举个例子即：
sealed interface Shape permits Rectangle, Circle, Triangle, WeirdShape {} record Circle(double radius) implements Shape {} record Rectangle(double width, double height) implements Shape {} sealed interface Triangle extends Shape permits RightTriangle, NormalTriangle {} record RightTriangle(double width, double height) implements Triangle {} record NormalTriangle(double width, double height) implements Triangle {} static non-sealed class WeirdShape implements Shape {} class Star extends WeirdShape {} double area(Shape shape) { if (shape instanceof Circle circle) return circle.radius() * circle.radius() * Math.PI; if (shape instanceof Rectangle rect) return rect.width() * rect.height(); if (shape instanceof RightTriangle rt) return rt.width() * rt.height() / 2; if (shape instanceof NormalTriangle nt) return nt.width() * nt.height() / 2; throw new IllegalArgumentException("Unknown shape"); }
如果结合 Pattern Matching for switch 这个特性，就能实现更加方便的写法，但是目前 Java 17 中，Pattern Matching for switch 还处于 Preview：JEP 406: Pattern Matching for switch (Preview)。我们需要在编译参数和启动参数中加上 --enable-preview，这样就能像下面这样写代码：
double area(Shape shape) { return switch (shape) { case Circle circle -> circle.radius() * circle.radius() * Math.PI; case Rectangle rect -> rect.width() * rect.height(); case RightTriangle rt -> rt.width() * rt.height() / 2; case NormalTriangle nt -> nt.width( ) * nt.height() / 2; default -> throw new IllegalArgumentException("Unknown shape"); }; }
Java 16 – Stream API 更新
Java 16 中针对 Stream API 有两个更新，这里先提一个题外话，如果想看 JDK 不同版本之间有何差异，增加或者删除了哪些 API，可以通过下面这个链接查看：
路径中的两个版本就是要对比的两个版本，其界面如下：
同时，我们也可以通过 JDK 内置 jdeps 工具查找过期以及废弃API以及对应的替换
jdeps --jdk-internals -R --class-path 'libs/*' $project
libs是你的所有依赖的目录，$project是你的项目jar包，示例输出：
... JDK Internal API Suggested Replacement ---------------- --------------------- sun.misc.BASE64Encoder Use java.util.Base64 @since 1.8 sun.reflect.Reflection Use java.lang.StackWalker @since 9
关于这个更新，我写了一篇文章进行解析：Java 16 中新增的 Stream 接口的一些思考，核心内容总结如下：
假设有邮件这个 Record 类，包含 id，以及发送到的邮箱和抄送到的邮箱：
record Mail(int id, Set<String> sendTo, Set<String> cc) {}
我们想找到一批邮件的所有不同的联系人，最后放到一个 List 中，可能会这么写：
Set<String> collect = mails.stream().flatMap(mail -> { Set<String> result = new HashSet<>(); result.addAll(mail.sendTo()); result.addAll(mail.cc()); return result.stream(); }).collect(Collectors.toSet());
但是，这样写显然很不优雅，首先是对于每一个 Mail 都创建了额外的 Set 和对应的 Stream，并且，对于每个 mail 的 sendTo 还有 cc 都遍历了两遍（addAll 一遍，后续 Stream 又一遍）。其实我们的目前只是将 mail 中的 cc 以及 sendTo 取出来，用于参与后续的 Stream。在这种场景下，就非常适合用 mapMulti：
Set<String> collect = mails.stream().<String>mapMulti((mail, consumer) -> { mail.cc().forEach(consumer::accept); mail.sendTo().forEach(consumer::accept); }).collect(Collectors.toSet());
可以看出：
- mapMulti 的入参是一个
BiConsumer，其实就是使用其参数中的 consumer 接收参与 Stream 后续的对象 - mapMulti 的思路就是将参数中的需要参与后续 Stream 的对象传入 consumer 来继续 Stream
- consumer 没有限制对象类型，想要限制必须加上形参
<String>否则最后返回的是Set<Object>而不是Set<String>
对于 Stream 增加了 toList 直接转换成 List，由于不涉及 collect 里面的截断操作，所以比 collect 占用的内存更小，需要的操作更少并且更快。之前转换成 List，需要 collect(Collectors.toList())，生成的 List 是ArrayList，是可变的。但是这次新加的 Api，toList 生成的是UnmodifiableList，是不可变的。所以这两个 API 不能直接互相替换，需要做一些检查确认没有更改才能替换。
Java 16 – HTTP/2 API
Java 16 中还引入了两个关于 HTTP/2 API 的 JDK 补充，参考：
- JDK-8252304: Seed an HttpRequest.Builder from an existing HttpRequest
- JDK-8252382: Add a new factory method to concatenate a sequence of BodyPublisher instances into a single publisher
Java 16 – Unix Domain Sockets
相关 JEP：
Unix domain sockets 以本地文件的形式命名，让我们可以像访问本地文件一样访问本地网络连接。这个用于在同一个机器部署的不同进程之间的通信，下面是一个简单的 BIO 的例子：
//创建 UnixDomainSocketAddress Path socketFile = Path.of("/home/zhanghaxi/process1"); UnixDomainSocketAddress address = UnixDomainSocketAddress.of(socketFile); //服务端监听 ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open(StandardProtocolFamily.UNIX); serverChannel.bind(address); SocketChannel channel = serverChannel.accept(); //客户端连接 SocketChannel channel = SocketChannel.open(StandardProtocolFamily.UNIX); channel.connect(address);
关于 NIO 的例子，请参考：https://docs.oracle.com/en/java/javase/16/core/internet-protocol-and-unix-domain-sockets-nio-example.html
相比于 TCP/IP 本地回环连接访问，由于 Unix Domain Sockets 知道他访问的是本地进程，所以减少了很多检查与校验（例如寻址与路由），同时由于不用做这些检查，包的大小也要小一些。支持 Unix Domain Sockets 的操作系统有 Linux, MacOS 和 Windows 10 以上的版本以及 Windows Server 2019 以上的版本.
Java 16 – Project Panama (Incubating)
Project Panama 是一个让 Java 变得更全面的项目，目前还处于孵化中的状态。他目前主要包括以下三个 API：
- Vector API：让 Java 也能使用新的 CPU 指令例如 SIMD（Single Instruction Multiple Data）相关指令来优化计算速度
- Foreign Linker API：让 Java 可以直接调用系统库，不用通过 JNI 再封装一层。
- Foreign-Memory Access API：让 Java 可以直接操作外部内存，突破现有对外内存 API 的限制，同时也是可以整合统一现有堆外内存操作的 API。
Vector API
相关 JEP：
- JEP 338: Vector API (Incubator)
- JEP 414: Vector API (Second Incubator)：Java 17 中的
- JEP 417: Vector API (Third Incubator)：Java 18 中的
其中最主要的应用就是使用了 CPU 的 SIMD（单指令多数据）处理，它提供了通过程序的多通道数据流，可能有 4 条通道或 8 条通道或任意数量的单个数据元素流经的通道。并且 CPU 一次在所有通道上并行组织操作，这可以极大增加 CPU 吞吐量。通过 Vector API，Java 团队正在努力让 Java 程序员使用 Java 代码直接访问它；过去，他们必须在汇编代码级别对向量数学进行编程，或者使用 C/C++ 与 Intrinsic 一起使用，然后通过 JNI 提供给 Java。
一个主要的优化点就是循环，过去的循环（标量循环），一次在一个元素上执行，那很慢。现在，您可以使用 Vector API 将标量算法转换为速度更快的数据并行算法。一个使用 Vector 的例子：
//测试指标为吞吐量 @BenchmarkMode(Mode.Throughput) //需要预热，排除 jit 即时编译以及 JVM 采集各种指标带来的影响，由于我们单次循环很多次，所以预热一次就行 @Warmup(iterations = 1) //单线程即可 @Fork(1) //测试次数，我们测试10次 @Measurement(iterations = 10) //定义了一个类实例的生命周期，所有测试线程共享一个实例 @State(value = Scope.Benchmark) public class VectorTest { private static final VectorSpecies<Float> SPECIES = FloatVector.SPECIES_256; final int size = 1000; final float[] a = new float[size]; final float[] b = new float[size]; final float[] c = new float[size]; public VectorTest() { for (int i = 0; i < size; i++) { a[i] = ThreadLocalRandom.current().nextFloat(0.0001f, 100.0f); b[i] = ThreadLocalRandom.current().nextFloat(0.0001f, 100.0f); } } @Benchmark public void testScalar(Blackhole blackhole) throws Exception { for (int i = 0; i < a.length; i++) { c[i] = (a[i] * a[i] + b[i] * b[i]) * -1.0f; } } @Benchmark public void testVector(Blackhole blackhole) { int i = 0; //高于数组长度的 SPECIES 一次处理数据长度的倍数 int upperBound = SPECIES.loopBound(a.length); //每次循环处理 SPECIES.length() 这么多的数据 for (; i < upperBound; i += SPECIES.length()) { // FloatVector va, vb, vc; var va = FloatVector.fromArray(SPECIES, a, i); var vb = FloatVector.fromArray(SPECIES, b, i); var vc = va.mul(va) .add(vb.mul(vb)) .neg(); vc.intoArray(c, i); } for (; i < a.length; i++) { c[i] = (a[i] * a[i] + b[i] * b[i]) * -1.0f; } } public static void main(String[] args) throws RunnerException { Options opt = new OptionsBuilder().include(VectorTest.class.getSimpleName()).build(); new Runner(opt).run(); } }
