在歷經(jīng)多次跳票之后搞动，Java 9 終于在千呼萬喚中正式發(fā)布。從這個(gè)版本開始渣刷，Java 將每半年發(fā)布一個(gè)版本鹦肿。作為霸占編程語言排行榜鰲頭多年的老牌語言，Java 9 中有哪些不得不說的新特性辅柴？Java 語言的未來又將如何箩溃？

針對(duì) Java 9 新特性的介紹已經(jīng)非常多了，我這里不想再做一個(gè)百科全書一樣的列表碌嘀，希望從不同角度簡要點(diǎn)評(píng)部分特性涣旨。

Jigsaw

首先，談到 Java 9 大家往往第一個(gè)想到的就是 Jigsaw 項(xiàng)目股冗，這是一個(gè)雄心勃勃的項(xiàng)目霹陡。

大家知道，Java 已經(jīng)發(fā)展超過 20 年（95 年最初發(fā)布）止状，Java 和相關(guān)生態(tài)在不斷豐富的同時(shí)也越來越暴露出一些問題烹棉，比如 Java 運(yùn)行環(huán)境的膨脹和臃腫，各種類庫和工具在提供強(qiáng)大功能的同時(shí)怯疤，也越來越復(fù)雜浆洗，不同版本的類庫交叉依賴導(dǎo)致 Jar Hell 等讓人頭疼的問題，這些都阻礙了 Java 開發(fā)和運(yùn)行效率的提升集峦。

但是由于兼容性等各方面的掣肘伏社，對(duì) Java 進(jìn)行大刀闊斧的革新越來越困難抠刺，Jigsaw 從 Java 7 階段就開始籌備，Java 8 階段進(jìn)行了大量工作摘昌，終于在 Java 9 里落地速妖，有種千呼萬喚始出來的意味。

Jigsaw 項(xiàng)目的目標(biāo)是改進(jìn) Java SE 平臺(tái)聪黎，使其可以適應(yīng)不同大小的計(jì)算設(shè)備罕容；改進(jìn)其安全性，可維護(hù)性挺举，提高性能杀赢；簡化各種類庫和大型應(yīng)用的開發(fā)和維護(hù)。

這個(gè)項(xiàng)目的工作量和難度大大超出了初始規(guī)劃湘纵。JSR 376 Java 平臺(tái)模塊化系統(tǒng)（JPMS, Java Platform Module System）作為 Jigsaw 項(xiàng)目的核心, 其主體部分被分解成 6 個(gè) JEP(JDK Enhancement Proposals)

200: The Modular JDK

201: Modular Source Code

220: Modular Run-Time Images

260: Encapsulate Most Internal APIs

261: Module System

282: jlink: The Java Linker

可以看到這是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程脂崔，Java 的方方面面，包括 JDK 編譯工具梧喷，運(yùn)行時(shí)砌左，Java 公共 API 和私有代碼等等，完全是一個(gè)整體性的改變铺敌。

隨著 Java 平臺(tái)模塊化系統(tǒng)的落地汇歹，開發(fā)人員無需再為不斷膨脹的 Java 平臺(tái)苦惱，例如偿凭，您可以使用 jlink 工具产弹，根據(jù)需要定制運(yùn)行時(shí)環(huán)境。這對(duì)于擁有大量鏡像的容器應(yīng)用場(chǎng)景或復(fù)雜依賴關(guān)系的大型應(yīng)用等弯囊，都具有非常重要的意義痰哨。

從軟件開發(fā)實(shí)踐的角度，Java 語言層面提供對(duì)模塊的支持匾嘱，可以鼓勵(lì)（當(dāng)然在某種程度上也可以看作強(qiáng)制）更加規(guī)范的開發(fā)實(shí)踐斤斧，利用業(yè)界在開發(fā)領(lǐng)域幾十年的經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)總結(jié)出的最佳實(shí)踐霎烙，促進(jìn) Java 生態(tài)的健康發(fā)展撬讽。比如，更加完善的隱藏實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)悬垃，這不僅可以促進(jìn)面向接口游昼、約定的編程，也可以避免可能的安全風(fēng)險(xiǎn)等盗忱。

不過酱床，換個(gè)角度來說，天下沒有免費(fèi)的午餐趟佃，由于 JPMS 是語言平臺(tái)層面的支持扇谣，它并不是完全透明的，也就是說不管用戶是否真的需要或從中收益闲昭，都會(huì)或多或少的受其影響罐寨。

對(duì)此，我們可以從 JPMS 評(píng)審中針對(duì)類似深度反射限制之類的激烈爭吵中序矩，深刻體會(huì)到鸯绿。比如，針對(duì)反射訪問控制簸淀，最終 Java 9 開發(fā)團(tuán)隊(duì)瓶蝴，采取了相對(duì)折中的辦法，在反射領(lǐng)域默認(rèn)保持 Java 8 的默認(rèn)行為租幕。Java 9 在兼容性方面舷手，相比于過往的版本，采取了更大的容忍度劲绪。

不過男窟，Java 9 的相當(dāng)一部分特性仍然是對(duì)用戶透明的。只要升級(jí)到 Java 9贾富，不需要或者很少需要用戶參與動(dòng)作就能獲益歉眷。比如，更加緊湊的字符串實(shí)現(xiàn)颤枪；改進(jìn)的競爭鎖機(jī)制汗捡；改進(jìn)安全應(yīng)用性能 ；利用特定 CPU 指令優(yōu)化 GHASH 和 RSA 等等畏纲，這些都是開箱即用扇住、觸手可得的改進(jìn)。

Java 9 值得關(guān)注的新特性

對(duì)于部分開發(fā)者來說霍骄，探究 Java 內(nèi)部 API 或者平臺(tái)底層能力是一件非程ù眩酷的事情，但這往往并不是非常容易读整，比如部分能力可能并沒有在歷史版本的公共 API 中暴露出來（比如 Unsafe 相關(guān)）簿训，或者需要特定領(lǐng)域的知識(shí)。在 Java 9 中米间，不要錯(cuò)過 JEP 193: Variable Handles 和 JEP 274: Enhanced Method Handles强品，JEP 259: Stack-Walking API，JEP 285: Spin-Wait Hints 等特性屈糊。

另外的榛，Java 9 中還有很多承上啟下的特性，為未來創(chuàng)新打下基礎(chǔ)或者整合逻锐、規(guī)范現(xiàn)有碎片化的功能夫晌，我會(huì)介紹一些有代表性的新特性雕薪。

在 Java 虛擬機(jī)領(lǐng)域，JEP 271: Unified GC Logging 和 JEP 158：Unified JVM Logging晓淀，對(duì)各種 JVM 日志進(jìn)行了統(tǒng)一所袁，大家終于不用為各種碎片化的日志選項(xiàng)苦惱了。

Oracle 一直在努力提高 Java 啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)性能凶掰，希望其能夠在更廣泛的場(chǎng)景達(dá)到或接近本地語言的性能燥爷。但是，直到今天懦窘，談到 Java前翎，很多 C/C++ 開發(fā)者還是會(huì)不屑地評(píng)價(jià)為啟動(dòng)慢，吃內(nèi)存畅涂。

簡單說港华，這主要是因?yàn)?Java 編譯產(chǎn)生的類文件是 Java 虛擬機(jī)可以理解的二進(jìn)制代碼，而不是真正的可執(zhí)行的本地代碼毅戈，需要 Java 虛擬機(jī)進(jìn)行解釋和編譯苹丸，這帶來了額外的開銷。

JIT（Just-in-time）編譯器可以在運(yùn)行時(shí)將熱點(diǎn)編譯成本地代碼苇经，但是實(shí)際應(yīng)用可能非常龐大赘理，大型 Java 應(yīng)用的預(yù)熱往往非常耗時(shí)，而且非熱點(diǎn)代碼可能根本沒有機(jī)會(huì)被 JIT 編譯扇单。

在 JDK 9 中商模， AOT（JEP 295: Ahead-of-Time Compilation）作為實(shí)驗(yàn)特性被引入進(jìn)來，開發(fā)者可以利用新的 jaotc 工具將重點(diǎn)代碼轉(zhuǎn)換成類似類庫一樣的文件蜘澜，這樣會(huì)大大降低啟動(dòng)開銷施流。

另外 JVMCI （JEP 243: Java-Level JVM Compiler Interface）等特性，對(duì)于整個(gè)編程語言的發(fā)展鄙信，可能都具有非常重要的意義瞪醋，雖然未必引起了廣泛關(guān)注。目前 Graal Core API 已經(jīng)被集成進(jìn)入 Java 9装诡，雖然還只是初始一小步银受，但是完全用 Java 語言來實(shí)現(xiàn)的可靠的、高性能的動(dòng)態(tài)編譯器鸦采，似乎不再是遙不可及宾巍，這是 Java 虛擬機(jī)開發(fā)工程師的福音。

與此同時(shí)渔伯，隨著 Truffle 框架和 Substrate VM 的發(fā)展顶霞，已經(jīng)讓個(gè)別信心滿滿的工程師高呼“One VM to Rule Them All!”， 也許就在不遠(yuǎn)的將來 Ploygot 以一種另類的方式成為現(xiàn)實(shí)锣吼。

談?wù)?Java 的未來

前面簡短地談了談 Java 9 中的一些令人激動(dòng)的特性选浑，Java 9 在取得這些進(jìn)步的同時(shí)蓝厌，那么在其的研發(fā)過程中有哪些教訓(xùn)，當(dāng)前和未來遇到了那些挑戰(zhàn)呢鲜侥？

首先褂始，就是如何更加快速诸典、敏捷地進(jìn)行創(chuàng)新描函。在 Java 9 的開發(fā)過程中, 非常突出的一點(diǎn)就是，由于 Jigsaw 項(xiàng)目的延期狐粱，導(dǎo)致 Java 9 的發(fā)布一再推遲舀寓，這帶來了很多負(fù)面影響。大批特性已經(jīng)完成多時(shí)肌蜻，卻無法及時(shí)被實(shí)際應(yīng)用采納互墓，開發(fā)者無法及時(shí)地從中獲益，也很難盡早發(fā)現(xiàn)和反饋可能存在的問題或改進(jìn)蒋搜。這不禁讓人反思 Java 傳統(tǒng)的研發(fā)模式的局限性篡撵。

針對(duì)這些情況，Java 首席架構(gòu)師 Mark Reinhold 已經(jīng)發(fā)出倡議豆挽，建議從傳統(tǒng)的以特性驅(qū)動(dòng)的發(fā)布周期育谬，轉(zhuǎn)變?yōu)橐詴r(shí)間驅(qū)動(dòng)的（6 個(gè)月為周期）發(fā)布模式，并逐步的將 Oracle JDK 原有商業(yè)特性進(jìn)行開源帮哈，Java Flight Recorder 等殺手級(jí)工具和特性膛檀，一定會(huì)大受開發(fā)者的歡迎。針對(duì)企業(yè)客戶的需求娘侍，Oracle 將以三年為周期發(fā)布長期支持版本（long term support）咖刃。

第二，隨著云計(jì)算和 AI 等技術(shù)浪潮憾筏，當(dāng)前的計(jì)算模式和場(chǎng)景正在發(fā)生翻天覆地的變化嚎杨，不僅對(duì) Java 的發(fā)展速度提出了更高要求，也深刻影響著 Java 技術(shù)的發(fā)展方向氧腰。傳統(tǒng)的大型企業(yè)或互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用枫浙，正在被云端，容器化應(yīng)用容贝、模塊化的微服務(wù)甚至是函數(shù)（FaaS自脯， Function-as-a-Service）所替代。

Java 需要在新的計(jì)算場(chǎng)景下斤富，改進(jìn)開發(fā)效率膏潮。這話說的有點(diǎn)籠統(tǒng)，我談一些自己的體會(huì)满力，Java 代碼雖然進(jìn)行了一些類型推斷等改進(jìn)焕参，更易用的集合 API 等轻纪，但仍然給開發(fā)者留下了過于刻板、形式主義的印象叠纷，這是一個(gè)長期的改進(jìn)方向刻帚，例如，JEP 286: Local-Variable Type Inference涩嚣；持續(xù)改進(jìn)并發(fā)計(jì)算框架崇众，Java 的并發(fā)特性非常強(qiáng)大和系統(tǒng)，但某種程度上過于復(fù)雜航厚，在今年的 JVMLS 上顷歌，阿里巴巴 AJDK 組介紹了利用協(xié)程改進(jìn)并發(fā)的實(shí)踐，這是一個(gè)令人眼前一亮的創(chuàng)新幔睬；Java 非常需要更加友好的本地代碼支持眯漩，相關(guān)的特性有很多好的想法和嘗試，比如 Panama 項(xiàng)目麻顶；Value Types 和改進(jìn)的泛型赦抖，有興趣可以參考 Valhalla 項(xiàng)目。

最后辅肾，進(jìn)一步改進(jìn)啟動(dòng)和運(yùn)行性能队萤、優(yōu)化計(jì)算資源使用。目前宛瞄，相當(dāng)一部分的 Java 類庫和虛擬機(jī)特性都是針對(duì)長時(shí)間浮禾、大數(shù)據(jù)量、高并發(fā)等復(fù)雜任務(wù)進(jìn)行的優(yōu)化份汗，但是在部分云計(jì)算場(chǎng)景中盈电，比如越來越引起大家關(guān)注的 FaaS 應(yīng)用，短時(shí)間杯活、無狀態(tài)的函數(shù)正在成為常見的計(jì)算單元匆帚。那么在這種場(chǎng)景下，Java 必須進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)和創(chuàng)新旁钧，才能保持和強(qiáng)化目前在軟件開發(fā)領(lǐng)域的競爭力吸重。比如，提高 Java 運(yùn)行時(shí)啟動(dòng)速度歪今，尤其是在容器環(huán)境的初始化表現(xiàn)嚎幸；保證 CPU 等計(jì)算資源調(diào)度能力能夠適應(yīng)容器環(huán)境的新情況，最直接的就是 Java 平臺(tái)需要支持基于 cgroup 等技術(shù)的資源管理寄猩；針對(duì)新場(chǎng)景下的 GC 優(yōu)化嫉晶；如何提高數(shù)據(jù)密度和計(jì)算效率等等。

以上很多方面往往不是孤立的，也不是非常簡單就可以完成的替废，很多改進(jìn)都是依賴于相關(guān)語言基礎(chǔ)技術(shù)的進(jìn)步和突破箍铭，Java 的進(jìn)步需要持之以恒的耐心和持續(xù)的努力與投入。

最后椎镣，歡迎大家能夠參與到 OpenJDK 社區(qū)诈火，Java 是大家的，歡迎您向 OpenJDK 提供建議状答、意見或者直接提交自己的改進(jìn)冷守，在社區(qū)中聽見越來越多的來自中國的聲音是非常令人高興的事情，讓我們攜手促進(jìn) Java 的創(chuàng)新和發(fā)展剪况。

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