JDK7 新特性系列之一 總覽
JDK 全稱 Java Development Kit，是一套供 Java 開發人員使用的軟件開發工具， 其中包括了 JRE(Java Runtime Environment)，以及 Java、Jar、Javac、 Javap、Javah、Javaws 等工具。自從 Sun 公司 於 2006 年 12 月 11 日發布 JDK6 到 Oracle 公司於 2011 年 7 月 28 日發布 JDK7，歷時長達 5 年之久，期間經歷了 不少大大小小的事件。所以首先，讓我們來回顧一下 JDK7 發展歷史上的風風雨雨。
2009 年 1 月，Sun 開始開發 JDK7 Milestone 1。
2009 年 11 月，Sun 在 Devoxx 2009 大會上宣布將閉包特性加入 JDK7，並將 JDK7 的發布日 期推遲到 2010 年底。
2010 年 4 月，Oracle 收購 Sun。
2010 年 9 月，Mark Reinhold 在 JavaOne 大會 上宣布 JDK7 將砍去 Lambda、Jigsaw 和部分 Coin 新特性並於 2011 年中發布，其余部分的新特性將於 2012 年底同 JDK8 一同發布。
2010 年 10 月，IBM 宣布加入 OpenJDK，將與 Oracle 合作共同開發 JDK。此後，Apple 和 SAP 也陸續加入 OpenJDK 社區。
2011 年 7 月 28 日，Oracle 正式發布 JDK7，並指定 OpenJDK7 為參考實現。
2011 年 9 月 19 日，IBM 正式發布 IBM JDK7。
在經歷了推遲發布，Sun 被收購，新特性刪減，再推遲發 布等一系列事件之後，JDK7 終於還是來到了大家的面前，那麼 JDK7 到底有哪些重要的新特性呢？本系列文章將為讀者逐 一展現。
JSR292：支持動態類型語言（InvokeDynamic）
圖 1. 項目圖標－－達芬奇設計的直升機
近年來越來越多 的基於 JVM 的動態語言的出現，對於 JVM 提出了新的需求和挑戰。其實在 JDK6 中就已經支持 JSR223：Java 平台上的腳 本語言，通過一個腳本語言引擎在 JVM 上執行 JavaScript 等腳本語言。但由於 JVM 本身的設計原來是針對 Java 這種靜 態類型語言的，所以腳本語言無論是解釋執行，或者是編譯時用虛擬類型，還是運用反射機制，都會對執行效率產生很大程 度的影響。
JSR292 的實現增加了一個 InvokeDynamic 的字節碼指令來支持動態類型語言，使得在把源代碼編譯成 字節碼時並不需要確定方法的簽名，即方法參數的類型和返回類型。當運行時執行 InvokeDynamic 指令時，JVM 會通過新 的動態鏈接機制 Method Handles，尋找到真實的方法。
有了 InvokeDynamic，動態類型語言在 JVM 上的執行速度 得到了大大提升，具體的實現細節和實例將在今後的系列文章中有詳細介紹。
G1 垃圾回收器（Garbage-First Collector）
G1 垃圾回收器是一個服務器端的垃圾回收器，針對大內存多核 CPU 的環境，目的在於減少 Full GC 帶來的暫停次數，增加吞吐量。從長遠來看，G1 會代替 Concurrent Mark-Sweep Collector（CMS）。實現上，G1 在堆上 分配一系列相同大小的連續區域，然後在回收時先掃描所有的區域，按照每塊區域內存活對象的大小進行排序，優先處理存 活對象小的區域，即垃圾對象最多的區域，這也是 Garbage First 這個名稱的由來。G1 把要收集的區域內的存活對象合並 並且復制到其他區域，從而避免了 CMS 遇到的內存碎片問題。此外，G1 采用了一個可預測暫停時間模型來達到軟實時的要 求。
JSR334：小的語言改進（Project Coin）
Coin 項目提供了一系列語言上的改進，為 Java 開發者提供 了更多的便利。其中包括了支持 String 的 switch 語句，在 try 之後自動關閉資源（try-with-resources），更簡潔的 泛型，數字可以用下劃線分割和多重 catch 的改進等等。
核心類庫改進
ClassLoader 新增 API
為了 防止自定義多線程 ClassLoad 產生的死鎖問題，java.lang.ClassLoader 類增加了以下 API。
protected Object getClassLoadingLock(String className)
protected static boolean registerAsParallelCapable()
詳 細信息請參考 JDK7 的 官方文檔。
URLClassLoader 新增 API
URLClassLoader 新增 close 方法可以關閉該 類加載器打開的資源。
Concurrent 包的改進
java.util.concurrent 包引入了一個輕量級的 fork/join 的 框架來支持多核多線程的並發計算。此外，實現了 Phaser 類，它類似於 CyclicBarrier 和 CountDownLatch 但更靈活。 最後，ThreadLocalRandom 類提供了線程安全的偽隨機數生成器。
國際化（i18n）
支持 Unicode 6.0。改進 java.util.Locale 以支持 IETF BCP 47 和 UTR 35，並且在 get/set locale 的時候分成了用於顯示的 locale 和用於格 式化的 locale。
I/O 與網絡
Java 平台的更多新 NIO 2 的 API（JSR 203）
NIO2 主要包括了 3 個 方面的改進：
新的文件系統 API 支持大量文件屬性的訪問、文件系統監控服務、平台相關的 API，如 DosFileAttributes 和 PosixFileAttributes 等，以及一個可插拔文件系統的 SPI。
Socket 和文件的異步 IO。
Socket channel 的功能完善，支持 binding、多播等。
支持 zip/jar 的 FileSystemProvider 實現
NIO2 提供了新的 service provider java.nio.file.spi.FileSystemProvider 來實現一個文件系統，並在 demo 中提供了一個 zip/jar 的文件系統示例。
SCTP(Stream Control Transmission Protocol)
實現了 SCTP 協議，即流控制傳輸協議，由 RFC 2960 規范 。它是一種類似於 TCP 的可靠傳輸協議。SCTP 在兩個端點之間提供穩定、有序的數據傳遞服務（非常類似於 TCP），並且 可以保護數據消息邊界（例如 UDP）。然而，與 TCP 和 UDP 不同，SCTP 是通過多宿主（Multi-homing）和多流（Multi- streaming）功能提供這些收益的，這兩種功能均可提高可用性 。
SDP(Socket Direct Protocol)
SDP，套接 字定向協議，提供了高吞吐量低延遲的高性能網絡連接。它的設計目標是為了使得應用程序能夠透明地利用 RDMA(Remote Direct Memory Access) 通信機制來加速傳統的 TCP/IP 網絡通信。最初 SDP 由 Infiniband 行業協會的軟件工作組所指 定，主要針對 Infiniband 架構，後來 SDP 發展成為利用 RDMA 特性進行傳輸的重要協議。JDK7 這次實現 Solaris 和 Linux 平台上的 SDP。
使用 Windows Vista 上的 IPv6 棧
更新了網絡方面的代碼，在 Windows Vista 上， 當 IPv6 棧可用時，優先使用 IPv6 棧。
圖形界面客戶端
Swing 的 Nimbus 外觀感覺
Nimbus 是 Swing 上新一代的跨平台外觀感覺 (Look & Feel)。其實 Nimbus 在 Java 6 中已經存在，但直到 Java 7 才被移到了 標准 Swing 的名字空間（javax.swing）。原來 Java 中的默認的跨平台外觀感覺是“金屬”（Metal）或者被稱為 Java 外觀感覺。Nimbus 起初作為一個開源的項目，它使用 Java2D 矢量繪圖而不是點陣圖片來渲染圖形界面控件，因而使得圖 形界面控件可以精確地被任意縮放。這個特性特別符合現代富客戶端圖形控件的發展趨勢。以下圖片是 JDK 自帶的 SwingSet2 演示使用 Nimbus 外觀感覺的效果。
圖 2. SwingSet2 使用 Nimbus 的效果
更多詳細教程，可以參考 Numbus 官方教程。
JLayer
通常情況下，自定義圖形控件的繪制需要覆寫控件的繪圖方法，但是很多情況下這不是一個好辦法。於是，JLayer 類應 運而生，它可以被裝飾在已有的 Swing 組件上。這樣界面組件不需要被修改就可以完成自定義渲染和事件響應。一個例子 是給一個窗口的所有控件裝飾自定義的背景，比如模糊界面所有像素。如果你對此感興趣，可以參考 JLayer 官方教程。
混合重量級和輕量級組件
在 Java 圖形控件中有兩類，重量級（heavyweight）和輕量級（lightweight）控件。輕量級控件沒有對應的操作系統 本地控件，比如大多數 Swing 控件：JLabel 和 JButton。重量級控件則相反，對應於本地控件，比如 AWT 的 Button 和 Label。歷史上，在一個窗體裡混合使用重量級和輕量級控件存在問題，特別是它們互相重疊的時候。現在，Java 7 中混合 使用變得比較方便。
不規則和透明窗體
Java 7 中正式將創建不規則和透明窗體的 API 引入了公開的 AWT 包。當然，這些很炫的功能需要系統底層圖形界面的 支持。以下列出了相關 API
GraphicsDevice.isWindowTranslucencySupported(WindowTranslucency)
GraphicsConfiguration.isTranslucencyCapable()
Window.setOpacity(float)
Window.setShape(Shape)
Window.setBackground(Color)
詳細內容可以查看教程“How to Create Translucent and Shaped Windows”，了解如何使用透明不規則窗體的 API。
其他模塊
XML
將最新的 XML 組件更新到相關開源實現的穩定版本：JAXP 1.4、JAXB 2.2a、JAX-WS 2.2。
Java 2D
對於現代 X11 桌面系統，提供了基於 XRender 的渲染管線。
加入了 OpenType/CFF 字體的支持。
對 Linux 字體更好的支持，使用 libfontconfig 來選擇字體。
安全 / 加密
橢圓曲線加密算法 (ECC)，提供了一個可移植的標准橢圓曲線加密算法實現，所有的 Java 應用都可以使用橢圓曲線加 密算法。
JSSE(SSL/TLS)
在證書鏈認證中設置關閉弱加密算法，比如 MD2 算法已經被證實不太安全。
增加對 TLS(Transport Layer Security) 1.1 和 1.2 的支持，它們對應的規范分別是 RFC 4346 和 RFC 5246。
SNI(Server Name Indication) 支持，其規范定義在 RFC 4366。
TLS 密鑰重新協商機制，RFC 5746。
數據庫連接 （JDBC）
支持了規范 JDBC 4.1 和 Rowset 1.1。
IBM JDK 7 新特性
除了以上提到的 JDK 7 新增規范外，IBM JDK 7 還有其獨一無二的新特性。IBM JDK 7 支持更多的 IBM 平台，例如 AIX、z/OS、IBM i 平台，並且在這些 IBM 的軟硬件平台上利用了特有硬件指令進行了性能優化，使得 IBM JDK7 搭配 IBM 平台的性能比其它同級別組合要快出不少。此外，在其他同等平台環境下，IBM J9 JVM 也有著出色的性能，並且針對一些 特定的情況也做了不少特殊的優化，使得在這些情況下取得比其他 JDK 7 更好的性能。
和 OracleJDK 開始引入 G1 垃圾收集器來減少 Full GC 暫停次數一樣，IBM JDK7 默認使用分代並發式垃圾收集器（參數是 -Xgcpolicy:gencon）。 IBM JDK 7 中還引入了評估版的實時增量垃圾收集策略（參數是 -Xgcpolicy:metronome）來更好地配合 WebSphere RealTime。
總結
本篇總覽簡單介紹了 JDK7 的主要新特性。盡管遺憾的是像 Lambda、Jigsaw 和 Coin 中對集合的改進等被迫被推遲到 JDK8，但是可以欣喜得發現，恰如 Java 最初的設計白皮書所說，Java 正在成為一個越來越全面和健壯安全的平台，而其 語言又不失簡潔明了。在接下來的系列文章中，我們將著重詳細介紹 InvokeDynamic、G1、NIO2、Coin 等比較重要的特性 ，敬請期待。
