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Kotlin 1.7.20 有哪些新特性

Kotlin 1.7.20 的 IDE 支持适用于 IntelliJ IDEA 2021.3、2022.1 和 2022.2。

发布日期:2022 年 9 月 29 日

Kotlin 1.7.20 版本已发布!以下是本次发布的一些亮点:

你还可以通过此视频了解更改的简要概述:

对 Kotlin K2 编译器插件的支持

Kotlin 团队持续稳定化 K2 编译器。 K2 仍处于 Alpha 阶段(正如在 Kotlin 1.7.0 发布中宣布的),但它现在支持多种编译器插件。你可以关注 此 YouTrack issue 以获取 Kotlin 团队关于新编译器的更新。

从 Kotlin 1.7.20 发布开始,Kotlin K2 编译器支持以下插件:

新的 K2 编译器的 Alpha 版本仅适用于 JVM 项目。 它不支持 Kotlin/JS、Kotlin/Native 或其他多平台项目。

在以下视频中了解更多关于新编译器及其优势:

如何启用 Kotlin K2 编译器

要启用 Kotlin K2 编译器并进行测试,请使用以下编译器选项:

bash
-Xuse-k2

你可以在 build.gradle(.kts) 文件中指定它:

kotlin
tasks.withType<KotlinCompile> {
    kotlinOptions.useK2 = true
}
groovy
compileKotlin {
    kotlinOptions.useK2 = true
}

查看 JVM 项目的性能提升,并将其与旧编译器的结果进行比较。

留下你对新 K2 编译器的反馈

我们非常感谢你以任何形式提供的反馈:

语言

Kotlin 1.7.20 引入了新语言特性的预览版,并对构建器类型推断施加了限制:

用于创建开放区间的 ..< 操作符预览版

新的操作符是实验性的,目前在 IDE 中支持有限。

本次发布引入了新的 ..< 操作符。Kotlin 拥有 .. 操作符来表示一个值区间。新的 ..< 操作符作用类似于 until 函数,可以帮助你定义开放区间。

我们的研究表明,这个新的操作符能更好地表达开放区间,并明确表明上限不包含在内。

以下是在 when 表达式中使用 ..< 操作符的示例:

kotlin
when (value) {
    in 0.0..<0.25 -> // 第一季度
    in 0.25..<0.5 -> // 第二季度
    in 0.5..<0.75 -> // 第三季度
    in 0.75..1.0 ->  // 最后一个季度 <- 请注意此处为闭区间
}

标准库 API 变更

以下新的类型和操作将在公共 Kotlin 标准库的 kotlin.ranges 包中引入:

新的 OpenEndRange<T> 接口

用于表示开放区间的新接口与现有的 ClosedRange<T> 接口非常相似:

kotlin
interface OpenEndRange<T : Comparable<T>> {
    // 下限
    val start: T
    // 上限,不包含在区间内
    val endExclusive: T
    operator fun contains(value: T): Boolean = value >= start && value < endExclusive
    fun isEmpty(): Boolean = start >= endExclusive
}
在现有可迭代区间中实现 OpenEndRange

当开发者需要获取一个不包含上限的区间时,他们目前使用 until 函数来有效地生成一个包含相同值的闭合可迭代区间。为了使这些区间在新 API 中(该 API 接收 OpenEndRange<T>)可接受,我们希望在现有的可迭代区间(IntRangeLongRangeCharRangeUIntRangeULongRange)中实现该接口。因此它们将同时实现 ClosedRange<T>OpenEndRange<T> 接口。

kotlin
class IntRange : IntProgression(...), ClosedRange<Int>, OpenEndRange<Int> {
    override val start: Int
    override val endInclusive: Int
    override val endExclusive: Int
}
标准类型的 rangeUntil 操作符

rangeUntil 操作符将为目前由 rangeTo 操作符定义的相同类型和组合提供。我们以扩展函数形式提供它们用于原型目的,但为保持一致性,我们计划在稳定开放区间 API 之前将它们转换为成员。

如何启用 ..< 操作符

要使用 ..< 操作符或为自己的类型实现该操作符约定,请启用 -language-version 1.8 编译器选项。

为支持标准类型的开放区间而引入的新 API 元素需要选择性加入,这对于实验性标准库 API 来说是惯例:@OptIn(ExperimentalStdlibApi::class)。或者,你可以使用 -opt-in=kotlin.ExperimentalStdlibApi 编译器选项。

在此 KEEP 文档中阅读更多关于新操作符的信息

数据对象改进单例和密封类层次结构的字符串表示

数据对象是实验性的,目前在 IDE 中支持有限。

本次发布引入了一种新的 object 声明类型供你使用:data object数据对象 在概念上与常规 object 声明行为相同,但自带清晰的 toString 表示。

kotlin
package org.example
object MyObject
data object MyDataObject

fun main() {
    println(MyObject) // org.example.MyObject@1f32e575
    println(MyDataObject) // MyDataObject
}

这使得 data object 声明非常适合密封类层次结构,你可以在其中将它们与 data class 声明一起使用。在此代码片段中,将 EndOfFile 声明为 data object 而不是普通 object 意味着它将获得一个漂亮的 toString,无需手动覆盖,与附带的 data class 定义保持对称:

kotlin
sealed class ReadResult {
    data class Number(val value: Int) : ReadResult()
    data class Text(val value: String) : ReadResult()
    data object EndOfFile : ReadResult()
}

fun main() {
    println(ReadResult.Number(1)) // Number(value=1)
    println(ReadResult.Text("Foo")) // Text(value=Foo)
    println(ReadResult.EndOfFile) // EndOfFile
}

如何启用数据对象

要在代码中使用数据对象声明,请启用 -language-version 1.9 编译器选项。在 Gradle 项目中,你可以通过在 build.gradle(.kts) 中添加以下内容来实现:

kotlin
tasks.withType<org.jetbrains.kotlin.gradle.tasks.KotlinCompile>().configureEach {
    // ...
    kotlinOptions.languageVersion = "1.9"
}
groovy
compileKotlin {
    // ...
    kotlinOptions.languageVersion = '1.9'
}

相应的 KEEP 文档中阅读更多关于数据对象的信息,并分享你对其实现的反馈。

新的构建器类型推断限制

Kotlin 1.7.20 对构建器类型推断的使用施加了一些主要限制,这可能会影响你的代码。这些限制适用于包含构建器 lambda 函数的代码,在这种情况下,在不分析 lambda 本身的情况下无法推导出形参。该形参用作实参。现在,编译器总是会为此类代码显示错误,并要求你显式指定类型。

这是一个破坏性更改,但我们的研究表明,这些情况非常罕见,这些限制不应该影响你的代码。如果确实影响了,请考虑以下情况:

  • 带有隐藏成员的扩展的构建器推断。

    如果你的代码包含一个在构建器推断期间使用的同名扩展函数,编译器会显示错误:

    kotlin
    class Data {
        fun doSmth() {} // 1
    }
    
    fun <T> T.doSmth() {} // 2
    
    fun test() {
        buildList {
            this.add(Data())
            this.get(0).doSmth() // 解析为 2 并导致错误
        }
    }

    要修复代码,你应该显式指定类型:

    kotlin
    class Data {
        fun doSmth() {} // 1
    }
    
    fun <T> T.doSmth() {} // 2
    
    fun test() {
        buildList<Data> { // 类型实参!
            this.add(Data())
            this.get(0).doSmth() // 解析为 1
        }
    }
  • 具有多个 lambda 且类型实参未显式指定的构建器推断。

    如果在构建器推断中有两个或更多 lambda 代码块,它们会影响类型。为防止出现错误,编译器要求你指定类型:

    kotlin
    fun <T: Any> buildList(
        first: MutableList<T>.() -> Unit, 
        second: MutableList<T>.() -> Unit
    ): List<T> {
        val list = mutableListOf<T>()
        list.first()
        list.second()
        return list 
    }
    
    fun main() {
        buildList(
            first = { // this: MutableList<String>
                add("")
            },
            second = { // this: MutableList<Int> 
                val i: Int = get(0)
                println(i)
            }
        )
    }

    要修复此错误,你应该显式指定类型并修复类型不匹配:

    kotlin
    fun main() {
        buildList<Int>(
            first = { // this: MutableList<Int>
                add(0)
            },
            second = { // this: MutableList<Int>
                val i: Int = get(0)
                println(i)
            }
        )
    }

如果你没有找到你上述提及的情况,请向我们团队提交 issue

关于此构建器推断更新的更多信息,请参阅此 YouTrack issue

Kotlin/JVM

Kotlin 1.7.20 引入了泛型内联类,增加了对委托属性的字节码优化,并支持 kapt stub 生成任务中的 IR,使得可以将所有最新的 Kotlin 特性与 kapt 一起使用:

泛型内联类

泛型内联类是一项实验性的特性。 它随时可能被取消或更改。需要选择性加入(详见下文),且仅应将其用于评估目的。 我们期待你能在 YouTrack 上提供关于此功能的反馈。

Kotlin 1.7.20 允许 JVM 内联类的底层类型作为类型形参。编译器将其映射到 Any?,或者通常映射到类型形参的上限。

请看以下示例:

kotlin
@JvmInline
value class UserId<T>(val value: T)

fun compute(s: UserId<String>) {} // 编译器生成 fun compute-<hashcode>(s: Any?)

该函数将内联类作为形参。该形参映射到上限,而不是类型实参。

要启用此特性,请使用 -language-version 1.8 编译器选项。

我们期待你能在 YouTrack 上提供关于此特性的反馈。

委托属性的更多优化用例

在 Kotlin 1.6.0 中,我们通过省略 $delegate 字段并生成对引用属性的即时访问来优化委托给属性的用例。在 1.7.20 中,我们将此优化应用于更多用例。 如果委托是以下情况,现在将省略 $delegate 字段:

  • 具名对象:

    kotlin
    object NamedObject {
        operator fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): String = ...
    }
    
    val s: String by NamedObject
  • 一个带有幕后字段且在同一模块中具有默认 getter 的 final val 属性:

    kotlin
    val impl: ReadOnlyProperty<Any?, String> = ...
    
    class A {
        val s: String by impl
    }
  • 一个常量表达式、一个枚举项、thisnull。以下是 this 的示例:

    kotlin
    class A {
        operator fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>) ...
     
        val s by this
    }

了解更多关于委托属性的信息。

我们期待你能在 YouTrack 上提供关于此特性的反馈。

kapt stub 生成任务中对 JVM IR 后端的支持

kapt stub 生成任务中对 JVM IR 后端的支持是一项实验性的特性。 它随时可能被更改。需要选择性加入(详见下文),且仅应将其用于评估目的。

在 1.7.20 之前,kapt stub 生成任务使用旧后端,并且可重复注解不适用于 kapt。通过 Kotlin 1.7.20,我们增加了对 kapt stub 生成任务中 JVM IR 后端的支持。这使得可以将所有最新的 Kotlin 特性与 kapt 一起使用,包括可重复注解。

要在 kapt 中使用 IR 后端,请将以下选项添加到你的 gradle.properties 文件中:

none
kapt.use.jvm.ir=true

我们期待你能在 YouTrack 上提供关于此特性的反馈。

Kotlin/Native

Kotlin 1.7.20 自带默认启用的新 Kotlin/Native 内存管理器,并提供自定义 Info.plist 文件的选项:

新的 Kotlin/Native 内存管理器默认启用

本次发布为新的内存管理器带来了进一步的稳定性和性能改进,使我们能够将新的内存管理器提升到 Beta 版。

以前的内存管理器使编写并发和异步代码变得复杂,包括在实现 kotlinx.coroutines 库时遇到的问题。这阻碍了 Kotlin Multiplatform Mobile 的采用,因为并发限制在 iOS 和 Android 平台之间共享 Kotlin 代码时造成了问题。新的内存管理器最终为将 Kotlin Multiplatform Mobile 提升到 Beta 版铺平了道路。

新的内存管理器还支持编译器缓存,这使得编译时间与以前的版本相当。有关新的内存管理器的更多优势,请参阅我们关于预览版的原始博客文章。你可以在文档中找到更多技术细节。

配置和设置

从 Kotlin 1.7.20 开始,新的内存管理器是默认设置。无需太多额外设置。

如果你已经手动开启了它,你可以从 gradle.properties 中移除 kotlin.native.binary.memoryModel=experimental 选项,或者从 build.gradle(.kts) 文件中移除 binaryOptions["memoryModel"] = "experimental"

如有必要,你可以使用 gradle.properties 文件中的 kotlin.native.binary.memoryModel=strict 选项切换回旧版内存管理器。然而,编译器缓存支持不再适用于旧版内存管理器,因此编译时间可能会变长。

冻结

在新的内存管理器中,冻结已被废弃。除非你的代码需要与旧版管理器一起使用(旧版管理器仍然需要冻结),否则请勿使用它。这可能对需要维护对旧版内存管理器支持的库作者,或希望在新的内存管理器遇到问题时有备用方案的开发者有所帮助。

在这种情况下,你可以暂时支持新旧内存管理器代码。要忽略废弃警告,请执行以下操作之一:

  • 使用 @OptIn(FreezingIsDeprecated::class) 注解废弃 API 的用法。
  • languageSettings.optIn("kotlin.native.FreezingIsDeprecated") 应用于 Gradle 中的所有 Kotlin 源代码集。
  • 传递编译器标志 -opt-in=kotlin.native.FreezingIsDeprecated

从 Swift/Objective-C 调用 Kotlin 挂起函数

新的内存管理器仍然限制从主线程以外的线程从 Swift 和 Objective-C 调用 Kotlin suspend 函数,但你可以通过新的 Gradle 选项解除它。

此限制最初是在旧版内存管理器中引入的,原因是代码分派了一个续体以在原始线程上恢复。如果此线程没有受支持的事件循环,任务将永远不会运行,并且协程将永远不会恢复。

在某些情况下,此限制不再需要,但对所有必要条件的检测无法轻易实现。因此,我们决定将其保留在新内存管理器中,同时引入一个选项供你禁用它。

为此,请将以下选项添加到你的 gradle.properties 中:

none
kotlin.native.binary.objcExportSuspendFunctionLaunchThreadRestriction=none

如果你使用 kotlinx.coroutinesnative-mt 版本或其他具有相同“分派到原始线程”方法的库,请勿添加此选项。

Kotlin 团队非常感谢 Ahmed El-Helw 实现了此选项。

留下你的反馈

这是我们生态系统的一个重大更改。我们期待你提供反馈,以帮助我们使其变得更好。

在你的项目中试用新的内存管理器,并在我们的 issue 追踪器 YouTrack 中分享反馈。

自定义 Info.plist 文件

当生成 framework 时,Kotlin/Native 编译器会生成信息属性列表文件 Info.plist。此前,自定义其内容很繁琐。通过 Kotlin 1.7.20,你可以直接设置以下属性:

属性二进制选项
CFBundleIdentifierbundleId
CFBundleShortVersionStringbundleShortVersionString
CFBundleVersionbundleVersion

为此,请使用相应的二进制选项。传递 -Xbinary=$option=$value 编译器标志,或为所需的 framework 设置 binaryOption(option, value) Gradle DSL。

Kotlin 团队非常感谢 Mads Ager 实现了此特性。

Kotlin/JS

Kotlin/JS 获得了一些增强,提升开发者体验并提高性能:

  • Klib 生成在增量构建和干净构建中都更快,这得益于依赖项加载的效率提升。
  • 开发二进制文件的增量编译已重做,从而在干净构建场景中取得了重大改进,实现了更快的增量构建和稳定性修复。
  • 我们改进了 .d.ts 的生成,以支持嵌套对象、密封类和构造函数中具有默认值的形参。

Gradle

Kotlin Gradle 插件的更新专注于与新的 Gradle 特性和最新的 Gradle 版本的兼容性。

Kotlin 1.7.20 包含对 Gradle 7.1 的支持更改。废弃的方法和属性已移除或替换,减少了 Kotlin Gradle 插件产生的废弃警告数量,并解除了对 Gradle 8.0 未来支持的阻碍。

然而,有一些潜在的破坏性更改可能需要你关注:

目标配置

  • org.jetbrains.kotlin.gradle.dsl.SingleTargetExtension 现在有一个泛型形参:SingleTargetExtension<T : KotlinTarget>

  • kotlin.targets.fromPreset() 约定已被废弃。作为替代,你仍然可以使用 kotlin.targets { fromPreset() },但我们建议显式设置目标

  • 由 Gradle 自动生成的目标访问器在 kotlin.targets { } 代码块中不再可用。请改用 findByName("targetName") 方法。

    请注意,此类访问器在 kotlin.targets 的情况下仍然可用,例如 kotlin.targets.linuxX64

源代码目录配置

Kotlin Gradle 插件现在将 Kotlin SourceDirectorySet 作为 kotlin 扩展添加到 Java 的 SourceSet 组。这使得可以在 build.gradle.kts 文件中配置源代码目录,类似于在 Java、Groovy 和 Scala 中配置的方式:

kotlin
sourceSets {
    main {
        kotlin {
            java.setSrcDirs(listOf("src/java"))
            kotlin.setSrcDirs(listOf("src/kotlin"))
        }
    }
}

你不再需要使用废弃的 Gradle 约定并指定 Kotlin 的源代码目录。

请记住,你还可以使用 kotlin 扩展来访问 KotlinSourceSet

kotlin
kotlin {
    sourceSets {
        main {
        // ...
        }
    }
}

JVM 工具链配置的新方法

本次发布提供了一种新的 jvmToolchain() 方法来启用 JVM 工具链特性。如果你不需要任何额外的配置字段,例如 implementationvendor,你可以从 Kotlin 扩展中使用此方法:

kotlin
kotlin {
    jvmToolchain(17)
}

这简化了 Kotlin 项目设置过程,无需任何额外配置。 在此发布之前,你只能通过以下方式指定 JDK 版本:

kotlin
kotlin {
    jvmToolchain {
        languageVersion.set(JavaLanguageVersion.of(17))
    }
}

标准库

Kotlin 1.7.20 为 java.nio.file.Path 类提供了新的扩展函数,允许你遍历文件树:

  • walk() 惰性遍历以指定路径为根的文件树。
  • fileVisitor() 使得可以单独创建 FileVisitorFileVisitor 定义了遍历目录和文件时的操作。
  • visitFileTree(fileVisitor: FileVisitor, ...) 接受一个已准备好的 FileVisitor 并在底层使用 java.nio.file.Files.walkFileTree()
  • visitFileTree(..., builderAction: FileVisitorBuilder.() -> Unit) 使用 builderAction 创建一个 FileVisitor 并调用 visitFileTree(fileVisitor, ...) 函数。
  • FileVisitResultFileVisitor 的返回类型,其默认值为 CONTINUE,它会继续处理文件。

java.nio.file.Path 提供的新扩展函数是实验性的。 它们随时可能被更改。需要选择性加入(详见下文),且仅应将其用于评估目的。

以下是你使用这些新扩展函数可以做的一些事情:

  • 显式创建一个 FileVisitor,然后使用:

    kotlin
    val cleanVisitor = fileVisitor {
        onPreVisitDirectory { directory, attributes ->
            // 访问目录时的某些逻辑
            FileVisitResult.CONTINUE
        }
    
        onVisitFile { file, attributes ->
            // 访问文件时的某些逻辑
            FileVisitResult.CONTINUE
        }
    }
    
    // 这里可以有一些逻辑
    
    projectDirectory.visitFileTree(cleanVisitor)
  • 使用 builderAction 创建一个 FileVisitor 并立即使用:

    kotlin
    projectDirectory.visitFileTree {
    // builderAction 的定义:
        onPreVisitDirectory { directory, attributes ->
            // 访问目录时的某些逻辑
            FileVisitResult.CONTINUE
        }
    
        onVisitFile { file, attributes ->
            // 访问文件时的某些逻辑
            FileVisitResult.CONTINUE
        }
    }
  • 使用 walk() 函数遍历以指定路径为根的文件树:

    kotlin
    @OptIn(kotlin.io.path.ExperimentalPathApi::class)
    fun traverseFileTree() {
        val cleanVisitor = fileVisitor {
            onPreVisitDirectory { directory, _ ->
                if (directory.name == "build") {
                    directory.toFile().deleteRecursively()
                    FileVisitResult.SKIP_SUBTREE
                } else {
                    FileVisitResult.CONTINUE
                }
            }
    
            onVisitFile { file, _ ->
                if (file.extension == "class") {
                    file.deleteExisting()
                }
                FileVisitResult.CONTINUE
            }
        }
    
        val rootDirectory = createTempDirectory("Project")
    
        rootDirectory.resolve("src").let { srcDirectory ->
            srcDirectory.createDirectory()
            srcDirectory.resolve("A.kt").createFile()
            srcDirectory.resolve("A.class").createFile()
        }
    
        rootDirectory.resolve("build").let { buildDirectory ->
            buildDirectory.createDirectory()
            buildDirectory.resolve("Project.jar").createFile()
        }
    
     
    // Use walk function:
        val directoryStructure = rootDirectory.walk(PathWalkOption.INCLUDE_DIRECTORIES)
            .map { it.relativeTo(rootDirectory).toString() }
            .toList().sorted()
        assertPrints(directoryStructure, "[, build, build/Project.jar, src, src/A.class, src/A.kt]")
    
        rootDirectory.visitFileTree(cleanVisitor)
    
        val directoryStructureAfterClean = rootDirectory.walk(PathWalkOption.INCLUDE_DIRECTORIES)
            .map { it.relativeTo(rootDirectory).toString() }
            .toList().sorted()
        assertPrints(directoryStructureAfterClean, "[, src, src/A.kt]")
    }

正如实验性 API 的惯例,新的扩展需要选择性加入:@OptIn(kotlin.io.path.ExperimentalPathApi::class)@kotlin.io.path.ExperimentalPathApi。或者,你可以使用编译器选项:-opt-in=kotlin.io.path.ExperimentalPathApi

我们期待你能在 YouTrack 中提供关于 walk() 函数visit 扩展函数的反馈。

文档更新

自上次发布以来,Kotlin 文档获得了一些显著的更改:

改进和增强的页面

  • 基本类型概述 – 了解 Kotlin 中使用的基本类型:数字、布尔值、字符、字符串、数组和无符号整数。
  • 用于 Kotlin 开发的 IDE – 查看具有官方 Kotlin 支持的 IDE 列表以及具有社区支持插件的工具。

Kotlin 多平台期刊中的新文章

新的和更新的教程

发布文档中的更改

我们不再为每个版本提供推荐的 kotlinx 库列表。此列表仅包含与 Kotlin 本身推荐和测试的版本。它没有考虑到某些库相互依赖,并且需要特殊的 kotlinx 版本,这可能与推荐的 Kotlin 版本不同。

我们正在寻找一种方式来提供关于库如何相互关联和依赖的信息,以便明确在升级项目中 Kotlin 版本时应使用哪个 kotlinx 库版本。

安装 Kotlin 1.7.20

IntelliJ IDEA 2021.3、2022.1 和 2022.2 会自动建议将 Kotlin 插件更新到 1.7.20。

对于 Android Studio Dolphin (213)、Electric Eel (221) 和 Flamingo (222),Kotlin 插件 1.7.20 将随即将到来的 Android Studio 更新一同交付。

新的命令行编译器可在 GitHub 发布页面下载。

Kotlin 1.7.20 兼容性指南

尽管 Kotlin 1.7.20 是一个增量发布,但为了限制 Kotlin 1.7.0 中引入的问题扩散,我们仍然不得不做出一些不兼容更改。

有关此类更改的详细列表,请参阅 Kotlin 1.7.20 兼容性指南