Javaの新機能を軽く / Breaf introduction of Java 14

Java14新機能を軽く 2020/5/23 Java生誕25周年記念イベント LINE Fukuoka きしだなおき

自己紹介 • きしだなおき • LINE Fukuoka • @kis •
https://nowokay.hatenablog.com/

タイトル画像について • ストックホルム宮殿 • カール14世ヨハン元国王の像 • 2020/2/2 JFokusで撮影 wikimediaより

chiroitoによる再現

Java 14がリリースされてますね • 3/17にリリース • 16 JEPs • 主な新機能はJEPとしてまとめられている
• non LTS • パッチはJava15が出るまで • 現在は14.0.1がリリース • 7月の14.0.2まで • 次のLTSは17(2021年9月)

Java 14の機能 • 言語 • Records(preview) • Pattern Matching(preview) •
Text Blocks(preview 2) • Switch Expression(standard) • GC • ZGC: supports Windows/Mac • G1:NUMA aware memory alloc • CMS: Removed • ParallelGC: Deprecate useless option (Parallel Young gen+Serial Old) • ライブラリ • Helpful NullPointerException • JFR event streaming • Foreign Memory Access(Incubator) • Non-volatile mapped byte buffer • ツール • Packaging Tool(Incubator) • Remove Pack200 • JDK • Deprecate Solaris/SPARC

ところで試用機能について • 試用機能 • JDKリリースに含まれることで手軽に試せて、多くのフィードバックができる • Preview • 言語機能 •
`--enable-preview` がjava / javac コマンドに必要 • 3段階で標準化 • preview: Records, Pattern Matching for instanceof • preview 2(小変更が入る): Text Blocks • standard(変更は入らない): Switch Expression • Incubator • ライブラリ • incubatorモジュールのインポートが必要 • Experimental • JVM機能(GC, JIT) • -XX:+UnlockExperimentalVMOptions • 正式化するときは‘Production’(standardではない)

言語機能 • Text Blocks(Preview2) • Switch expression(Standard) • Records(Preview) •
Pattern matching for instanceof(Preview)

Text Blocks(Preview 2) • 複数行のテキスト • ダブルクオート３つで囲む • Raw Stringsとして12で導入されかけたけどバッククオートが
もったいないとして取り下げ • Text BlocksとしてJava 13でPreviewとして入った。15で Standardになる予定(JEP 378) """ <head> <title>Java 14</title> </head> """

ルール """ <head> <title>Java 14</title> </head> """ ダブルクオート3つは内容の文字列とは独立した行に右端のスペースは無視される

var s = """ <head> <title>Java 14</title> </head> """; var
s = """ <head> <title>Java 14</title> </head> """; var s = """ <head> <title>Java 14</title> </head> """; インデント • 一番ひだりにあわせられる `<head>`の位置が基準閉じ側の`"""`の位置が基準 `<head>`の位置が基準

エスケープ • 14でのPreview2で入った • 改行のエスケープ(¥) • スペース文字(¥s) • 行末のスペースは無視される •
行末にスペースが欲しいときは ‘¥s’を入れる var s = """ Lorem ipsum dolor ¥ sit amet consectetur ¥s """; var s = "Lorem ipsum dolor sit amet consectetur ";

Switch expression(Standard) • Switchがステートメントとしてだけではなく式として使える • 最初にJava 12でPreviewとして導入された • Java 13で少し変更が入りPreview
2になりそのまま標準化 int numLetters = switch (day) { case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> 6; case TUESDAY -> 7; case THURSDAY, SATURDAY -> 8; case WEDNESDAY -> 9; }

複数のcaseラベル • case句に複数のラベルを指定できるようになった switch (day) { case MONDAY: case FRIDAY:
case SUNDAY: numLetters = 6; break; case TUESDAY: numLetters = 7; break; case THURSDAY: case SATURDAY: numLetters = 8; break; case WEDNESDAY: numLetters = 9; break; }; switch (day) { case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY: numLetters = 6; break; case TUESDAY: numLetters = 7; break; case THURSDAY, SATURDAY: numLetters = 8; break; case WEDNESDAY: numLetters = 9; break; };

アロー形式 • ラムダ式のようなアロー(->)が使える • わずらわしい`break`が不要 switch (day) { case MONDAY,
FRIDAY, SUNDAY: numLetters = 6; break; case TUESDAY: numLetters = 7; break; case THURSDAY, SATURDAY: numLetters = 8; break; case WEDNESDAY: numLetters = 9; break; }; switch (day) { case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> numLetters = 6; case TUESDAY -> numLetters = 7; case THURSDAY, SATURDAY -> numLetters = 8; case WEDNESDAY -> numLetters = 9; };

式 switch (day) { case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> numLetters
= 6; case TUESDAY -> numLetters = 7; case THURSDAY, SATURDAY -> numLetters = 8; case WEDNESDAY -> numLetters = 9; }; numLetters = switch (day) { case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> 6; case TUESDAY -> 7; case THURSDAY, SATURDAY -> 8; case WEDNESDAY -> 9; };

yield • switch式において、アロー形式でブロックを使うときや既存の形式では`yield`で値を返す • Java12でのpreview1ではbreakだったけど、ラベル付きbreak とまぎらわしいのもあって変更された case TUESDAY ->
{ yield 7; }

Records(Preview) • データをやりとりするための型 • イミュータブル(値が変更できない) • 名前付きタプル • Case class(Scala)
やData class(Kotlin), @Value(Lombok)

定義 public record Rec(String name, int count) {} public class
Rec extends Record { private final String name; private final int count; Rec(String name, int count) { this.name = name; this.count = count; } String name() { return name; } String count() { return count; } // toString, equals, hashCode }

Objectメソッドのバイトコード • Invoke Dynamicが使われている • 実行時に処理コードが生成される • コンパイル時ではない • もし将来のバージョンでより最適な実装に変わったとしても、
古いバージョンでコンパイルされたコードも新しい実装で動く public final boolean equals(java.lang.Object); Code: 0: aload_0 1: aload_1 2: invokedynamic #27, 0 // InvokeDynamic #0:equals:(LRec;Ljava/lang/Object;)Z 7: ireturn

次のバージョンでは • Sealed Classes(Java15でJEP360としてPreview) • 継承するクラスを限定できる(インタフェースでもよい) • Switch式でdefaultが不要になる public sealed
class Shape permits Circle, Rectangle, Square {...} Shape rotate(Shape shape, double angle) { return switch (shape) { case Circle c -> c; // no action needed case Rectangle r -> r.rotate(angle); case Square s -> s.rotate(angle); } }

Pattern Matching for instanceof(Preview) • Kotlinのスマートキャストのような機能 Object o = "test";
if (o instanceof String s) { System.out.println(s.length()); } Object o = "test"; if (o instanceof String) { String s = (String) o; System.out.println(s.length()); }

Byte code public static void main(java.lang.String...); Code: 0: ldc #7
// String test 2: astore_1 3: aload_1 4: astore_3 5: aload_3 6: instanceof #9 // class java/lang/String 9: ifeq 35 12: aload_3 13: checkcast #9 // class java/lang/String 16: dup 17: astore_2 18: aload_3 19: checkcast #9 // class java/lang/String 22: if_acmpne 35 25: getstatic #11 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 28: aload_2 29: invokevirtual #17 // Method java/lang/String.length:()I 32: invokevirtual #21 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V 35: return Object o = "test"; if (o instanceof String s) { System.out.println(s.length()); }

Byte code public static void main(java.lang.String...); Code: 0: ldc #7
// String test 2: astore_1 3: aload_1 4: astore_3 5: aload_3 6: instanceof #9 // class java/lang/String 9: ifeq 35 12: aload_3 13: checkcast #9 // class java/lang/String 16: dup 17: astore_2 18: aload_3 19: checkcast #9 // class java/lang/String 22: if_acmpne 35 25: getstatic #11 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 28: aload_2 29: invokevirtual #17 // Method java/lang/String.length:()I 32: invokevirtual #21 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V 35: return Object o = "test"; if (o instanceof String s) { System.out.println(s.length()); } 無駄では？

Byte code - cast public static void main(java.lang.String...); Code: 0:
ldc #7 // String test 2: astore_1 3: aload_1 4: instanceof #9 // class java/lang/String 7: ifeq 25 10: aload_1 11: checkcast #9 // class java/lang/String 14: astore_2 15: getstatic #11 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 18: aload_2 19: invokevirtual #17 // Method java/lang/String.length:()I 22: invokevirtual #21 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V 25: return Object o = "test"; if (o instanceof String) { String s = (String) o; System.out.println(s.length()); }

Byte code(Java 15 ea 22) public static void main(java.lang.String...); Code:
0: ldc #7 // String test 2: astore_1 3: aload_1 4: astore_3 5: aload_3 6: instanceof #9 // class java/lang/String 9: ifeq 27 12: aload_3 13: checkcast #9 // class java/lang/String 16: astore_2 17: getstatic #11 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 20: aload_2 21: invokevirtual #17 // Method java/lang/String.length:()I 24: invokevirtual #21 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V 27: return ここでは無駄だけどもっと複雑な式の場合には必要。きっとJITで省かれる Object o = "test"; if (o instanceof String s) { System.out.println(s.length()); }

これからのバージョンでは • Pattern with switch • switchでパターンマッチを使う • Deconstruction •
レコードの分解 switch (obj) { case String s -> parseInt(s); case Integer i -> i; default -> 0; } switch (obj) { case Add(int l, int r) -> l + r; // record Add(int l, int r) case Sub(int l, int r) -> l - r; // record Sub(int l, int r) case Num(int i) -> i; // record Num(int i) default -> throw new UnsupportedOparation(); }

ライブラリ • Helpful NullPointerException • JFR event streaming • Foreign
Memory Access(Incubator)

Helpful NullPointerException • JavaプログラマはNPEが大好きだけどメッセージが不親切 • Java 14ではNPEのメッセージが親切になる String s =
null; println(s.length()); Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException at Sample.main(mysample.java:4) String s = null; println(s.length()); Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException: Cannot invoke "String.length()" because "Sample.s" is null at Sample.main(mysample.java:4)

これでもっとNPEが大好きに！

Helpful NullPointerException • `-XX:+ShowCodeDetailsInExceptionMessages`が必要 • 将来のバージョンではデフォルトに • JShellの場合 • `-R-XX:+ShowCodeDetailsInExceptionMessages`をつける

JFRとは? • JFR(JDK Flight Recorder) はOpenJDK 11でオープンソースとして導入 • それまではOracle
JDKの商用機能だった • 名前もJava Flight Recorder • 飛行機のフライトレコーダのようにJVMの実行時の状況を確認する • データはファイルにダンプされる • 同じくオープンソース化されたJMCでデータを見る • (JDK Mission Control)

JFR Event Streaming • イベントとして処理できるようになったので監視に使いやすくなった

Foreign Memory Access API • Javaヒープ外のメモリを扱う • 大きいメモリ • GCの影響を排除する
• これまでのオフヒープメモリの利用方法 • Unsafe • 安全ではない • 解放済みメモリにアクセスするとJVMがクラッシュする • nioのDirect ByteBuffer • intでインデックスアクセスするので2GBまで • メモリの解放はGC依存 • JNI • めんどい • Cヘッダーが必要 • 遅い

@PreviewFeature • Java 13まで • preview機能用のAPIは単に@Deprecated • ‘—enable-feature’なしで使えていた • Java
14から • @PreviewFeatureアノテーションが導入された • preview機能関連のAPIを使うには‘—enable-feature’が必要 • String#formatted

ツール • Packaging Tool(Incubator)

Packaging Tool • Javaランタイムを含んだアプリケーションパッケージ • ネイティブのパッケージングフォーマット • Windows • exe,
msi • macOS • pkg, dmg • Linux • deb, rpm

手順 • コンパイル • javac App.class • JARの作成 • jar
cf target/app.jar App.class • パッケージの作成 • jpackage --name myapp --input target --main-jar app.jar --main- class App

結果 • 45MBのインストーラ • 124MBのアプリサイズ • アンインストーラも作成される • メニューの登録 •
--win-menu

もっとコンパクトにしたい場合 • カスタムランタイム • 最低限のモジュールを含んだJavaランタイム • カスタムランタイムの作成 • jlink --add-modules
`jdeps --print-module-deps App.class` --output myrt • カスタムランタイムを使ったパッケージの作成 • jpackage --name myapp_min --input target --main-jar app.jar -- main-class App --runtime-image myrt • 結果 • 28MBのインストーラ、78MBのアプリ

もっと詳しく • 「Java 14」でぐぐる

Javaの新機能を軽く / Breaf introduction of Java 14

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