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Kotlin 1.5.0 新特性

发布时间:2021 年 5 月 5 日

Kotlin 1.5.0 引入了新的语言特性、稳定的基于 IR 的 JVM 编译器后端、性能改进以及演进性变更,例如稳定实验性特性和弃用过时特性。

你还可以在发布博客文章中找到这些变更的概述。

语言特性

Kotlin 1.5.0 带来了在 1.4.30 中预览的新语言特性的稳定版本:

这些特性的详细描述可在这篇博客文章和 Kotlin 文档的相应页面中找到。

JVM 记录支持

Java 发展迅速,为确保 Kotlin 与其保持互操作性,我们引入了对其最新特性之一——记录类——的支持。

Kotlin 对 JVM 记录的支持包括双向互操作性:

  • 在 Kotlin 代码中,你可以像使用普通类和属性一样使用 Java 记录类。
  • 要在 Java 代码中将 Kotlin 类用作记录,请将其设为 data 类并用 @JvmRecord 注解标记它。
kotlin
@JvmRecord
data class User(val name: String, val age: Int)

了解更多关于在 Kotlin 中使用 JVM 记录

密封接口

Kotlin 接口现在可以拥有 sealed 修饰符,其作用于接口的方式与作用于类的方式相同:密封接口的所有实现都在编译时可知。

kotlin
sealed interface Polygon

你可以依赖这一事实,例如,编写详尽的 when 表达式。

kotlin
fun draw(polygon: Polygon) = when (polygon) {
   is Rectangle -> // ...
   is Triangle -> // ...
   // else is not needed - all possible implementations are covered
}

此外,密封接口允许更灵活的受限类层级结构,因为一个类可以直接继承多个密封接口。

kotlin
class FilledRectangle: Polygon, Fillable

了解更多关于密封接口

包范围的密封类层级结构

密封类现在可以在同一编译单元和同一包内的所有文件中拥有子类。以前,所有子类都必须出现在同一文件中。

直接子类可以是顶层的,也可以嵌套在任意数量的其他命名类、命名接口或命名对象中。

密封类的子类必须具有完整限定名——它们不能是局部或匿名对象。

了解更多关于密封类层级结构

内联类

内联类是基于值的类的子集,它们只保存值。你可以将它们用作特定类型值的包装器,而不会带来额外的内存分配开销。

内联类可以在类名前使用 value 修饰符声明:

kotlin
value class Password(val s: String)

JVM 后端还需要一个特殊的 @JvmInline 注解:

kotlin
@JvmInline
value class Password(val s: String)

inline 修饰符现在已弃用并发出警告。

了解更多关于内联类

Kotlin/JVM

Kotlin/JVM 获得了多项内部和面向用户的改进。其中最值得关注的是:

稳定的 JVM IR 后端

Kotlin/JVM 编译器的基于 IR 的后端现在已稳定,并默认启用。

Kotlin 1.4.0 开始,早期版本的基于 IR 的后端可供预览,现在它已成为语言版本 1.5 的默认设置。旧的后端默认仍用于更早的语言版本。

你可以在这篇博客文章中找到有关 IR 后端优势及其未来发展的更多详细信息。

如果你需要在 Kotlin 1.5.0 中使用旧的后端,可以将以下行添加到项目的配置文件中:

  • 在 Gradle 中:
kotlin
 tasks.withType<org.jetbrains.kotlin.gradle.dsl.KotlinJvmCompile> {
   kotlinOptions.useOldBackend = true
 }
groovy
 tasks.withType(org.jetbrains.kotlin.gradle.dsl.KotlinJvmCompile) {
  kotlinOptions.useOldBackend = true
 }
  • 在 Maven 中:
xml
<configuration>
    <args>
        <arg>-Xuse-old-backend</arg>
    </args>
</configuration>

新的默认 JVM 目标版本:1.8

Kotlin/JVM 编译的默认目标版本现在是 1.81.6 目标版本已弃用。

如果你需要为 JVM 1.6 构建,你仍然可以切换到此目标版本。了解如何操作:

通过 invokedynamic 实现 SAM 适配器

Kotlin 1.5.0 现在使用动态调用 (invokedynamic) 来编译 SAM (Single Abstract Method) 转换:

新的实现使用 LambdaMetafactory.metafactory(),编译期间不再生成辅助包装类。这减小了应用程序 JAR 的大小,从而提高了 JVM 启动性能。

要回滚到基于匿名类生成的旧实现方案,请添加编译器选项 -Xsam-conversions=class

了解如何在 GradleMaven命令行编译器中添加编译器选项。

通过 invokedynamic 实现 Lambda 表达式

DANGER

将普通的 Kotlin lambda 表达式编译为 invokedynamic 是实验性功能。它可能随时被取消或更改。

需要选择启用(详情见下文),并且你应仅将其用于评估目的。我们非常感谢你能在 YouTrack 中提供反馈。

Kotlin 1.5.0 引入了将普通的 Kotlin lambda 表达式(未转换为函数式接口实例的)编译为动态调用 (invokedynamic) 的实验性支持。该实现通过使用 LambdaMetafactory.metafactory() 生成更轻量级的二进制文件,它有效地在运行时生成所需的类。目前,与普通 lambda 编译相比,它有三个限制:

  • 编译为 invokedynamic 的 lambda 表达式不可序列化。
  • 对此类 lambda 表达式调用 toString() 会产生可读性较差的字符串表示。
  • 实验性 reflect API 不支持使用 LambdaMetafactory 创建的 lambda 表达式。

要尝试此功能,请添加 -Xlambdas=indy 编译器选项。如果你能通过此 YouTrack 工单分享你的反馈,我们将不胜感激。

了解如何在 GradleMaven命令行编译器中添加编译器选项。

弃用 @JvmDefault 和旧的 Xjvm-default 模式

在 Kotlin 1.4.0 之前,有 @JvmDefault 注解以及 -Xjvm-default=enable-Xjvm-default=compatibility 模式。它们用于为 Kotlin 接口中的任何特定非抽象成员创建 JVM 默认方法。

在 Kotlin 1.4.0 中,我们引入了新的 Xjvm-default 模式,这些模式为整个项目启用了默认方法生成。

在 Kotlin 1.5.0 中,我们正在弃用 @JvmDefault 和旧的 Xjvm-default 模式:-Xjvm-default=enable-Xjvm-default=compatibility

了解更多关于 Java 互操作中的默认方法

处理可空性注解的改进

Kotlin 支持使用可空性注解处理来自 Java 的类型可空性信息。Kotlin 1.5.0 为此功能引入了多项改进:

  • 它读取作为依赖项使用的已编译 Java 库中类型参数上的可空性注解。
  • 它支持带有 TYPE_USE 目标的可空性注解,适用于:
    • 数组
    • 变长参数 (Varargs)
    • 字段
    • 类型参数及其界限
    • 基类和接口的类型参数
  • 如果可空性注解有多个适用于类型的目标,并且其中一个目标是 TYPE_USE,则优先选择 TYPE_USE。例如,如果 @Nullable 同时支持 TYPE_USEMETHOD 作为目标,则方法签名 @Nullable String[] f() 变为 fun f(): Array<String?>!

对于这些新支持的情况,从 Kotlin 调用 Java 时使用错误的类型可空性会产生警告。 使用 -Xtype-enhancement-improvements-strict-mode 编译器选项可为这些情况启用严格模式(并报告错误)。

了解更多关于空安全和平台类型

Kotlin/Native

Kotlin/Native 现在性能更高且更稳定。值得关注的变更是:

性能改进

在 1.5.0 中,Kotlin/Native 获得了一系列性能改进,加快了编译和执行速度。

编译器缓存现在在调试模式下支持 linuxX64(仅在 Linux 主机上)和 iosArm64 目标平台。启用编译器缓存后,大多数调试编译完成得更快,除了第一次。测量结果显示,在我们的测试项目中速度提升了约 200%。

要为新目标使用编译器缓存,请通过将以下行添加到项目的 gradle.properties 来选择启用:

  • 对于 linuxX64kotlin.native.cacheKind.linuxX64=static
  • 对于 iosArm64kotlin.native.cacheKind.iosArm64=static

如果在启用编译器缓存后遇到任何问题,请向我们的问题追踪器 YouTrack 报告。

其他改进加快了 Kotlin/Native 代码的执行速度:

  • 简单的属性访问器被内联。
  • 字符串字面量上的 trimIndent() 在编译期间求值。

内存泄漏检查器停用

内置的 Kotlin/Native 内存泄漏检查器已默认禁用。

它最初是为内部使用而设计的,并且只能在有限的情况下(并非所有情况)发现泄漏。此外,后来发现它存在可能导致应用程序崩溃的问题。因此,我们决定关闭内存泄漏检查器。

内存泄漏检查器在某些情况下仍然有用,例如单元测试。对于这些情况,你可以通过添加以下代码行来启用它:

kotlin
Platform.isMemoryLeakCheckerActive = true

请注意,不建议为应用程序运行时启用该检查器。

Kotlin/JS

Kotlin/JS 在 1.5.0 中获得了一些演进性变更。我们正在继续将 JS IR 编译器后端推向稳定并发布其他更新:

升级 webpack 到版本 5

Kotlin/JS Gradle 插件现在对浏览器目标使用 webpack 5,而不是 webpack 4。这是一次重要的 webpack 升级,带来了不兼容的变更。如果你正在使用自定义 webpack 配置,请务必查看 webpack 5 发布说明

了解更多关于使用 webpack 打包 Kotlin/JS 项目

IR 编译器的框架和库

DANGER

Kotlin/JS IR 编译器处于 Alpha 版。它将来可能会发生不兼容变更并需要手动迁移。我们非常感谢你能在 YouTrack 中提供反馈。

在开发基于 IR 的 Kotlin/JS 编译器后端的同时,我们也鼓励并帮助库作者以 both 模式构建他们的项目。这意味着他们能够为两种 Kotlin/JS 编译器生成 artifact,从而扩大新编译器的生态系统。

许多知名框架和库已经可用于 IR 后端:KVisionfritz2doodle 等。如果你在项目中使用它们,你已经可以使用 IR 后端构建并体验它带来的好处。

如果你正在编写自己的库,请以 'both' 模式编译它,以便你的客户端也能使用新编译器。

Kotlin 多平台

在 Kotlin 1.5.0 中,简化了为每个平台选择测试依赖项的过程,现在由 Gradle 插件自动完成。

现在多平台项目中提供了获取字符类别的新 API

标准库

标准库获得了一系列变更和改进,从稳定实验性部分到添加新特性:

你可以在这篇博客文章中了解更多关于标准库的变更。

稳定的无符号整型

UIntULongUByteUShort 无符号整型现在已稳定。这些类型上的操作、它们的范围和数列也已稳定。无符号数组及其操作仍处于 Beta 版。

了解更多关于无符号整型

稳定的与区域设置无关的文本大小写转换 API

此版本带来了新的与区域设置无关的文本大小写转换 API。它提供了 toLowerCase()toUpperCase()capitalize()decapitalize() 等 API 函数的替代方案,这些函数是区域设置敏感的。新的 API 可帮助你避免因不同区域设置而导致的错误。

Kotlin 1.5.0 提供了以下完全稳定的替代方案:

  • 对于 String 函数:

    早期版本1.5.0 替代方案
    String.toUpperCase()String.uppercase()
    String.toLowerCase()String.lowercase()
    String.capitalize()String.replaceFirstChar { it.uppercase() }
    String.decapitalize()String.replaceFirstChar { it.lowercase() }
  • 对于 Char 函数:

    早期版本1.5.0 替代方案
    Char.toUpperCase()Char.uppercaseChar(): Char
    Char.uppercase(): String
    Char.toLowerCase()Char.lowercaseChar(): Char
    Char.lowercase(): String
    Char.toTitleCase()Char.titlecaseChar(): Char
    Char.titlecase(): String

NOTE

对于 Kotlin/JVM,还有带有显式 Locale 参数的重载 uppercase()lowercase()titlecase() 函数。

旧的 API 函数已标记为弃用,并将在未来版本中移除。

有关文本处理函数的所有变更列表,请参阅 KEEP

稳定的字符到整数转换 API

从 Kotlin 1.5.0 开始,新的字符到编码和字符到数字转换函数已稳定。这些函数取代了当前的 API 函数,后者经常与类似的字符串到 Int 转换混淆。

新的 API 消除了这种命名混淆,使代码行为更透明、更明确。

此版本引入了 Char 转换,分为以下几组命名清晰的函数:

  • 用于获取 Char 的整数编码并从给定编码构造 Char 的函数:
kotlin
fun Char(code: Int): Char
fun Char(code: UShort): Char
val Char.code: Int
  • 用于将 Char 转换为其所代表的数字值的函数:
kotlin
fun Char.digitToInt(radix: Int): Int
fun Char.digitToIntOrNull(radix: Int): Int?
  • 一个用于 Int 的扩展函数,用于将其所代表的非负单数字转换为相应的 Char 表示:
kotlin
fun Int.digitToChar(radix: Int): Char

旧的转换 API,包括 Number.toChar() 及其实现(除了 Int.toChar() 的所有实现)以及用于转换为数字类型的 Char 扩展(如 Char.toInt())现在已弃用。

了解更多关于 KEEP 中的字符到整数转换 API

稳定的 Path API

java.nio.file.Path实验性 Path API 扩展现在已稳定

kotlin
// 使用除法 (/) 运算符构造路径
val baseDir = Path("/base")
val subDir = baseDir / "subdirectory"

// 列出目录中的文件
val kotlinFiles: List<Path> = Path("/home/user").listDirectoryEntries("*.kt")

了解更多关于 Path API

向下取整除法和取模运算符

标准库中添加了新的模运算操作:

  • floorDiv() 返回向下取整除法的结果。它适用于整型。
  • mod() 返回向下取整除法的余数(模数)。它适用于所有数值类型。

这些操作与现有的整型除法rem() 函数(或 % 运算符)看起来非常相似,但它们在负数上的工作方式不同:

  • a.floorDiv(b) 与常规的 / 不同之处在于,floorDiv 将结果向下取整(朝向较小的整数),而 / 将结果截断为更接近 0 的整数。
  • a.mod(b)aa.floorDiv(b) * b 之间的差值。它要么为零,要么与 b 具有相同的符号,而 a % b 可以具有不同的符号。
kotlin
fun main() {
    println("Floored division -5/3: ${(-5).floorDiv(3)}")
    println( "Modulus: ${(-5).mod(3)}")
    
    println("Truncated division -5/3: ${-5 / 3}")
    println( "Remainder: ${-5 % 3}")
}

Duration API 变更

DANGER

Duration API 是实验性功能。它可能随时被取消或更改。

仅将其用于评估目的。我们非常感谢你能在 YouTrack 中提供反馈。

有一个实验性的 Duration 类,用于表示不同时间单位的时长。在 1.5.0 中,Duration API 获得了以下变更:

  • 内部值表示现在使用 Long 而不是 Double 以提供更好的精度。
  • 有一个新的 API 用于将时长转换为特定 Long 类型的时间单位。它取代了旧的 API,后者使用 Double 值操作并且现在已弃用。例如,Duration.inWholeMinutes 返回以 Long 表示的时长值,并取代了 Duration.inMinutes
  • 有新的伴生函数用于从数字构造 Duration。例如,Duration.seconds(Int) 创建一个表示整数秒数的 Duration 对象。旧的扩展属性(如 Int.seconds)现在已弃用。
kotlin
import kotlin.time.Duration
import kotlin.time.ExperimentalTime

@ExperimentalTime
fun main() {
    val duration = Duration.milliseconds(120000)
    println("There are ${duration.inWholeSeconds} seconds in ${duration.inWholeMinutes} minutes")
}

现在多平台代码中提供了获取字符类别的新 API

Kotlin 1.5.0 引入了新的 API,用于在多平台项目中根据 Unicode 获取字符的类别。 现在所有平台和通用代码中都提供了多个函数。

用于检查字符是否为字母或数字的函数:

kotlin
fun main() {
    val chars = listOf('a', '1', '+')
    val (letterOrDigitList, notLetterOrDigitList) = chars.partition { it.isLetterOrDigit() }
    println(letterOrDigitList) // [a, 1]
    println(notLetterOrDigitList) // [+]
}

用于检查字符大小写的函数:

kotlin
fun main() {
    val chars = listOf('Dž', 'Lj', 'Nj', 'Dz', '1', 'A', 'a', '+')
    val (titleCases, notTitleCases) = chars.partition { it.isTitleCase() }
    println(titleCases) // [Dž, Lj, Nj, Dz]
    println(notTitleCases) // [1, A, a, +]
}

其他一些函数:

Char.category 属性及其返回类型枚举类 CharCategory(指示字符在 Unicode 中的通用类别)现在也可用于多平台项目。

了解更多关于字符

新的集合函数 firstNotNullOf()

新的 firstNotNullOf()firstNotNullOfOrNull() 函数将 mapNotNull()first()firstOrNull() 结合起来。 它们使用自定义选择器函数映射原始集合并返回第一个非空值。如果没有这样的值,firstNotNullOf() 会抛出异常,而 firstNotNullOfOrNull() 返回 null。

kotlin
fun main() {
    val data = listOf("Kotlin", "1.5")
    println(data.firstNotNullOf(String::toDoubleOrNull))
    println(data.firstNotNullOfOrNull(String::toIntOrNull))
}

String?.toBoolean() 的严格版本

两个新函数引入了现有 String?.toBoolean() 的区分大小写的严格版本:

kotlin
fun main() {
    println("true".toBooleanStrict())
    println("1".toBooleanStrictOrNull())
    // println("1".toBooleanStrict()) // Exception
}

kotlin-test 库

kotlin-test 库引入了一些新特性:

简化了多平台项目中测试依赖项的使用

现在你可以使用 kotlin-test 依赖项在 commonTest 源集中添加测试依赖项,并且 Gradle 插件将为每个测试源集推断相应的平台依赖项:

  • JVM 源集的 kotlin-test-junit,请参阅为 Kotlin/JVM 源集自动选择测试框架
  • Kotlin/JS 源集的 kotlin-test-js
  • 通用源集的 kotlin-test-commonkotlin-test-annotations-common
  • Kotlin/Native 源集无需额外 artifact

此外,你可以在任何共享或特定于平台的源集中使用 kotlin-test 依赖项。

现有的带有显式依赖项的 kotlin-test 设置将在 Gradle 和 Maven 中继续工作。

了解更多关于设置测试库依赖项

为 Kotlin/JVM 源集自动选择测试框架

Gradle 插件现在会自动选择并添加测试框架的依赖项。你只需在通用源集中添加 kotlin-test 依赖项即可。

Gradle 默认使用 JUnit 4。因此,kotlin("test") 依赖项解析为 JUnit 4 的变体,即 kotlin-test-junit

kotlin
kotlin {
    sourceSets {
        val commonTest by getting {
            dependencies {
                implementation(kotlin("test")) // 这会传递性地引入对 JUnit 4 的依赖
            }
        }
    }
}
groovy
kotlin {
    sourceSets {
        commonTest {
            dependencies {
                implementation kotlin("test") // 这会传递性地引入对 JUnit 4 的依赖
            }
        }
    }
}

你可以通过在测试任务中调用 useJUnitPlatform()useTestNG() 来选择 JUnit 5 或 TestNG:

groovy
tasks {
    test {
        // 启用 TestNG 支持
        useTestNG()
        // 或
        // 启用 JUnit Platform(又称 JUnit 5)支持
        useJUnitPlatform()
    }
}

你可以通过将 kotlin.test.infer.jvm.variant=false 行添加到项目的 gradle.properties 来禁用自动测试框架选择。

了解更多关于设置测试库依赖项

断言函数更新

此版本带来了新的断言函数并改进了现有函数。

kotlin-test 库现在具有以下特性:

  • 检查值的类型

    你可以使用新的 assertIs<T>assertIsNot<T> 来检查值的类型:

    kotlin
    @Test
    fun testFunction() {
        val s: Any = "test"
        assertIs<String>(s)  // 如果断言失败,将抛出 AssertionError 并提及 s 的实际类型
        // 现在可以因为 assertIs 中的契约打印 s.length
        println("${s.length}")
    }

    由于类型擦除,此断言函数仅检查 value 是否为 List 类型(在以下示例中),而不检查它是否为特定 String 元素类型的列表:assertIs<List<String>>(value)

  • 比较数组、序列和任意可迭代容器的内容

    有一组新的重载 assertContentEquals() 函数,用于比较未实现结构相等性的不同集合的内容:

    kotlin
    @Test
    fun test() {
        val expectedArray = arrayOf(1, 2, 3)
        val actualArray = Array(3) { it + 1 }
        assertContentEquals(expectedArray, actualArray)
    }
  • DoubleFloat 数值提供 assertEquals()assertNotEquals() 的新重载

    assertEquals() 函数的新重载允许以绝对精度比较两个 DoubleFloat 数值。精度值指定为函数的第三个参数:

    kotlin
     @Test
    fun test() {
        val x = sin(PI)
    
        // 精度参数
        val tolerance = 0.000001
    
        assertEquals(0.0, x, tolerance)
    }
  • 检查集合和元素内容的新函数

    你现在可以使用 assertContains() 函数检查集合或元素是否包含某物。 你可以将其用于 Kotlin 集合和具有 contains() 运算符的元素,例如 IntRangeString 等:

    kotlin
    @Test
    fun test() {
        val sampleList = listOf<String>("sample", "sample2")
        val sampleString = "sample"
        assertContains(sampleList, sampleString)  // 集合中的元素
        assertContains(sampleString, "amp")       // 字符串中的子字符串
    }
  • assertTrue()assertFalse()expect() 函数现在为内联函数

    从现在起,你可以将这些函数用作内联函数,因此可以在 lambda 表达式中调用挂起函数

    kotlin
    @Test
    fun test() = runBlocking<Unit> {
        val deferred = async { "Kotlin is nice" }
        assertTrue("Kotlin substring should be present") {
            deferred.await() .contains("Kotlin")
        }
    }

kotlinx 库

与 Kotlin 1.5.0 同时,我们正在发布新版本的 kotlinx 库:

Coroutines 1.5.0-RC

kotlinx.coroutines 1.5.0-RC 带来了:

从 Kotlin 1.5.0 开始,实验性协程已禁用,并且不再支持 -Xcoroutines=experimental 标志。

更新日志kotlinx.coroutines 1.5.0 发布博客文章中了解更多信息。

Serialization 1.2.1

kotlinx.serialization 1.2.1 带来了:

  • JSON 序列化性能改进
  • JSON 序列化支持多个名称
  • @Serializable 类生成实验性 .proto 模式
  • 还有更多

更新日志kotlinx.serialization 1.2.1 发布博客文章中了解更多信息。

dateTime 0.2.0

kotlinx-datetime 0.2.0 带来了:

  • @Serializable 日期时间对象
  • DateTimePeriodDatePeriod 的标准化 API
  • 还有更多

更新日志kotlinx-datetime 0.2.0 发布博客文章中了解更多信息。

迁移到 Kotlin 1.5.0

一旦 Kotlin 插件 1.5.0 可用,IntelliJ IDEA 和 Android Studio 将建议更新 Kotlin 插件。

要将现有项目迁移到 Kotlin 1.5.0,只需将 Kotlin 版本更改为 1.5.0 并重新导入你的 Gradle 或 Maven 项目。了解如何更新到 Kotlin 1.5.0

要使用 Kotlin 1.5.0 启动新项目,请更新 Kotlin 插件并从 File | New | Project 运行项目向导。

新的命令行编译器可在 GitHub 发布页面下载。

Kotlin 1.5.0 是一个特性版本,因此可能会带来不兼容的语言变更。在 Kotlin 1.5 兼容性指南中查找此类变更的详细列表。