JDK 18 新特性详解

Java 18 作为一个非长期支持版本（non-LTS），于2022年3月22日正式发布。这个版本带来了一些实用的新特性和改进，让我们一起来了解这些新特性。

1. UTF-8 默认字符集

JDK 18 将 UTF-8 设置为所有 Java API 的默认字符集：

// 在 JDK 18 之前
System.out.println(Charset.defaultCharset()); // 可能输出 windows-1252、GBK 等

// 在 JDK 18 中
System.out.println(Charset.defaultCharset()); // 始终输出 UTF-8

java

主要优点：

• 跨平台一致性
• 简化国际化开发
• 减少字符编码问题
• 提高代码可移植性

2. 简单的 Web 服务器

引入了一个简单的命令行工具来启动 Web 服务器：

// 命令行启动
// jwebserver -p 8000 -d /path/to/directory

// 使用 API 启动服务器
import com.sun.net.httpserver.*;

public class SimpleWebServerExample {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        SimpleFileServer.createFileServer(
            new InetSocketAddress(8080),
            Path.of("/path/to/directory"),
            SimpleFileServer.OutputLevel.VERBOSE
        ).start();
        
        // 自定义处理器
        HttpServer server = HttpServer.create(
            new InetSocketAddress(8080), 0);
        server.createContext("/api", exchange -> {
            String response = "{\"message\": \"Hello, World!\"}";
            exchange.getResponseHeaders().set("Content-Type", "application/json");
            exchange.sendResponseHeaders(200, response.length());
            try (OutputStream os = exchange.getResponseBody()) {
                os.write(response.getBytes());
            }
        });
        server.start();
    }
}

java

特点：

• 快速启动静态文件服务
• 支持 HTTP/1.1
• 可编程 API
• 适合开发和测试

3. 代码片段（Code Snippets）

Java API 文档中支持代码片段：

/**
 * 计算两个数的和。
 * 
 * {@snippet :
 *   int result = calculator.add(5, 3);
 *   System.out.println(result);  // 输出: 8
 * }
 */
public int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

/**
 * 使用新的文件 API。
 * 
 * {@snippet file="FileExample.java" region="read-file"}
 */
public class FileExample {
    // @start region="read-file"
    public String readFile(Path path) throws IOException {
        return Files.readString(path);
    }
    // @end
}

java

改进：

• 更好的文档示例
• 支持语法高亮
• 可验证的代码片段
• 提升文档质量

4. 模式匹配 Switch（第二次预览）

Switch 模式匹配的改进版本：

public String formatValue(Object obj) {
    return switch (obj) {
        case Integer i when i > 0 -> 
            String.format("正整数：%d", i);
        case Integer i -> 
            String.format("整数：%d", i);
        case Double d when d > 0 -> 
            String.format("正小数：%.2f", d);
        case Double d -> 
            String.format("小数：%.2f", d);
        case String s when s.length() > 0 -> 
            String.format("非空字符串：%s", s);
        case String s -> 
            "空字符串";
        case null -> 
            "空值";
        default -> 
            obj.toString();
    };
}

java

新特性：

• 支持守卫表达式
• null 处理改进
• 更好的类型推断
• 增强的模式匹配

5. 向量 API（第三次孵化）

向量 API 的进一步改进：

// 向量计算示例
public class VectorExample {
    static final VectorSpecies<Float> SPECIES = FloatVector.SPECIES_256;
    
    public static void vectorComputation(float[] a, float[] b, float[] c) {
        int i = 0;
        int upperBound = SPECIES.loopBound(a.length);
        
        // 向量化循环
        for (; i < upperBound; i += SPECIES.length()) {
            var va = FloatVector.fromArray(SPECIES, a, i);
            var vb = FloatVector.fromArray(SPECIES, b, i);
            var vc = va.mul(vb);
            vc.intoArray(c, i);
        }
        
        // 处理剩余元素
        for (; i < a.length; i++) {
            c[i] = a[i] * b[i];
        }
    }
    
    // SIMD 操作示例
    public static void simdOperation(float[] array) {
        var species = FloatVector.SPECIES_256;
        var vector = FloatVector.fromArray(species, array, 0);
        
        // 数学运算
        var result = vector
            .mul(2.0f)    // 乘法
            .add(1.0f)    // 加法
            .abs()        // 绝对值
            .sqrt();      // 平方根
            
        result.intoArray(array, 0);
    }
}

java

改进：

• 性能优化
• 更多平台支持
• API 完善
• 更好的编译器优化

6. 互联网地址解析 SPI

新增了互联网地址解析的服务提供者接口：

// 自定义解析器
public class CustomInetAddressResolver implements InetAddressResolver {
    @Override
    public InetAddress[] resolve(String host) throws UnknownHostException {
        // 实现自定义解析逻辑
        if ("custom.domain".equals(host)) {
            return new InetAddress[] { 
                InetAddress.getByAddress(
                    host,
                    new byte[] {127, 0, 0, 1}
                )
            };
        }
        throw new UnknownHostException(host);
    }
    
    @Override
    public String getHostByAddr(byte[] addr) throws UnknownHostException {
        // 实现反向解析
        return InetAddress.getByAddress(addr).getHostName();
    }
}

// 使用自定义解析器
public class AddressResolutionExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        InetAddress address = InetAddress.getByName("custom.domain");
        System.out.println(address.getHostAddress());
        
        // 配置解析器
        System.setProperty(
            "jdk.net.hosts.file",
            "/path/to/custom/hosts"
        );
    }
}

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特点：

• 可自定义解析逻辑
• 支持本地缓存
• 灵活的配置选项
• 改进的可测试性

7. 废弃终结器

开始废弃终结器（Finalizer）：

// 不推荐使用终结器
public class DeprecatedFinalizerExample {
    @Deprecated(since="18", forRemoval=true)
    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        try {
            // 清理代码
        } finally {
            super.finalize();
        }
    }
    
    // 推荐使用 Cleaner
    public class CleanerExample implements AutoCloseable {
        private static final Cleaner cleaner = Cleaner.create();
        private final CleaningAction cleaningAction;
        private final Cleaner.Cleanable cleanable;
        
        public CleanerExample() {
            this.cleaningAction = new CleaningAction();
            this.cleanable = cleaner.register(this, cleaningAction);
        }
        
        @Override
        public void close() {
            cleanable.clean();
        }
        
        private static class CleaningAction implements Runnable {
            @Override
            public void run() {
                // 执行清理操作
            }
        }
    }
}

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建议：

• 使用 try-with-resources
• 采用 Cleaner 机制
• 显式资源管理
• 避免依赖终结器

总结

JDK 18 虽然是一个非 LTS 版本，但它带来了一些实用的改进。UTF-8 默认字符集的变更和简单 Web 服务器的引入都是非常实用的特性，可以提高开发效率。同时，代码片段的支持改进了文档质量，而模式匹配 Switch 和向量 API 的持续改进也显示了 Java 在语言特性和性能优化方面的努力。

对于开发者来说，建议：

1. 使用 UTF-8 作为默认字符集
2. 利用简单 Web 服务器进行快速原型开发
3. 在文档中使用新的代码片段特性
4. 关注模式匹配和向量 API 的发展
5. 开始规划终结器的替代方案

虽然这是一个过渡版本，但其中的一些特性为未来的 Java 发展奠定了基础，值得开发者关注和学习。