JEPでは語れないJava 22

毎度おなじみ半年ぶりのJavaのアップデートです。

Java 22は、LTSであるJava 21の次のバージョンですが、意外と新機能盛りだくさんです。

Java 22のJEPは以下の12。しかも、スタンダードJEPが4もあります。

• 423: Region Pinning for G1
• 447: Statements before super(...) (Preview)
• 454: Foreign Function & Memory API
• 456: Unnamed Variables & Patterns
• 457: Class-File API (Preview)
• 458: Launch Multi-File Source-Code Programs
• 459: String Templates (Second Preview)
• 460: Vector API (Seventh Incubator)
• 461: Stream Gatherers (Preview)
• 462: Structured Concurrency (Second Preview)
• 463: Implicitly Declared Classes and Instance Main Methods (Second Preview)
• 464: Scoped Values (Second Preview)

注目すべきは、長らくIncubatorやPreviewだったJEP 454。FFMと省略して呼ぶことがおおいですが、Project Panamaのメインとなる機能です。

JNIの代わりに、ネイティブコードをコールしたり、ヒープ外のメモリにアクセスするためのAPIです。

モジュールはjava.baseで、パッケージはjava.lang.foreignになります。

APIなので、本来であれば本エントリーでも取り上げるのですが、ちょっと量が多いですし、差分を紹介してもしかたありません。そこで、別エントリーで使い方についてまとめて紹介する予定です。

ちなみに、同じくProject Panamaで仕様策定しているVector APIはまだIncubatorのままですが、次のバージョンで正式にリリースされるのではないかというのが、さくらばの予想です。

言語仕様の変更がJEP 447, 456, 459, 463と4種類もあります。JEP 456だけがスタンダードJEPで使用しない変数やパターンを _ (アンダーバー)で省略して記述できるというものです。

スタンダードJEPであるJEP 423はG1GCのアルゴリズム改良、JEP 458はjavacでコンパイルすることなく複数のJavaコードを実行できるというものです。この機能は、JEP 330の拡張ですね。

あらたにPreview JEPになったのが、JEP 457とJEP 461です。

JEP 457はバイトコードを扱うためのAPIです。今までバイトコード操作というと、ASMなどが使われていましたが、標準のAPIで可能になります。

JEP 461はStream APIの拡張です。今まで中間操作はストリームの流れてくる1データに対する処理に限定されていましたが、Gathereを使用するとかなり柔軟に中間操作を記述することができるようになります。

 

と、軽くJEPを説明したところで、APIの変更について紹介していきましょう。JEPは多いのですが、意外にもAPIの変更は少ないです。ほとんどがJEP 454とJEP 457に関する変更です。ただし、今回もPreviewやIncubatorの変更は省略するので、JEP 457に関連したAPI変更はStandard JEPになった時に紹介します。また、前述したようにJEP 454 FFMは別エントリーで紹介する予定です。

例によって、セキュリティ関連のAPIは省略します。本バージョンでも、java.baseモジュール以外にもAPIの変更はありますが、使用頻度が低いAPIであるため、解説を省略します。

 

廃止になったAPI

Java 22では1つのメソッドが廃止になりました。しかし、もともと使用しても例外をスローする実装になっているので、廃止されても問題はないはずです。

 

メソッド

• java.lang.Thread.countStackFrames()

スタックフレームをカウントするメソッドですが、Java 21まではUnsupportedOperationException例外をスローする実装になっています。

 

廃止予定のAPI

Java 21で追加された廃止予定のAPIはありません。

 

追加/変更されたAPI

Java 22のjava.baseモジュールで追加されたAPIは約300なのですが、そのうちの200以上がJEP 457 Class-File APIで、約30がJEP 454 FFM APIです。8割ぐらいは、この2つのJEP由来の変更ということになります。本エントリーでは残りの2割を紹介していきます。。

 

java.base/java.ioパッケージ

java.ioパッケージのConsoleクラスで1つだけメソッドが追加されました。

 

Consoleクラス

Consoleオブジェクトで扱っているデバイスがターミナルかどうかを調べるメソッドが追加されました。

• static boolean isTerminal()

ターミナルというのは標準入出力に対応したデバイス(POSIXでいうところのtty)です。ターミナルであればtrueが返ります。逆にいうと、JShellやIDEのコンソールだとfalseになります。

jshell> System.console().isTerminal()
$1 ==> false

jshell>

 

java.base/java.langパッケージ

Java 22では、Unicode 15.1に対応したのでそれに応じたブロックの追加が行われました。これ以外にClassクラスとStackWalker.Option列挙型に追加があります。

 

Character.UnicodeBlockクラス

Unicode 15.1で追加されたブロックの定数が追加されました。

• static final Character.UnicodeBlock CJK_UNIFIED_IDEOGRAPHS_EXTENSION_I

 

Classクラス

プリミティブ型に対応するClassオブジェクトを取得するメソッドが追加されました。

• static Class<?> forPrimitiveName(String primitiveName)

引数にはプリミティブ型を表す文字列、たとえば"int"とか"double"を指定します。引数がnullの場合、NullPointerException例外がスローされます。

 

StackWalker.Option列挙型

StackWalkerクラスはスレッドごとに作成されるスタックフレームを操作するクラスです。Option列挙型はStackWalkerオブジェクト生成時に使用する列挙型ですが、定数が1つ追加されました。

• StackWalker.Option DROP_METHOD_INFO

StackWalkerオブジェクトがスタックフレームを操作する時にメソッドの情報を扱わないように指定します。

 

java.base/java.lang.reflectパッケージ

いつものことですが、新しいリリースを表す定数が追加されています。

StackWalker.Option列挙型

Java 22に対応する定数の追加です。

• ClassFileFormatVersion RELEASE_22

 

java.base/java.netパッケージ

IPv4/IPv6のアドレスを表すInet4Addressクラス/Inet6Addressクラスは直接生成することはできず、スーパークラスのファクトリメソッドを使用していました。これに対し、それぞれのクラスにファクトリメソッドが追加されました。

 

InetAddressクラス

"127.0.0.1"などに対応するInetAddressオブジェクトを生成するにはセグメントの配列を使用するgetByAddressメソッドか、ホスト名も使用できるgetByNameメソッドを使用してきました。これに対し、アドレスを文字列で指定するファクトリメソッドが追加されました。

• static InetAddress ofLiteral(String ipAddressLiteral)

ofLiteralメソッドでは、引数の文字列をまずIPv4と仮定してパースを行います。失敗した場合、IPv6としてパースします。パースに失敗するとIllegalArgumentException例外がスローされます。

実際の処理はInet4AddressクラスおよびInet6Addressクラスに委譲します。

 

Inet4Addressクラス

Inet4Addressクラスにもアドレスを文字列で指定するファクトリメソッドが追加されました。

• static Inet4Address ofLiteral(String ipv4AddressLiteral)

アドレスの表記は今まで使用してきたのと同じです。d.d.d.d形式だけでなく、d.d.dからd.d、そしてd形式もパース可能です。

jshell> Inet4Address.ofLiteral("127.0.0.1")
$1 ==> /127.0.0.1

jshell> Inet4Address.ofLiteral("127.0.1")
$2 ==> /127.0.0.1

jshell> Inet4Address.ofLiteral("127.0.257")
$3 ==> /127.0.1.1

jshell>

 

Inet6Addressクラス

Inet6Addressクラスも同様にファクトリメソッドが追加されました。

• static Inet6Address ofLiteral(String ipv6AddressLiteral)

アドレスの表記も従来と同じで、::や::d.d.d.d形式なども使用できます。

jshell> Inet6Address.ofLiteral("::1")
$1 ==> /0:0:0:0:0:0:0:1

jshell>

 

java.base/java.nio.charsetパッケージ

UTF-8などの標準的な文字セットを定数に持つStandardCharsetsクラスに定数が追加されました。

 

StandardCharsetsクラス

StandardCharsetsクラスではUTF-8やUTF-16系の定数は定義されていましたが、UTF-32系がなかったので追加されました。

• static final Charset UTF_32
• static final Charset UTF_32BE
• static final Charset UTF_32LE

 

java.base/java.nio.fileパッケージ

Pathインタフェースにデフォルトメソッドが追加されました。

 

Pathインタフェース

Pathインタフェースにresolveメソッドのオーバーロードが2種類追加されました。いずれもデフォルトメソッドです。

• default Path resolve(String first, String... more)
• default Path resolve(Path first, Path... more)

実際の動作はfirstに対しresolveを行い、得られたPathオブジェクトに対しmoreを順々にresolveしていきます。

実際のコードは以下のようになっています。

    default Path resolve(Path first, Path... more) {
        Path result = resolve(first);
        for (Path p : more) {
            result = result.resolve(p);
        }
        return result;
    }

 

java.base/java.textパッケージ

リストをフォーマットするクラスが追加されました。

 

ListFormatクラス

ListFormatクラスはリストのフォーマッタークラスです。なぜになって導入されたのか、いまいち謎です。

他のフォーマッターと同様にスタイルなどを指定する列挙型も導入されています。

• enum ListFormat.Style { FULL, SHORT, NARROW }
• enum ListFormat.Type { STANDARD, OR, UNIT }

ListFormatクラスの使い方は他のフォーマッタークラスと同じです。getInstanceメソッドでListFormatオブジェクトを生成し、フォーマットするのであればformatメソッド、パースをするのであればparseメソッドを使用します。

主なメソッドを以下に示します。

• static ListFormat getInstance()
• static ListFormat getInstance(Locale locale, ListFormat.Type type, ListFormat.Style style)
• String format(Object obj)
• String format(List<String> input)
• List<String> parse(String source)
• Object parseObject(String source)

Objectクラスを引数にするformatメソッドと、parseObjectメソッドはFormatクラスで定義されたメソッドです。

また、引数のないgetInstanceメソッドはデフォルトロケール、STANDARD、FULLとなります。

StyleとTypeによるフォーマットの違いはListFormatクラスのJavadocにまとめられているので、参考にしてください。

個人的には日本語ロケールだと、ちょっと使いものにならない気が...

jshell> import java.text.*

jshell> var format = ListFormat.getInstance()
format ==> ListFormat [locale: "日本語 (日本)", start: "{0}、{1}", ... }", three: "{0}、{1}、{2}"]


jshell> format.format(List.of(0, 1, 2, 3))
$3 ==> "0、1、2、3"

jshell> format.format(List.of("a", "b", "c"))
$4 ==> "a、b、c"

jshell>

ここで示したようにデフォルトの日本語ロケールだと、リストの区切り文字に全角の"、"が使われます。それはちょっとなぁと思うわけです。

これに対し、たとえばUSロケールでSTANDARD/FULLだと次のようになります。

 jshell> var format = ListFormat.getInstance(Locale.US, ListFormat.Type.STANDARD, ListFormat.Style.FULL)
format ==> ListFormat [locale: "英語 (アメリカ合衆国)", start: "{0},  ... ree: "{0}, {1}, and {2}"]


jshell> format.format(List.of(0, 1, 2, 3))
$6 ==> "0, 1, 2, and 3"

jshell>

英語的には最後の要素が", and "となるのは分かるのですが、これを使いたいことがあるのでしょうか。

結局、よく使うのはTypeをSTANDARDではなくUNITにし、StyleはFULLかSHORTのような気がします。

 jshell> var format = ListFormat.getInstance(Locale.of("c"), ListFormat.Type.UNIT, ListFormat.Style.FULL)
format ==> ListFormat [locale: "c", start: "{0}, {1}", middl ... , three: "{0}, {1}, {2}"]

jshell> format.format(List.of(0, 1, 2, 3))
$8 ==> "0, 1, 2, 3"

jshell>

parseメソッドは戻り値の型がList<String>となることに注意してください。

 

java.base/java.util.concurrentパッケージ

Fork/Join Framework関連でメソッドが追加されました。いずれも割り込みに関するメソッドです。

 

ForkJoinPoolクラス

割り込みがかからないタスク実行のメソッドが追加されています。

• <T> List<Future<T>> invokeAllUninterruptibly(Collection<? extends Callable<T>> tasks)

複数のタスクをまとめて実行する時に使用するのがinvokeAllメソッドですが、それに割り込みがかからないようにしたのがinvokeAllUninterruptibly()メソッドです。

このメソッドではタスクをjoinする時に、quitelyJoinメソッドを使用しているため、割り込みがかからないようになっています。

 

ForkJoinTaskクラス

ForkJoinPoolクラスとは逆に、割り込みがかかるタスクのファクトリーメソッドが追加されました。

• static <T> ForkJoinTask<T> adaptInterruptible(Callable<? extends T> callable)
• static <T> ForkJoinTask<T> adaptInterruptible(Runnable runnable, T result)

今までのadoptメソッドでタスクを生成した場合、タスクに割り込みをかけることができませんでした。これに対し、adaptInterruptibleメソッドではタスクに対して割り込みを書けることができます。

戻り値の型はForkJoinTaskクラスですが、実際には派生クラスのInterruptibleTaskクラスのさらに派生クラスであるAdaptedInterruptibleCallableクラスが戻ります。

2種類のオーバーロードの違いは、引数の型が違うのでjoinした時の戻り値に違いがでるということです。Runnableインタフェースではタスクの戻り値がないので、adaptInterruptibleメソッドの第2引数のresultが返ります。

 

java.base/java.util.randomパッケージ

乱数値のストリームを生成するメソッドが追加されています。

 

RandomGeneratorクラス

RandomGeneratorクラスではdoubleの乱数値のストリームを生成するdoublesメソッドがあります。これの派生メソッドが追加されました。

• default DoubleStream equiDoubles(double left, double right, boolean isLeftIncluded, boolean isRightIncluded)

doublesメソッドでは要素数を指定しますが、equiDoublesメソッドは無限ストリームになります。

引数は境界値で、その境界値を含むかどうかを第3, 4引数で指定します。

 

 

Java 22のAPI変更について紹介しましたが、やはり少ないですね。

また、これは便利だとか、使えそうというAPIの追加もないようです。

とはいうものの、FFMは外部ライブラリを使いたい人には有用ですし、Class-File APIもASMを使っていた人にはうれしいはず。といっても、これらを使う開発者はごくごくわずかだとは思います。

普通の開発者であれば、ストリームのGathererは便利に使えるはずです。GathererがStandard JEPになるまで、待ちましょう！

 

さて、次のJava 23では、長らくIncubatorだったVector APIが入るかどうかです。最近はVector APIのAPI変更もないようなのですが、一波乱あるのかどうか。ぜひ入ってほしいなぁ。