JDK7新特性

JDK7新特性

一 JDK7新特性简介

准备
JDK7下载 http://download.java.net/jdk7/
API文档 http://download.java.net/jdk7/docs/api/

1.  虚拟机

支持动态语言
严格的类文件检查

2.  语言

语法方面的更新
core 类加载器（class-loader）的架构进行了升级改进
提供关闭URLClassLoader的方法
并发框架和容器的更新

3.   网络

提供更多的new I/O API 
filesystem支持zip/jar归档
SCTP(Stream Control Transmission Protocol)
SDP(Socket Direct Protocol)
使用Windows Vista 的IPv6 stack
TLS 1.2

4.  安全相关

Elliptic-curve cryptography (ECC)

5.  国际化

Unicode6.0
Local 增强
区别 user local 和 user-interface local

6.  jdbc 

JDBC4.1
7.  client

Java 2D 提供 XRender pipeline
为 6u10 图形特性提供新的平台api
Swing 支持光圈效果 （Nimbus look-and-feel）
Swing JLayer 组件

8.  web

更新 XML stack

9.  mgmt

增强 JMX Agent 和 MBeans

     
二， 特性详解

（1）语法性特性
JDK7对Java语法有少量更新，重点是在易用性和便捷性的改进。
1.二进制字面量
JDK7开始，终于可以用二进制来表示整数（byte,short,int和long）。使用二进制字面量的好处是，可以是代码更容易被理解。语法非常简单，只要在二进制数值前面加 0b或者0B

Java代码 
byte nByte = (byte)0b0001; 
short nShort = (short)0B0010; 
int nInt = 0b0011; 
long nLong = 0b0100L; 

2.数字字面量可以出现下划线

对于一些比较大的数字，我们定义起来总是不方面，经常缺少或者增加位数。JDK7为我们提供了一种解决方案，下划线可以出现在数字字面量。
Java代码 
int a = 10_0000_0000; 
long b = 0xffff_ffff_ffff_ffffl; 
byte c = 0b0001_1000; 
注意：你只能将下划线置于数字之间，以下使用方法是错误的，

1.数字的开头或者结尾
2.小数点的前后
3.‘F’或者‘f’的后缀
4.只能用数字的位置
Java代码 
int err1 = _11,err2=11_; 
float err3=3._4,err4=3_.4; 
long err5=0x888_f; 

3.switch 语句可以用字符串了

这个功能千呼万唤，终于出来了
Java代码 
private static void switchString(String str){ 
        switch(str){ 
            case "one": 
                System.err.println("1"); 
                break; 
            case "two": 
                System.out.println("2"); 
                break; 
            default : 
                System.out.println("err"); 
        } 
} 
 
4.泛型实例的创建可以通过类型推断来简化

    以后你创建一个泛型实例，不需要再详细说明类型，只需用<>,编译器会自动帮你匹配
Java代码 
//例如  
Map<String, List<String>> myMap = new HashMap<String, List<String>>(); 
//可以简化为 
Map<String, List<String>> myMap = new HashMap<>(); 

5.在可变参数方法中传递非具体化参数（Non-Reifiable Formal Parameters）,改进编译警告和错误

    有些参数类型，例如ArrayList<Number> 和 List<String>,是非具体化的（non-reifiable）.在编译阶段，编译器会擦除该类型信息。
      Heap pollution 指一个变量被指向另外一个不是相同类型的变量。例如
Java代码 
List l = new ArrayList<Number>(); 
       List<String> ls = l;       // unchecked warning 
       l.add(0, new Integer(42)); // another unchecked warning 
       String s = ls.get(0);      // ClassCastException is thrown 
      回到我们的主题，在jdk7中，当你定义下面的函数时
Java代码 
public static <T> void addToList (List<T> listArg, T... elements) { 
    for (T x : elements) { 
      listArg.add(x); 
    } 
  } 
   你会得到一个warning

warning: [varargs] Possible heap pollution from parameterized vararg type

    在jdk7之前，当你调用一个含有非具体化参数的可变参数方法，你必须自行保证不会发生“heap pollution”。这有一个问题，如果调用者对方法不熟悉，他根本无法判断。JDK7对此做了改进，在该方法被定义时久发出警告

要消除警告，可以有三种方式
1.加 annotation @SafeVarargs
2.加 annotation @SuppressWarnings({"unchecked", "varargs"})
3.使用编译器参数 –Xlint:varargs;


6.try-with-resources 语句

jdk7提供了try-with-resources,可以自动关闭相关的资源（只要该资源实现了AutoCloseable接口，jdk7为绝大部分资源对象都实现了这个接口）

Java代码 
static String readFirstLineFromFile(String path) throws IOException { 
  try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(path))) { 
    return br.readLine(); 
  } 
} 
try 语句块中还可以同时处理多个资源,可以跟普通的try语句一样catch异常，有finally语句块

Java代码 
try ( 
      java.util.zip.ZipFile zf = new java.util.zip.ZipFile(zipFileName); 
      java.io.BufferedWriter writer = java.nio.file.Files.newBufferedWriter(outputFilePath, charset) 
    ) { 
}catch(…){ 
}finally{ 
} 
 
7.Catch多个Exception，rethrow exception 改进了类型检测

   
    很多时候，我们捕获了多个异常，却做了相同的事情，比如记日志，包装成新的异常，然后rethrow。这时，代码就不那么优雅了，例如

Java代码 
catch (IOException ex) { 
     logger.log(ex); 
     throw ex; 
catch (SQLException ex) { 
     logger.log(ex); 
     throw ex; 
} 
Jdk7允许捕获多个异常

Java代码 
catch (IOException|SQLException ex) { 
    logger.log(ex); 
    throw ex; 
} 
      注意，catch后面的异常参数是final的，不能重新再复制


      Rethrow Exception更具包容性的类型检测

    当你重新抛出多个异常时，不再需要详细定义异常类型了，编译器已经知道你具体抛出的是哪个异常了。你只需在方法定义的时候声明需要抛出的异常即可

Java代码 
public void call() throws ReflectiveOperationException, IOException { 
    try { 
      callWithReflection(arg); 
    } catch (final Exception e) { 
      logger.trace("Exception in reflection", e); 
      throw e; 
    } 
} 

（2）fork/join 框架
对于框架的原理，可以阅读 Doug Lea 的文章“A Java Fork/Join Framework”：了解 Fork/Join 模式的实现机制和执行性能。
原理解析：fork分解，join结合。这个框架的本质是将一个任务分解成多个子任务，每个子任务用单独的线程去处理。这里用到了递归的思想。框架的结构图可以参考


使用fork/join 框架很简单，
1.实现子问题的一般求解算法
2.如何分解问题
3.继承 RecursiveAction ，实现compute()方法

伪代码代码 
     Result solve(Problem problem) { 
if (problem is small) 
    directly solve problem 
else { 
    split problem into independent parts 
    fork new subtasks to solve each part 
    join all subtasks 
    compose result from subresults 
} 


这里我通过一个改进的二分查找来讲解fork/join的使用。（后面才发现，选用这个案例是非常失败的，因为二分查找的时间是logn,而创建线程的开销更大，这样并不能体现多线程二分查找的优势，所以这个代码不具有实用性，只是为了说明如何使用框架：）

代码如下：
BinarySearchProblem.java


Java代码 
package testjdk7; 
 
import java.util.Arrays; 
/**
* @author [e-mail]
*/ 
public class BinarySearchProblem { 
    private final int[] numbers; 
    private final int start; 
    private final int end; 
    public final int size; 
     
    public BinarySearchProblem(int[] numbers,int start,int end){ 
        this.numbers = numbers; 
        this.start = start; 
        this.end = end; 
        this.size = end -start; 
    } 
     
    public int searchSequentially(int numberToSearch){ 
       //偷懒，不自己写二分查找了 
       return Arrays.binarySearch(numbers, start, end, numberToSearch); 
    } 
     
    public BinarySearchProblem subProblem(int subStart,int subEnd){ 
        return new BinarySearchProblem(numbers,start+subStart,start+subEnd); 
    } 
} 

BiSearchWithForkJoin.java

Java代码 
package testjdk7; 
import java.util.concurrent.ForkJoinPool; 
import java.util.concurrent.RecursiveAction; 
 
/**
* @author [e-mail]
*/ 
public class BiSearchWithForkJoin extends RecursiveAction { 
    private final int threshold; 
    private final BinarySearchProblem problem; 
    public int result; 
    private final int numberToSearch; 
     
    public BiSearchWithForkJoin(BinarySearchProblem problem,int threshold,int numberToSearch){ 
        this.problem = problem; 
        this.threshold = threshold; 
        this.numberToSearch = numberToSearch; 
    } 
 
    @Override 
    protected void compute() { 
       if(problem.size < threshold){ //小于阀值，就直接用普通的二分查找 
           result = problem.searchSequentially(numberToSearch); 
       }else{ 
           //分解子任务 
           int midPoint = problem.size/2; 
           BiSearchWithForkJoin left = new BiSearchWithForkJoin(problem.subProblem(0, midPoint),threshold,numberToSearch); 
           BiSearchWithForkJoin right = new BiSearchWithForkJoin(problem.subProblem(midPoint+1, problem.size),threshold,numberToSearch); 
           invokeAll(left,right); 
           result = Math.max(left.result, right.result); 
       } 
    } 
     
    //构造数据 
    private static final int[] data = new int[1000_0000]; 
    static{ 
        for(int i = 0;i<1000_0000;i++){ 
            data[i] = i; 
        } 
    } 
    public static void main(String[] args){ 
       BinarySearchProblem problem = new BinarySearchProblem(data,0,data.length); 
       int threshold = 100; 
       int nThreads = 10; 
       //查找100_0000所在的下标 
       BiSearchWithForkJoin  bswfj = new BiSearchWithForkJoin(problem,threshold,100_0000); 
       ForkJoinPool fjPool = new ForkJoinPool(nThreads); 
       fjPool.invoke(bswfj); 
       System.out.printf("Result is:%d%n",bswfj.result); 
    } 
     
     
} 
  RecursiveTask 还可以带返回值，这里给出一段代码作为参考（斐波那契函数）


Java代码 
class Fibonacci extends RecursiveTask<Integer> { 
    final int n; 
 
    Fibonacci(int n) { 
        this.n = n; 
    } 
 
    private int compute(int small) { 
        final int[] results = { 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89 }; 
        return results[small]; 
    } 
 
    public Integer compute() { 
        if (n <= 10) { 
            return compute(n); 
        } 
        Fibonacci f1 = new Fibonacci(n - 1); 
        Fibonacci f2 = new Fibonacci(n - 2); 
        System.out.println("fork new thread for " + (n - 1)); 
        f1.fork(); 
        System.out.println("fork new thread for " + (n - 2)); 
        f2.fork(); 
        return f1.join() + f2.join(); 
    } 
} 


用途
    只要问题能够分解成类似子问题的，都可以使用这个框架。对于大批量的数据尤其合适

（3）NIO2.0 文件系统
java.io.File 不够完美吧。Jdk7提供了一套新的文件系统，会让你满意的。
先来聊聊java.io.File的七宗罪吧：）


1.很多方法失败时候都没有抛出异常，很难查找原因
2.方法 rename 在不同平台中运行有问题
3.不能真正支持 symbolic links
4.不能读取文件的更详细属性，比如权限，所有者……
5.访问 文件的 metadata 效率低下
6.很多方法性能不行。例如处理比较大的目录
7.无法递归查找文件树，以及存在循环的symbolic links可能造成问题


    本次jdk7更新了很多新的api。方法太多了，我就不一一列举了，感兴趣的可以去查阅api
  http://download.java.net/jdk7/docs/api/java/nio/file/package-summary.html


主要包括：

FileSystem 提供了许多方法来获得当前文件系统的相关信息。

        Path 处理路径(文件和目录)，包括

创建path，Paths.get(String s)

获得path的详细信息 getName(),getXX()…

删除path的冗余信息 toRealPath

转换path toAbsolutePath()

合并两个path resolve()

在两个path之间创建相对路径 relativeze()

比较路径 equal() startsWith(),endWith()

Files 支持各种文件操作，包括

移动文件，
复制文件，
删除文件，
更详细的文件属性，包括文件权限，创建者，修改时间……
Walking  the File Tree（递归遍历文件树）
Watch a Directory for Change （监听文件更改）

（4）JDBC4.1
JDBC4.1更新了两个新特性

Connection，ResultSet 和 Statement 都实现了Closeable 接口，所有在 try-with-resources 语句中调用，就可以自动关闭相关资源了

Java代码 
try (Statement stmt = con.createStatement()){ 
        … 
} 

2. RowSet 1.1：引入RowSetFactory接口和RowSetProvider类，可以创建JDBC driver支持的各种 row sets

Java代码 
RowSetFactory myRowSetFactory = null; 
JdbcRowSet jdbcRs = null; 
ResultSet rs = null; 
Statement stmt = null; 
 
try { 
 
  myRowSetFactory = RowSetProvider.newFactory();//用缺省的RowSetFactory 实现 
  jdbcRs = myRowSetFactory.createJdbcRowSet(); 
   
  //创建一个 JdbcRowSet 对象，配置数据库连接属性 
  jdbcRs.setUrl("jdbc:myDriver:myAttribute"); 
  jdbcRs.setUsername(username); 
  jdbcRs.setPassword(password); 
 
  jdbcRs.setCommand("select ID from TEST"); 
  jdbcRs.execute(); 
} 

RowSetFactory 接口包括了创建不同类型的RowSet的方法
createCachedRowSet
createFilteredRowSet
createJdbcRowSet
createJoinRowSet
createWebRowSet

（5）监听文件系统的更改
我们用IDE（例如Eclipse）编程，外部更改了代码文件，IDE马上提升“文件有更改”。Jdk7的NIO2.0也提供了这个功能，用于监听文件系统的更改。它采用类似观察者的模式，注册相关的文件更改事件（新建，删除……），当事件发生的，通知相关的监听者。
java.nio.file.*包提供了一个文件更改通知API,叫做Watch Service API.
实现流程如下
1.为文件系统创建一个WatchService 实例 watcher
2.为你想监听的目录注册 watcher。注册时，要注明监听那些事件。
3.在无限循环里面等待事件的触发。当一个事件发生时，key发出信号，并且加入到watcher的queue
4.从watcher的queue查找到key，你可以从中获取到文件名等相关信息
5.遍历key的各种事件
6.重置 key，重新等待事件
7.关闭服务

Java代码 
import java.io.IOException; 
import java.nio.file.FileSystems; 
import java.nio.file.Path; 
import java.nio.file.Paths; 
import java.nio.file.WatchEvent; 
import java.nio.file.WatchKey; 
import java.nio.file.WatchService; 
import static java.nio.file.StandardWatchEventKind.*; 
 
/**
* @author [e-mail]
*/ 
public class TestWatcherService { 
     
    private WatchService watcher; 
     
    public TestWatcherService(Path path)throws IOException{ 
        watcher = FileSystems.getDefault().newWatchService(); 
        path.register(watcher, ENTRY_CREATE,ENTRY_DELETE,ENTRY_MODIFY); 
    } 
     
    public void handleEvents() throws InterruptedException{ 
        while(true){ 
            WatchKey key = watcher.take(); 
            for(WatchEvent<?> event : key.pollEvents()){ 
                WatchEvent.Kind kind = event.kind(); 
                 
                if(kind == OVERFLOW){//事件可能lost or discarded 
                    continue; 
                } 
                 
                WatchEvent<Path> e = (WatchEvent<Path>)event; 
                Path fileName = e.context(); 
                 
                System.out.printf("Event %s has happened,which fileName is %s%n" 
                        ,kind.name(),fileName); 
            } 
            if(!key.reset()){ 
                break; 
            } 
        } 
    } 
     
    public static void main(String args[]) throws IOException, InterruptedException{ 
        if(args.length!=1){ 
            System.out.println("请设置要监听的文件目录作为参数"); 
            System.exit(-1); 
        } 
        new TestWatcherService(Paths.get(args[0])).handleEvents(); 
    } 
} 
接下来，见证奇迹的时刻
1.随便新建一个文件夹 例如 c:\\test
2.运行程序 java TestWatcherService c:\\test
3.在该文件夹下新建一个文件本件 “新建文本文档.txt”
4.将上述文件改名为 “abc.txt”
5.打开文件，输入点什么吧，再保存。
6.Over！看看命令行输出的信息吧

命令行信息代码 
Event ENTRY_CREATE has happened,which fileName is 新建文本文档.txt 
Event ENTRY_DELETE has happened,which fileName is 新建文本文档.txt 
Event ENTRY_CREATE has happened,which fileName is abc.txt 
Event ENTRY_MODIFY has happened,which fileName is abc.txt 
Event ENTRY_MODIFY has happened,which fileName is abc.txt 

（6）遍历文件树
有时需要递归遍历一个文件树，比如查找一个文件夹内符合条件的文件，查找某一天创建的文件……。jdk7 nio包提供一个新的接口 FileVisitor。它提供了遍历文件树的各种操作。

preVisitDirectory - 一个路径被访问时调用

PostVisitDirectory - 一个路径的所有节点被访问后调用。如果有错误发生，exception会传递给这个方法

visitFile - 文件被访问时被调用。该文件的文件属性被传递给这个方法

visitFileFailed - 当文件不能被访问时，此方法被调用。Exception被传递给这个方法。

如果你比较懒，不想实现所有方法。你可以选择继承 SimpleFileVisitor。它帮你实现了上述方法，你只需Override 你感兴趣的方法。

下面给个例子，简单地遍历一个文件夹，打印出所有信息

Java代码 
import java.io.IOException; 
import java.nio.file.FileVisitResult; 
import java.nio.file.Files; 
import java.nio.file.Path; 
import java.nio.file.Paths; 
import java.nio.file.SimpleFileVisitor; 
import java.nio.file.attribute.BasicFileAttributes; 
 
/**
* @author [e-mail]
*/ 
public class FileVisitorTest extends SimpleFileVisitor<Path> { 
     
    private void find(Path path){ 
        System.out.printf("访问-%s:%s%n",(Files.isDirectory(path)?"目录":"文件"),path.getFileName()); 
    } 
    @Override 
    public FileVisitResult visitFile(Path file,BasicFileAttributes attrs){ 
        find(file); 
        return FileVisitResult.CONTINUE; 
    } 
     
    @Override 
    public FileVisitResult preVisitDirectory(Path dir,BasicFileAttributes attrs){ 
        find(dir); 
        return FileVisitResult.CONTINUE; 
    } 
     
    @Override 
    public FileVisitResult visitFileFailed(Path file,IOException e){ 
        System.out.println(e); 
        return FileVisitResult.CONTINUE; 
    } 
     
    public static void main(String[] args) throws IOException{ 
        if(args.length!=1){ 
            System.out.println("请输入一个文件路径作为参数"); 
            System.exit(-1); 
        } 
        Files.walkFileTree(Paths.get( args[0]), new FileVisitorTest()); 
    } 
} 
 
随便选择一个路径作为参数

java FileVisitorTest  "C:\\Program Files\\Java\\jre7\\bin"

运行结果代码 
访问-目录:bin 
访问-文件:awt.dll 
访问-文件:axbridge.dll 
访问-目录:client 
访问-文件:classes.jsa 
访问-文件:jvm.dll 
访问-文件:Xusage.txt 
访问-文件:dcpr.dll 
访问-文件:deploy.dll 
访问-文件:deployJava1.dll 
访问-文件:dt_shmem.dll 
访问-文件:dt_socket.dll 
...... 

注意 FileVisitResult有四种

CONTINUE –继续
TERMINATE –终止，这次遍历结束了
SKIP_SUBTREE –子树（当前路径的子目录）不再遍历了
SKIP_SIBLINGS –兄弟节点（同级别目录）不再访问了。

可以通过这些返回值来控制遍历文件树的流程


（7）异步io/AIO
概述
JDK7引入了Asynchronous I/O。I/O编程中，常用到两种模式：Reactor 和 Proactor。Reactor就是Java的NIO。当有事件触发时，我们得到通知，进行相应的处理。Proactor就是我们今天要讲的 AIO了。AIO进行I/O操作，都是异步处理，当事件完成时，我们会得到通知。
JDK7的 AIO包括网络和文件操作。两者大同小异，本文通过一个完整的客户端/服务器Sample来详细说明aio的网络操作。
AIO提供了两种异步操作的监听机制。第一种通过返回一个Future对象来事件，调用其get（）会等到操作完成。第二种类似于回调函数。在进行异步操作时，传递一个CompletionHandler，当异步操作结束时，会调用CompletionHandler.complete 接口

范例
    这个范例功能比较简单，就是客户端向服务端发送一个“test”命令，然后结束。

      服务端程序 Sever.java

Java代码 
import java.io.IOException; 
import java.net.InetSocketAddress; 
import java.nio.ByteBuffer; 
import java.nio.channels.AsynchronousServerSocketChannel; 
import java.nio.channels.AsynchronousSocketChannel; 
import java.util.concurrent.ExecutionException; 
import java.util.concurrent.Future; 
import java.util.concurrent.TimeUnit; 
import java.util.concurrent.TimeoutException; 
 
public class Server { 
    private AsynchronousServerSocketChannel server; 
     
    public Server()throws IOException{ 
        server = AsynchronousServerSocketChannel.open().bind(new InetSocketAddress(8888)); 
    } 
     
    public void start() throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException{ 
        Future<AsynchronousSocketChannel> future = server.accept(); 
        AsynchronousSocketChannel socket = future.get(); 
        
        ByteBuffer readBuf = ByteBuffer.allocate(1024); 
        socket.read(readBuf).get(100, TimeUnit.SECONDS); 
         
        System.out.printf("Receiver:%s%n",new String(readBuf.array())); 
    } 
     
    public static void main(String args[]) throws Exception{ 
        new Server().start(); 
    } 
} 
客户端程序 （Future版本）

Java代码 
import java.io.IOException; 
import java.net.InetSocketAddress; 
import java.nio.ByteBuffer; 
import java.nio.channels.AsynchronousSocketChannel; 
import java.util.concurrent.ExecutionException; 
 
public class AIOClientWithFuture { 
    private final AsynchronousSocketChannel client; 
     
    public AIOClientWithFuture() throws IOException{ 
        client = AsynchronousSocketChannel.open(); 
    } 
     
    public void sendMsg() throws InterruptedException, ExecutionException{ 
        client.connect(new InetSocketAddress("localhost",8888)); 
        client.write(ByteBuffer.wrap("test".getBytes())).get(); 
    } 
    public static void main(String...args) throws Exception{ 
        AIOClientWithFuture client = new AIOClientWithFuture(); 
        client.sendMsg(); 
    } 
} 
客户端程序（CompleteHandler版本）

Java代码 
import java.net.InetSocketAddress; 
import java.nio.ByteBuffer; 
import java.nio.channels.AsynchronousSocketChannel; 
import java.nio.channels.CompletionHandler; 
 
public class AIOClientWithHandler { 
    private final AsynchronousSocketChannel client ; 
     
    public AIOClientWithHandler() throws Exception{ 
       client = AsynchronousSocketChannel.open(); 
    } 
     
    public void start()throws Exception{ 
        client.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1",8888),null,new CompletionHandler<Void,Void>() { 
            @Override 
            public void completed(Void result, Void attachment) { 
                try { 
                    client.write(ByteBuffer.wrap("test".getBytes())).get(); 
                } catch (Exception ex) { 
                    ex.printStackTrace(); 
                } 
            } 
 
            @Override 
            public void failed(Throwable exc, Void attachment) { 
                exc.printStackTrace(); 
            } 
        }); 
    } 
     
    public static void main(String args[])throws Exception{ 
        new AIOClientWithHandler().start(); 
    } 
} 

相关类说明
AsynchronousSocketChannel 跟 SocketChannel操作类似，只不过改成异步接口了
AsynchronousServerSocketChannel跟ServerSocketChannel操作类似，只不过改成异步接口了
CompletionHandler 接口包括两个方法
    void completed(V result, A attachment);
    void failed(Throwable exc, A attachment);


总结
       本文只是对jdk7的aio使用做了一个简单的说明。至于其性能提升多少，如何改进现有的网络应用程序，还在摸索中。这里推荐一个比较成熟的网络框架Project Grizzly:http://grizzly.dev.java.net。据说已经用aio重新实现了，有兴趣的同学可以去研究一下源码。



*****************

转载