是用于过滤元素。
+
+> Java 8 为 `Collectors` 类引入了 `groupingBy` 操作，用于根据特定的属性将对象分组。
+
+```java
+List<String> list = List.of("x","www", "yy", "zz");
+Map<Integer, List<String>> result = list.stream()
+        .collect(Collectors.groupingBy(String::length,
+                Collectors.filtering(s -> !s.contains("z"),
+                        Collectors.toList())));
+
+System.out.println(result); // {1=[x], 2=[yy], 3=[www]}
+```
+
+### Stream & Optional 增强
+
+`Stream` 中增加了新的方法 `ofNullable()`、`dropWhile()`、`takeWhile()` 以及 `iterate()` 方法的重载方法。
+
+Java 9 中的 `ofNullable()` 方 法允许我们创建一个单元素的 `Stream`，可以包含一个非空元素，也可以创建一个空 `Stream`。 而在 Java 8 中则不可以创建空的 `Stream` 。
+
+```java
+Stream<String> stringStream = Stream.ofNullable("Java");
+System.out.println(stringStream.count());// 1
+Stream<String> nullStream = Stream.ofNullable(null);
+System.out.println(nullStream.count());//0
+```
+
+`takeWhile()` 方法可以从 `Stream` 中依次获取满足条件的元素，直到不满足条件为止结束获取。
+
+```java
+List<Integer> integerList = List.of(11, 33, 66, 8, 9, 13);
+integerList.stream().takeWhile(x -> x < 50).forEach(System.out::println);// 11 33
+```
+
+`dropWhile()` 方法的效果和 `takeWhile()` 相反。
+
+```java
+List<Integer> integerList2 = List.of(11, 33, 66, 8, 9, 13);
+integerList2.stream().dropWhile(x -> x < 50).forEach(System.out::println);// 66 8 9 13
+```
+
+`iterate()` 方法的新重载方法提供了一个 `Predicate` 参数 (判断条件)来决定什么时候结束迭代
+
+```java
+public static<T> Stream<T> iterate(final T seed, final UnaryOperator<T> f) {
+}
+// 新增加的重载方法
+public static<T> Stream<T> iterate(T seed, Predicate<? super T> hasNext, UnaryOperator<T> next) {
+
+}
+```
+
+两者的使用对比如下，新的 `iterate()` 重载方法更加灵活一些。
+
+```java
+// 使用原始 iterate() 方法输出数字 1~10
+Stream.iterate(1, i -> i + 1).limit(10).forEach(System.out::println);
+// 使用新的 iterate() 重载方法输出数字 1~10
+Stream.iterate(1, i -> i <= 10, i -> i + 1).forEach(System.out::println);
+```
+
+`Optional` 类中新增了 `ifPresentOrElse()`、`or()` 和 `stream()` 等方法
+
+`ifPresentOrElse()` 方法接受两个参数 `Consumer` 和 `Runnable` ，如果 `Optional` 不为空调用 `Consumer` 参数，为空则调用 `Runnable` 参数。
+
+```java
+public void ifPresentOrElse(Consumer<? super T> action, Runnable emptyAction)
+
+Optional<Object> objectOptional = Optional.empty();
+objectOptional.ifPresentOrElse(System.out::println, () -> System.out.println("Empty!!!"));// Empty!!!
+```
+
+`or()` 方法接受一个 `Supplier` 参数 ，如果 `Optional` 为空则返回 `Supplier` 参数指定的 `Optional` 值。
+
+```java
+public Optional<T> or(Supplier<? extends Optional<? extends T>> supplier)
+
+Optional<Object> objectOptional = Optional.empty();
+objectOptional.or(() -> Optional.of("java")).ifPresent(System.out::println);//java
+```
+
+### String 存储结构变更
+
+JDK 8 及之前的版本，`String` 一直是用 `char[]` 存储。在 Java 9 之后，`String` 的实现改用 `byte[]` 数组存储字符串。
 
 ### 进程 API
 
-Java 9 增加了 `ProcessHandle` 接口，可以对原生进程进行管理，尤其适合于管理长时间运行的进程
+Java 9 增加了 `ProcessHandle` 接口，可以对原生进程进行管理，尤其适合于管理长时间运行的进程。
+
+```java
+System.out.println(ProcessHandle.current().pid());
+System.out.println(ProcessHandle.current().info());
+```
+
+![](https://guide-blog-images.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/java-guide-blog/image-20210816104614414.png)
 
 ### 平台日志 API 和服务
 
@@ -41,21 +170,34 @@ Java 9 允许为 JDK 和应用配置同样的日志实现。新增了 `System.Lo
 
 ### 变量句柄
 
-- 变量句柄是一个变量或一组变量的引用，包括静态域，非静态域，数组元素和堆外数据结构中的组成部分等
-- 变量句柄的含义类似于已有的方法句柄`MethodHandle`
-- 由 Java 类`java.lang.invoke.VarHandle` 来表示，可以使用类 `java.lang.invoke.MethodHandles.Lookup` 中的静态工厂方法来创建 `VarHandle` 对 象
+变量句柄是一个变量或一组变量的引用，包括静态域，非静态域，数组元素和堆外数据结构中的组成部分等
+
+变量句柄的含义类似于已有的方法句柄 `MethodHandle` ，由 Java 类 `java.lang.invoke.VarHandle` 来表示，可以使用类 `java.lang.invoke.MethodHandles.Lookup` 中的静态工厂方法来创建 `VarHandle` 对象。
+
+`VarHandle` 的出现替代了 `java.util.concurrent.atomic` 和 `sun.misc.Unsafe` 的部分操作。并且提供了一系列标准的内存屏障操作，用于更加细粒度的控制内存排序。在安全性、可用性、性能上都要优于现有的 API。
 
 ### 改进方法句柄（Method Handle）
 
-- 方法句柄从 Java7 开始引入，Java9 在类`java.lang.invoke.MethodHandles` 中新增了更多的静态方法来创建不同类型的方法句柄
+方法句柄从 Java7 开始引入，Java9 在类`java.lang.invoke.MethodHandles` 中新增了更多的静态方法来创建不同类型的方法句柄。
+
+### 接口私有方法
+
+Java 9 允许在接口中使用私有方法。
+
+```java
+public interface MyInterface {
+    private void methodPrivate(){
+
+    }
+}
+```
 
 ### 其它新特性
 
-- **接口私有方法** ：Java 9 允许在接口中使用私有方法
 - **try-with-resources 增强** ：在 try-with-resources 语句中可以使用 effectively-final 变量（什么是 effectively-final 变量，见这篇文章 [https://ilkinulas.github.io/programming/java/2016/03/27/effectively-final-java.html](https://ilkinulas.github.io/programming/java/2016/03/27/effectively-final-java.html)）
-- **类 `CompletableFuture` 中增加了几个新的方法（`completeAsync` ，`orTimeout` 等）**
-- **Nashorn 引擎的增强** ：Nashorn 从 Java8 开始引入的 JavaScript 引擎，Java9 对 Nashorn 做了些增强，实现了一些 ES6 的新特性
-- **I/O 流的新特性** ：增加了新的方法来读取和复制 InputStream 中包含的数据
+- 类 `CompletableFuture` 中增加了几个新的方法（`completeAsync` ，`orTimeout` 等）
+- **Nashorn 引擎的增强** ：Nashorn 从 Java8 开始引入的 JavaScript 引擎，Java9 对 Nashorn 做了些增强，实现了一些 ES6 的新特性（Java 11 中已经被弃用）。
+- **I/O 流的新特性** ：增加了新的方法来读取和复制 `InputStream` 中包含的数据
 - **改进应用的安全性能** ：Java 9 新增了 4 个 SHA- 3 哈希算法，SHA3-224、SHA3-256、SHA3-384 和 S HA3-512
 - ......
 
@@ -121,17 +263,17 @@ _Guide 哥：说白点就是多了层封装，JDK 开发组的人没少看市面
 //判断字符串是否为空
 " ".isBlank();//true
 //去除字符串首尾空格
-" Java ".strip();// "Java" 
+" Java ".strip();// "Java"
 //去除字符串首部空格
-" Java ".stripLeading();   // "Java "  
+" Java ".stripLeading();   // "Java "
 //去除字符串尾部空格
-" Java ".stripTrailing();  // " Java"  
+" Java ".stripTrailing();  // " Java"
 //重复字符串多少次
-"Java".repeat(3);             // "JavaJavaJava"  
+"Java".repeat(3);             // "JavaJavaJava"
 
 //返回由行终止符分隔的字符串集合。
-"A\nB\nC".lines().count();    // 3 
-"A\nB\nC".lines().collect(Collectors.toList()); 
+"A\nB\nC".lines().count();    // 3
+"A\nB\nC".lines().collect(Collectors.toList());
 ```
 
 ### ZGC：可伸缩低延迟垃圾收集器
@@ -158,31 +300,20 @@ Java 11 对 Java 9 中引入并在 Java 10 中进行了更新的 Http Client API
 使用起来也很简单，如下：
 
 ```java
-var request = HttpRequest.newBuilder()  
-
-    .uri(URI.create("https://javastack.cn"))  
-
-    .GET()  
-
-    .build();  
-
-var client = HttpClient.newHttpClient();  
-
-// 同步  
-
-HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());  
-
-System.out.println(response.body());  
-
-// 异步  
-
-client.sendAsync(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString())  
-
-    .thenApply(HttpResponse::body)  
-
-    .thenAccept(System.out::println); 
-
-
+var request = HttpRequest.newBuilder()
+    .uri(URI.create("https://javastack.cn"))
+    .GET()
+    .build();
+var client = HttpClient.newHttpClient();
+
+// 同步
+HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
+System.out.println(response.body());
+
+// 异步
+client.sendAsync(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString())
+    .thenApply(HttpResponse::body)
+    .thenAccept(System.out::println);
 ```
 
 ### 简化启动单个源代码文件的方法