前言
Java 10 于 2018 年 3 月发布，是 Java 平台按照新的六个月发布周期发布的第一个版本。虽然相比 Java 8 和 Java 9 的大型更新，Java 10 的变化较小，但仍然引入了一些重要的特性，特别是本地变量类型推断（var） 。
1. 局部变量类型推断
1.1 概述
Java 10 最引人注目的特性是引入了 var 关键字，允许编译器根据变量初始化表达式自动推断局部变量的类型。这个特性使 Java 代码更加简洁，减少了冗余的类型声明。
值得注意的是，虽然 var 看起来像动态类型，但 Java 依然是强类型语言。var 只是在编译时由编译器负责类型推断，一旦推断完成，变量的类型就固定了，在运行时不会改变。
1.2 基本用法
// 传统方式
String greeting = "Hello, Java 10";
// 使用 var (Java 10)
var greeting = "Hello, Java 10"; // 编译器推断为 String 类型
1.3 适用范围
var 关键字只能用于以下场景：
- 局部变量声明（有初始化器）
- for 循环和增强 for 循环中的索引变量
- try-with-resources 语句中的资源变量
1.4 不适用范围
var 关键字不能用于：
- 方法参数
- 构造函数参数
- 方法返回类型
- 字段
- 捕获表达式（catch）
- 没有初始化器的变量声明
1.5 实际使用示例
1.5.1 基本数据类型
var count = 10; // 推断为 int
var price = 19.99; // 推断为 double
var isValid = true; // 推断为 boolean
var ch = 'A'; // 推断为 char
1.5.2 集合和泛型
// 简化集合声明
var names = new ArrayList<String>();
var employees = Map.of(
1, "张三",
2, "李四",
3, "王五"
);
// 遍历变得更简洁
for (var entry : employees.entrySet()) {
System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
}
1.5.3 减少冗长的类型声明
// 传统方式 - 类型声明重复且冗长
HashMap<Integer, List<String>> dataMap = new HashMap<Integer, List<String>>();
// 使用 var - 更加简洁
var dataMap = new HashMap<Integer, List<String>>();
1.5.4 链式操作和临时变量
// 处理 JSON 数据
var jsonObj = new JSONObject(jsonString);
var userObj = jsonObj.getJSONObject("user");
var userName = userObj.getString("name");
// 文件操作
try (var inputStream = new FileInputStream("data.txt");
var reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream))) {
var line = reader.readLine();
// 处理文件内容
}
1.6 最佳实践与注意事项
1.6.1 何时使用 var
- 当变量类型明显或不重要时
- 当表达式右侧已经明确表示类型时
- 当需要减少冗余代码时
var future = executor.submit(this::processData); // 类型 Future<?> 不重要
var stream = list.stream().filter(Objects::nonNull); // 类型明显
1.6.2 何时避免使用 var
- 当需要明确类型作为文档时
- 当使用菱形操作符时（避免双重推断）
- 当会降低代码可读性时
// 不推荐 - 难以理解返回类型
var result = getValue();
// 不推荐 - 双重类型推断
var list = new ArrayList<>(); // 元素类型不明确
1.6.3 避免过度使用
过度使用 var 可能会使代码难以阅读和理解：
// 不好的实践 - 滥用 var
var x = getX();
var y = process(x);
var z = y.transform();
// 更好的实践 - 关键处保留类型信息
ResultType result = getX();
var processed = process(result);
OutputType output = processed.transform();
1.6.4 与其他语言的 var 对比
Java 的 var 与其他语言中的类似功能有重要区别：
| 语言 | 关键字 | 类型系统 | 注意事项 |
|---|---|---|---|
| Java | var | 静态类型，编译时推断 | 只用于局部变量 |
| JavaScript | var/let | 动态类型 | 变量类型可以改变 |
| Kotlin | 无关键字 | 静态类型，类型推断更广泛 | 可用于属性、函数返回等 |
| C# | var | 静态类型，编译时推断 | 使用更广泛 |
| Scala | val/var | 静态类型，强大的类型推断 | val 不可变，var 可变 |
1.6.5 性能影响
var 关键字是纯编译时特性，对运行时性能没有任何影响。编译后的字节码与手动指定类型完全相同。
// 这两段代码生成的字节码完全一样
String name = "Java";
var name = "Java";
2. 垃圾收集器改进
2.1 G1 垃圾收集器的并行 Full GC (JEP 307)
Java 10 之前，当 G1 垃圾收集器触发 Full GC 时会使用单线程执行标记-清理-压缩算法。Java 10 使 G1 的 Full GC 也能并行化，大大减少了停顿时间。
2.1.1 背景和动机
G1 垃圾收集器旨在避免 Full GC，但在某些情况下（如内存压力大、并发收集无法足够快地回收内存），仍然会触发 Full GC。在 Java 9 及之前版本中，这种 Full GC 是单线程的，会导致显著的停顿时间。
2.1.2 实际配置
# 启用 G1 收集器（Java 9+ 默认）
java -XX:+UseG1GC -XX:ParallelGCThreads=4 -jar application.jar
2.2 应用程序类数据共享
2.2.1 概述
CDS（Class-Data Sharing）功能扩展到支持应用程序类，不再仅限于系统类。这可以：
- 减少启动时间
- 减少内存占用
- 多个 JVM 间共享类元数据
应用程序类数据共享（AppCDS）是 Java 10 引入的一项重要性能优化技术，它通过允许多个 Java 进程共享类元数据来提高应用程序的启动性能和降低内存占用。
2.2.2 AppCDS 工作原理
AppCDS 的工作原理如下：
- 类归档创建：首先运行应用程序并记录加载的类
- 存储在共享归档中：将这些类的处理后元数据存储到归档文件中
- 内存映射加载：后续启动时，直接从归档文件内存映射这些类数据
- 跳过处理步骤：避免了类加载、解析和验证的开销
这一过程显著优化了以下几个方面：
- 类加载时间：归档的类不需要重新解析和验证
- 内存利用：多个 JVM 实例可以共享同一个类数据内存区域
- 堆内存效率：减少了类元数据对 Java 堆的压力
2.2.3 实际应用示例
# 第一步：创建应用类列表
java -XX:+UseAppCDS -XX:DumpLoadedClassList=classes.lst -jar myapp.jar
# 第二步：创建共享归档文件
java -XX:+UseAppCDS -XX:SharedClassListFile=classes.lst -XX:SharedArchiveFile=myapp.jsa -jar myapp.jar
# 第三步：使用共享归档文件运行应用
java -XX:+UseAppCDS -XX:SharedArchiveFile=myapp.jsa -jar myapp.jar
3. 总结
Java 10 虽然是一个相对较小的更新，但带来了一些重要的改进，特别是本地变量类型推断（var）这一备受欢迎的语言特性。
