一、概述

2010-12-06，JCP投票通過了J2SE 7（JSR336）和J2SE 8（JSR337）兩個版本的規范，之前大家比較關注的Lambda表達式和模塊化系統則被推遲到了8中。按照Oracle的進度（"Plan B"），計劃在2011年中推出Oracle JDK7，在2012年晚些時候推出JDK8。截至12月16日，JDK7的所有特性已經完成，也就是說最新的JDK7中已經包括7中所有的特性。

額外提一下此次投票情況，如下。由于Apache與Sun/Oracle關于Java授權的爭端最終導致Apache宣布退出JCP。

二、特性列表

下面列出的是J2SE 7規范的參考實現Oracle JDK7的特性列表：

虛擬機：支持動態類型語言（InvokeDynamic）

語言語法：一些小的改進

核心模塊：a)、類加載架構設計的升級

b)、添加URLClassLoader的關閉方法

c)、并發和集合的一些更新

國際化： a)、Unicode 6.0

b)、Locale enhancement

c)、user locale和 user-interface locale分離

I/O與網絡：a)、新的I/O APIs(NIO.2)

b)、針對zip/jar的NIO.2文件系統提供者

c)、SCTP on Solaris

d)、SDP on Solaris or Linux

e)、使用windows vista IPv6協議棧

f)、支持TLS 1.2

安全：支持橢圓曲線加密算法（ECC）

JDBC：JDBC 4.1和Rowset 1.1????

客戶端：a）、XRender Pipeline

b)、針對jdk 6u10中提供的新功能（半透明和不規則窗體，輕重量級組件的混合使用，改進的AWT警告）創建新的平臺接口

c)、Nimbus L2F

d)、JXLayer 組件

web：更新XML堆棧

三、部分特性詳述

1、動態類型語言支持(Invokedynamic)

在JDK中增加了一個invokeDynamic 字節碼指令和相關的APIs （JSR 292），用于在缺少靜態類型信息的情況下，提高動態語言在Java虛擬機上執行方法調用的性能。

之前，在JVM中存在四種用于方法調用的字節碼指令：

Invokevirtual：調用實例方法，基于類的分派。

invokeinterface：調用接口方法?

invokestatic：調用一個類的靜態方法

invokespecial：調用實例方法。用于特別處理超類方法，私有方法和實例初始化方法的調用。

新的invokedynamic指令在很多方面與invokevirtual類似，但是它更少由字節碼的校驗規則來約束，而是通過動態類型的檢查來保持VM的完整性。

Invokedynamic語法：

invokedynamic <method-specification> <n> ?

對于<method-specification>只需指定方法名稱，對描述符的唯一要求是它應引用非空對象。

由于VM只知道方法名稱，對于返回類型和參數類型則是未知的，而VM需要鏈接并調用真實的方法，所以在JDK7中，提供了一套新的動態類型語言的鏈接機制——方法句柄（Method Handles），VM通過鏈接機制獲取所需真實的方法。鏈接機制的相關類主要在java.dyn中。

詳細內容參見：Da Vinci Machine Project

?

2、語法上改進

a)、自動化的資源管理-ARM

語法規則：

try ( *ResourceDeclarations* ) *Block Catchesopt Finallyopt*?

其中*ResourceDeclarations*必須實現Closeable接口，可以為：

*LocalVariableDeclaration* *LocalVariableDeclaration* ; *ResourceDeclarations

示例如下圖所示，后一個方法為采用ARM的實現。

public void copy(String src, String dest) throws IOException {InputStream in = new FileInputStream(src);try {OutputStream out = new FileOutputStream(dest);try {byte[] buf = new byte[8 * 1024];int n;while ((n = in.read(buf)) >= 0) {out.write(buf, 0, n);}} finally {out.close();}} finally {in.close();}}public void autoResMngCopy(String src, String dest) throws IOException { try (InputStream in = new FileInputStream(src); OutputStream out = new FileOutputStream(dest)) { byte[] buf = new byte[8192]; int n; while ((n = in.read(buf)) >= 0) { out.write(buf, 0, n); } } } ?

一些說明：

• JDK7中所有的Closeable對象都實現了AutoCloseable （public interface Closeable extends AutoCloseable）
• 資源實例必須實現AutoCloseable中的public void close()方法才可以
• JDK7中JDBC 4.1相關接口也會更新為AutoCloseable
• 編譯器會在代碼塊中嵌入變量跟蹤異常狀態，同時通過一種新的機制來記錄隱藏異常
• 可以通過注解處理器來查找適合更新的已有代碼 [鏈接]

b)、泛型示例創建時類型接口的改進—Diamond（<>）

為了使java代碼清晰簡短，用一個空的類型參數<>,替換之前明確列出的類型參數。例如

Map<String, List<String>> mapList = new HashMap<String, List<String>>();?

替換為：

Map<String, List<String>> mapList=new HashMap<>(); ?

使用場景：構造對象，委派給變量，傳遞參數

c)、簡化可變參數的方法調用

減少類型安全性的警告信息，把在調用出現時的警告信息放到了方法的聲明處

變化前

方法聲明：

static <T> List<T> asList(T... elements) { ... } ?

?方法調用：

static List<Callable<String>> stringFactories() {Callable<String> a, b, c;...*// Warning: **"uses unchecked or unsafe operations"*return asList(a, b, c);} ??

變化后：

方法聲明：

*// Warning: **"enables unsafe generic array creation"*static List asList(T... elements) { ... }?

方法調用：

static List> stringFactories() {Callable a, b, c;...return asList(a, b, c);}?

d)、Switch支持字符串

private void caseStr(String s) {switch (s) {case "a":System.out.println("case:" + s);break;case "b":System.out.println("case:" + s);break;case "c":System.out.println("case:" + s);break;default:System.out.println("unknown string:" + s);}}?

e)、異常的多重捕捉和更加精確的重新拋出

void test(boolean b1, boolean b2) throws BException { try { if (b1) { throw new AException(); } else if (b2) { throw new BException(); } else { throw new CException(); } } catch (final AException|CException e){ } }?

f)、改進的整數值符

public void testUnderscore() { int a = 12345, b = 1_2_3_4_5, c = 1_23_4_5; int a1 = 0x12345, b1 = 0x1_2_3_4_5, c1 = 0x1_23_4_5; int a2 = 0b10101, b2 = 0b1_0_1_0_1, c2 = 0b1_01_0_1; assertTrue(a == b); assertTrue(c == b); assertTrue(a1 == b1); assertTrue(c1 == b1); assertTrue(a2 == b2); assertTrue(c2 == b2); } ?

3、Fork/Join框架

隨著多核技術的發展，為了充分利用硬件資源，需要應用程序在更細的粒度上實現并發控制，為此，Java 7中引入了fork/join并發框架。其采用了分而治之（divide-and-conquer）的思想：

對問題進行評估，確定其大小是否更適合使用順序解決方案；通常，可通過將問題大小與某個閾值進行比較完成。如果問題大到需要并行分解，算法會遞歸地將它分成多個子問題，直到每個子問題都足夠小，以至于可以高效地串行化解決它們;然后把這些問題放入隊列中等待處理（fork步驟），接下來等待所有子問題的結果（join步驟），把多個結果合并到一起。用于選擇順序和并行執行方法的理想閾值是協調并行任務的成本。

偽代碼描述如下：

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 } }?

Fork/Join主要類的結構圖如下，其中ForkJoinTask的幾個子類分別為：

RecursiveAction：無返回結果，不需要進行合并

RecursiveTask:帶有返回值

AsyncAction/LinkedAsyncAction: 使用?finish()?方法顯式中止

CyclicAction:可使用 TaskBarrier 為每個任務設置不同中止條件

一些說明：

• Fork/Join框架使用與可用核數相匹配的適當大小的線程池，以減少頻繁交換的開銷。
• 為避免線程空閑，框架中采用了一種叫工作竊取（work stealing）的技術，可以使空閑線程從一個執行較慢的線程中竊取等待其處理的工作，其主要是通過雙端隊列（Deque）來實現。
• Fork/Join框架是針對大的，多核系統采取的并發框架，如果少于4個核心的話，效率并不會有太多的提升。
• 一些額外的新特性，如ThreadLocal偽隨機數產生器—ThreadLocalRandom；靈活可復用的同步barrier—Phaser等。

4、新的I/O APIs(NIO.2):

已有I/O接口的問題：

• 需要一個文件系統的接口而不是File類
• 文件名稱的處理方式不是跨平臺的
• 不支持有效的文件屬性訪問
• 不支持文件系統的高級特性，如符號鏈接
• 許多方法只返回true/false或者error而不是有效的異常信息
• 非阻塞I/O機制應用到Socket中,但沒有用到文件系統操作中；另外，下一代網絡控制器和操作系統會對異步I/O提供更好的支持

NIO.2中的主要功能：

• 支持大量訪問文件屬性，避免暴露專有API的文件系統接口以及一個實現可拔插的文件系統服務提供者接口
• 在Socket和文件的操作上，支持異步的非阻塞的I/O操作。
• 完成Socket-channel功能（JSR-51），包括附件的對綁定，配置，多播的支持。

基本對象：

FileSystem：文件系統訪問接口，是訪問文件的對象(Path,WatchService)生成工廠

FileRef：文件（文件或目錄）引用

Path：提供獨立路徑

FileStore：文件存儲對象，可能是存儲池，設備，分區等

FileSystemProvider:文件系統的服務提供者，是FileSystem,FileRef和FileChanel的創建工廠。

WatchService:監聽Watchable對象(Path)的變化和相關事件。

FileVisitor:文件訪問者，實現類通過調用Files. walkFileTree來對文件樹遍歷

PathMatcher:判斷給定路徑是否符合matcher的模式

UserPrincipalLookupService:提供通過名稱來查找用戶和組的主體（UserPrincipal），用來判斷對文件的訪問權限。

主要關系結構圖如下：

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

新舊APIs的對應關系：

java.io.File	java.nio.file
java.io.File?	java.nio.file.Path?
java.io.RandomAccessFile?	SeekableByteChannel?
File.canRead,?canWrite,?canExecute?	Path.checkAccess?.?on Unix,?Attributes? is used to check the permissions.?
The?File?methods:?isDirectory,isFile,?setExecutable,?setReadable,setReadOnly,?lastModified,setLastModified,?length,?setWritable?	replaced by java.nio.file.attributes?package, which reads the attributes in a more efficient bulk operation.
new File(parent, "newfile")?	parent.resolve("newfile")?
File.renameTo?	Path.moveTo?
File.delete?	Path.delete?or?Path.delete(boolean)?
File.createNewFile?	Path.createFile?
File.deleteOnExit?	Specified in the?createFile?method.
File.createTempFile?	Using the?DELETE_ON_CLOSE?option with the createFile?method. An easy way:? Path tmpFile = File.createTempFile("blah",null).toPath();
File.exists?	Path.exists?and?Path.notExists?
File.compareTo?and?equals?	Path.compareTo?and?equals
File.getAbsolutePath?andgetAbsoluteFile?	Path.toAbsolutePath?
File.getCanonicalPath?andgetCanonicalFile?	Path.toRealPath?or?normalize?
File.toURI?	Path.toURI?
File.isHidden?	Path.isHidden?
File.list?and?listFiles?	Path.newDirectoryStream?
File.mkdir?and?mkdirs	Path.createDirectory?
File.listRoots?	FileSystem.getRootDirectories?
File.getTotalSpace,?File.getFreeSpace,File.getUsableSpace?	Attributes.readFileStoreSpaceAttributes?

異步I/O:

異步IO實現的目的主要基于兩點：統一Socket和文件系統的異步IO APIs;充分利用操作系統提供的IO機制。

基礎類：

• AsynchronousChannel – 標識一個支持異步I/O的通道。
• AsynchronousByteChannel – 標識一個支持讀寫字節的異步通道，這個接口擴展了AsynchronousChannel。
• AsynchronousDatagramChannel – 標識一個面向數據報套接字異步通道，這個類實現了AsynchronousByteChannel。
• AsynchronousFileChannel – 標識一個可讀，寫和操作文件的異步通道，這個類實現了AsynchronousChannel。
• AsynchronousServerSocketChannel – 標識一個面向流監聽套接字的異步通道，這個類實現了AsynchronousChannel。
• AsynchronousSocketChannel – 標識一個面向流連接套接字的異步通道，這個類實現了AsynchronousByteChannel。
• AsynchronousChannelGroup – 標識一個用于資源共享的異步通道組。

兩種異步操作方式：

Future方式：初始化IO操作，返回java.util.concurrent.Future；在Future接口中定義檢測任務是否完成的方法。示例如下：

AsynchronousSocketChannel ch = AsynchronousSocketChannel.open();// initiate connection// wait for connection to be established or failure //Future result = ch.connect(remote);result.get();ByteBuffer buf = ...// initiate readFuture result = ch.read(buf);// do something// wait for read to completetry {int bytesRead = result.get();} catch (ExecutionExecption x) {// failed}?

CallBack方式：調用IO操作時指定CompletionHandler，其在IO操作完成或者失敗時調用。

示例如下：

ByteBuffer buf = ...// CompletionHandler invoked when read completesch.read(buffer, ..., new CompletionHandler() {public void completed(IoFuture result) {try {int bytesRead = result.getNow();} catch (IOException x) {// error handling}}}??

關于異步IO中線程調度及其管理，網上有很多詳細的討論，在此不表。

四、參考資料

1、JaveSE 7 JSR：http://jcp.org/en/jsr/detail?id=336

2、OpenJDK-JDK7:http://openjdk.java.net/projects/jdk7/

3、Mark Reinhold`s Blog：http://blogs.sun.com/mr/

4、Da Vinci Machine Project：http://openjdk.java.net/projects/mlvm/

5、Project Coin: http://openjdk.java.net/projects/coin/

6、Doug Lea：http://gee.cs.oswego.edu/dl/

7、Doug Lea：《A Java Fork/Join Framework》

8、IBM DW: http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-forkjoin/index.html

9、NIO2 Project: http://openjdk.java.net/projects/nio/

10、Tutorials: http://download.oracle.com/javase/tutorial/essential/io/fileio.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的JavaSE 7 新特性介绍的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。