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Kotlin 1.7.20 版中的新功能

发布日期: 2022/09/29

Kotlin 1.7.20 已经发布了! 以下是它的一些重要功能:

关于这个版本的变更概要, 请参见以下视频:

对 Kotlin K2 编译器 plugin 的支持

Kotlin 开发组还在继续稳定 K2 编译器. K2 仍然在 Alpha 阶段 (如同 Kotlin 1.7.0 发布版中宣布 的那样), 但现在它支持几种编译器 plugin. 你可以关注 这个 YouTrack issue, 从 Kotlin 开发组得到新编译器的最新信息.

从 1.7.20 版开始, Kotlin K2 编译器支持以下 plugin:

关于新的编译器以及它的益处, 请观看以下视频:

如何启用 Kotlin K2 编译器

要启用并测试 Kotlin K2 编译器, 请使用以下编译器选项:

-Xuse-k2

你可以在你的 build.gradle(.kts) 文件中指定这个选项:

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

你可以在你的 JVM 项目中查看性能提升, 并与旧编译器的性能进行比较.

留下你对于新 K2 编译器的反馈意见

我们非常感谢你任何形式的反馈意见:

语言功能

Kotlin 1.7.20 引入了一些新的语言功能特性的预览版, 并对构建器类型推断增加了一些限制:

..< 操作符的预览版, 用于创建终止端开放的值范围(open-ended range)

这个发布版引入了新的 ..< 操作符. Kotlin 已经有了 .. 操作符来表达一个值范围. 新的 ..< 操作符与 until 函数类似, 帮助你定义终止端开放的值范围.

我们的研究显示, 这个新操作符更适合表示终止端开放的值范围, 更清楚的表示值范围的上界没有包含在内.

下面是在 when 表达式中使用 ..< 操作符的示例:

when (value) { in 0.0..<0.25 -> // 第 1 个 1/4 in 0.25..<0.5 -> // 第 2 个 1/4 in 0.5..<0.75 -> // 第 3 个 1/4 in 0.75..1.0 -> // 最后 1 个 1/4 <- 注意这里是封闭的值范围 }

标准库 API 的变更

在共通的 Kotlin 标准库的 kotlin.ranges 包中, 将会引入以下新的类型和操作:

新的 OpenEndRange<T> 接口

用于表达终止端开放的值范围的新接口与已有的 ClosedRange<T> 接口非常类似:

interface OpenEndRange<T : Comparable<T>> { // 值范围的下界 val start: T // 值范围的上界, 不包含在值范围内 val endExclusive: T operator fun contains(value: T): Boolean = value >= start && value < endExclusive fun isEmpty(): Boolean = start >= endExclusive }
在既有的可遍历的值范围中实现 OpenEndRange

现在, 如果开发者需要得到一个带开放的上界的值范围, 他们可以使用相同的值, 通过 until 函数等效的产生一个封闭的可遍历的值范围. 为了让这样的值范围能够用于接受 OpenEndRange<T> 的新 API, 我们希望在既有的可遍历的值范围中实现这个接口, 包括: IntRange, LongRange, CharRange, UIntRange, 和 ULongRange. 这样它们就能同时实现 ClosedRange<T>OpenEndRange<T> 接口.

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

对于目前由 rangeTo 操作符定义的类型及其组合, 还会提供 rangeUntil 操作符. 作为原型, 我们以扩展函数的形式提供这些操作符, 但为了保持一致性, 在终止端开放的值范围 API 的稳定版发布之前, 我们计划让它们成为类的成员.

如何启用 ..< 操作符

要使用 ..< 操作符, 或为你自己的类型实现这个操作符, 你需要启用 -language-version 1.8 编译器选项.

为支持标准类型的终止端开放值范围, 引入了新的 API 元素, 和通常的实验性标准库 API 一样, 这些元素需要使用者明确同意(opt-in): @OptIn(ExperimentalStdlibApi::class). 或者, 你也可以使用编译器选项: -opt-in=kotlin.ExperimentalStdlibApi.

关于这个新操作符, 详情请参见这个 KEEP 文档.

对单子(Singleton)与带 data object 的封闭类层级结构(Sealed Class Hierarchy), 改善了它们的字符串表示

这个发布版引入了新类型的 object 声明供你使用: data object. Data object 的行为与通常的 object 声明相同, 但默认带有更加良好格式化的 toString 表示.

package org.example object MyObject data object MyDataObject fun main() { println(MyObject) // 输出结果是 org.example.MyObject@1f32e575 println(MyDataObject) // 输出结果是 MyDataObject }

因此封闭类层级结构(Sealed Class Hierarchy)很适合使用 data object 声明, 你可以和其他 data class 声明一起使用. 在下面的代码中, 我们将 EndOfFile 声明为 data object, 而不是单纯的 object, 因此它将带有良好格式化的 toString, 而不必手动编写这个函数, 同时又保持这个对象与其他 data class 定义的一致性:

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)) // 输出结果是 Number(value=1) println(ReadResult.Text("Foo")) // 输出结果是 Text(value=Foo) println(ReadResult.EndOfFile) // 输出结果是 EndOfFile }

如何启用 data object

要在你的代码中使用 data object 声明, 请启用 -language-version 1.9 编译器选项. 在 Gradle 项目中, 你可以在你的 build.gradle(.kts) 文件中添加以下代码:

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

关于 data object 的更多信息, 请参见 KEEP 文档, 对于它们的实现, 也可以在这里提供你的反馈意见.

构建器类型推断的新限制

Kotlin 1.7.20 对 构建器类型推断 功能添加了一些重要的限制, 可能会影响你的代码. 这些限制影响包含构建器 lambda 函数的代码, 在这些代码中, 不对 lambda 函数本身进行分析就无法判断参数类型. 而参数需要被用作类型参数. 现在, 编译器会对这样的代码一律报告错误, 要求你明确指定参数类型.

这是一个不兼容的变更, 但我们的研究演示, 这样的情况非常少见, 而且这样的限制通常不会影响你的代码. 如果有影响, 请参考下面的情况:

  • 构建器推断包含扩展函数, 隐藏了同名的成员函数.

    如果你的代码包含扩展函数, 它的名称与在构建器推断中使用的名称相同, 那么编译器会提示错误:

    class Data { fun doSmth() {} // 1 } fun <T> T.doSmth() {} // 2 fun test() { buildList { this.add(Data()) this.get(0).doSmth() // 这里解析的结果是函数 2 , 并导致错误 } }

    要修正这段代码, 你需要明确指定类型:

    class Data { fun doSmth() {} // 1 } fun <T> T.doSmth() {} // 2 fun test() { buildList<Data> { // 使用类型参数! this.add(Data()) this.get(0).doSmth() // 这里解析的结果是函数 1 } }
  • 构建器推断使用多个 lambda 函数, 而且没有明确指定类型参数.

    如果在构建器推断中存在 2 个或以上的 lambda 代码段, 它们会影响到类型. 为了避免错误, 编译器会要求你明确指定类型:

    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 的类型是: MutableList<String> add("") }, second = { // this 的类型是: MutableList<Int> val i: Int = get(0) println(i) } ) }

    要修正这个错误, 你需要明确指定类型, 修正类型不匹配的问题:

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

如果你遇到了以上情况以外的错误, 请向我们的团队 提交一个 issue.

关于构建器推断的这次更新, 详情请参见这个 YouTrack issue.

Kotlin/JVM

Kotlin 1.7.20 引入了泛型的内联类(Generic Inline Class), 对委托属性增加了更多的字节码优化, 还在 kapt stub 生成 task 中支持 IR, 因此可以在 kapt 中使用 Kotlin 的所有最新功能:

泛型的内联类(Generic Inline Class)

Kotlin 1.7.20 允许 JVM 内联类使用类型参数作为它的内部数据的类型. 编译器会将它映射为 Any?, 或者, 一般来说, 映射为类型参数的上界.

请参考下面的示例:

@JvmInline value class UserId<T>(val value: T) fun compute(s: UserId<String>) {} // 编译器生成 fun compute-<hashcode>(s: Any?)

函数接受内联类作为参数. 参数会被映射为类型参数的上界, 而不是类型参数.

要启用这个功能, 请使用 -language-version 1.8 编译器选项.

欢迎你通过我们的 问题追踪系统 提供你的反馈意见.

对委托属性的更多优化

在 Kotlin 1.6.0 中, 我们优化了委托到一个属性的情况, 具体做法是, 省略域变量 $delegate, 并 生成对被引用的属性的直接访问. 在 1.7.20 中, 我们对更多情况实现了这样的优化. 如果委托是以下情况, 现在也会省略域变量 $delegate:

  • 命名对象:

    object NamedObject { operator fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): String = ... } val s: String by NamedObject
  • 同一个模块内, 带有 后端域变量 和默认 getter 的 final val 属性:

    val impl: ReadOnlyProperty<Any?, String> = ... class A { val s: String by impl }
  • 常数表达式, 枚举值(Enum Entry), this, 或 null. 下面是 this 的例子:

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

详情请参见 委托属性.

欢迎你通过我们的 问题追踪系统 提供你的反馈意见.

在 kapt stub 生成 task 中支持 JVM IR 后端

在 1.7.20 以前, kapt stub 生成 task 使用旧的编译器后端, 并且 kapt 无法处理 可重复的注解. 在 Kotlin 1.7.20 中, 我们添加了在 kapt stub 生成 task 中对 JVM IR 后端 的支持. 因此在 kapt 中可以使用 Kotlin 的所有新功能, 包括可重复的注解.

要在 kapt 中使用 IR 后端, 请在你的 gradle.properties 文件中添加以下选项:

kapt.use.jvm.ir=true

欢迎你通过我们的 问题追踪系统 提供你的反馈意见.

Kotlin/Native

Kotlin 1.7.20 开始默认使用新的 Kotlin/Native 内存管理器, 并提供了选项来定制 Info.plist 文件:

默认启用新的 Kotlin/Native 内存管理器

这个发布版中, 改进了新内存管理器的稳定性, 并改善了性能, 因此我们将新内存管理器提升到 Beta 版.

以前的内存管理器使得编写并发和异步代码比较复杂, 包括实现 kotlinx.coroutines 库时的问题. 这些问题阻碍了 Kotlin Multiplatform Mobile 的应用, 因为同步的限制, 导致在 iOS 和 Android 平台共用 Kotlin 代码会发生问题. 新的内存管理器终于为 Kotlin Multiplatform Mobile 提升到 Beta 版 铺好了道路.

新的内存管理器还支持编译器缓存, 使得编译时间能够与以前的版本媲美. 关于新内存管理器的更多益处, 请参见我们关于预览版的 Blog 文章. 关于更多技术细节, 请参见这篇 文档.

配置与设置

从 Kotlin 1.7.20 开始, 默认使用新的内存管理器. 不需要额外的设置.

如果你已经手动启用了它, 你可以从你的 gradle.properties 文件删除 kotlin.native.binary.memoryModel=experimental 选项, 或从 build.gradle(.kts) 文件删除 binaryOptions["memoryModel"] = "experimental".

如果需要, 你可以在你的 gradle.properties 文件中使用 kotlin.native.binary.memoryModel=strict 选项, 切换回原来的内存管理器. 但是, 对于原来的内存管理器, 编译器缓存支持就不再可用了, 因此编译时间会恶化.

冻结(Freezing)

在新的内存管理器中, 冻结(Freezing)已被废弃. 请不要使用它, 除非你需要你的代码在原来的内存管理器中工作 (旧内存管理器中继续需要冻结). 对于需要继续支持原来的内存管理器的库开发者, 或开发者在使用新的内存管理器时遇到问题, 想要退回到旧内存管理器的情况, 这个功能可能有帮助.

这种情况下, 你可以临时性的同时支持新的和原来的内存管理器. 要忽略废弃导致的编译警告, 请执行以下步骤中的某一个:

  • 在使用废弃的 API 的地方, 标注 @OptIn(FreezingIsDeprecated::class) 注解.

  • 在 Gradle 中对所有的 Kotlin 源代码集使用 languageSettings.optIn("kotlin.native.FreezingIsDeprecated").

  • 传递编译器选项 -opt-in=kotlin.native.FreezingIsDeprecated.

在 Swift/Objective-C 中调用 Kotlin suspending 函数

对于从 Swift 和 Objective-C 的主线程以外的线程调用 Kotlin suspend 函数的情况, 新的内存管理器还存在限制, 但你可以使用一个新的 Gradle 选项来解决.

这个限制最初是在原来的内存管理器中引入的, 针对代码将自己的后续代码派发在原来的线程中恢复执行的情况. 如果这个线程没有一个支持的事件循环, 这个任务就永远不会执行, 因此协程永远不会恢复执行.

在某些情况下, 可以不再需要这个限制, 但对所有必要条件的检查很难实现. 由于这个原因, 我们决定在新的内存管理器中继续保留这个限制, 同时引入一个选项, 允许你关闭这个限制. 要关闭它, 请向你的 gradle.properties 文件添加以下选项:

kotlin.native.binary.objcExportSuspendFunctionLaunchThreadRestriction=none

Kotlin 开发组非常感谢 Ahmed El-Helw 实现了这个选项.

留下你的反馈意见

对我们的生态系统来说, 这是一个重大的变更. 如果你能够留下反馈意见, 帮助继续改善它, 我们将会非常感谢.

请在你的项目中试用新的内存管理器, 并 在我们的问题追踪系统 YouTrack 中留下你的反馈意见.

定制 Info.plist 文件

生成框架时, Kotlin/Native 编译器会生成信息属性列表文件, Info.plist. 在以前的版本中, 定制这个文件的内容会很麻烦. 从 Kotlin 1.7.20开始, 你可以直接设置以下属性:

属性

二进制选项

CFBundleIdentifier

bundleId

CFBundleShortVersionString

bundleShortVersionString

CFBundleVersion

bundleVersion

要设置这些属性, 请使用对于的二进制选项. 可以指定编译器选项 -Xbinary=$option=$value, 或对需要的框架设置 binaryOption(option, value) Gradle DSL.

Kotlin 开发组非常感谢 Mads Ager 实现了这个功能.

Kotlin/JS

Kotlin/JS 有了一些功能增强, 改进了开发者体验, 并提升了性能:

  • 由于依赖项装载的性能改进, 在增量构建和完全构建中, Klib 的生成都更加快速了.

  • 重新实现了 对开发阶段二进制文件的增量编译 功能, 实现了完全构建时的很大改进, 更快的增量构建, 以及稳定性提升.

  • 我们对内嵌对象, 封闭类, 以及构造器中的可选参数, 改进了 .d.ts 文件的生成.

Gradle

Kotlin Gradle plugin 的更新主要是兼容新的 Gradle 功能和最新的 Gradle 版本.

Kotlin 1.7.20 包含的变更是支持 Gradle 7.1. 删除或替换了已废弃的方法和属性, 减少了由 Kotlin Gradle plugin 造成的废弃警告的数量, 而且有助于将来支持 Gradle 8.0.

但是, 存在一些潜在的不兼容的变更, 需要你注意:

编译目标的配置

  • org.jetbrains.kotlin.gradle.dsl.SingleTargetExtension 现在有一个泛型参数, SingleTargetExtension<T : KotlinTarget>.

  • kotlin.targets.fromPreset() convention 已被废弃. 作为代替, 你可以继续使用 kotlin.targets { fromPreset() } 方案, 但我们推荐使用更加 专门的方法来创建编译目标.

  • kotlin.targets { } 代码段内, 由 Gradle 自动生成的编译目标访问器不再可用. 请改为使用 findByName("targetName") 方法.

    注意, 对 kotlin.targets 的情况, 这些访问器仍然可以使用, 比如对 kotlin.targets.linuxX64.

源代码目录的配置

Kotlin Gradle plugin 对 Java SourceSet 组添加了 Kotlin SourceDirectorySet, 作为一个 kotlin 扩展. 因此可以在 build.gradle.kts 文件内, 以类似于对 Java, Groovy, 和 Scala 的方式来配置源代码目录:

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

你不再需要使用已废弃的 Gradle 方式来为 Kotlin 指定源代码目录.

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

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

JVM toolchain 配置的新方法

这个发布版提供了一个新的 jvmToolchain() 方法, 用来启用 JVM toolchain 功能. 如果你不需要任何额外的 配置设定, 比如 implementationvendor, 你可以通过 Kotlin 扩展使用这个方法:

kotlin { jvmToolchain(17) }

这样可以简化 Kotlin 项目的设置过程, 无需添加额外的配置. 在这次的发布版之前, 你只能通过以下方式指定 JDK 版本:

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

标准库

Kotlin 1.7.20 对 java.nio.file.Path 类提供了新的 扩展函数, 可以用来遍历文件树:

  • walk() 惰性的(lazily)遍历以指定路径为根的文件树.

  • fileVisitor() 可以单独创建一个 FileVisitor. FileVisitor 定义遍历目录和文件时的行为.

  • visitFileTree(fileVisitor: FileVisitor, ...) 接收一个预先定义的 FileVisitor, 然后使用 java.nio.file.Files.walkFileTree() 来遍历文件树.

  • visitFileTree(..., builderAction: FileVisitorBuilder.() -> Unit) 使用 builderAction 创建一个 FileVisitor, 然后调用 visitFileTree(fileVisitor, ...) 函数.

  • FileVisitResultFileVisitor 的返回类型, 默认值是 CONTINUE, 表示继续文件遍历过程.

下面是使用这些新扩展函数能够实现的一些功能:

  • 明确创建一个 FileVisitor, 然后使用它:

    val cleanVisitor = fileVisitor { onPreVisitDirectory { directory, attributes -> // 这里可以实现访问目录时的某些逻辑 FileVisitResult.CONTINUE } onVisitFile { file, attributes -> // 这里可以实现访问文件时的某些逻辑 FileVisitResult.CONTINUE } } // 这里可以实现某些逻辑 projectDirectory.visitFileTree(cleanVisitor)
  • 使用 builderAction 创建一个 FileVisitor, 然后立即使用它:

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

    @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() } // 使用 walk 函数: 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]") }

和其他的实验性 API 一样, 这些新扩展函数需要使用者同意(Opt-in): @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.

对于 walk() 函数visit 扩展函数, 我们期待你能通过 YouTrack 提供返回意见.

文档更新

从上一次发布之后, Kotlin 文档有了很大的变更:

文档的改进和新增

  • 基本类型概述 – 学习 Kotlin 中使用的基本类型: 数值, Booleans, 字符, 字符串, 数组, 以及无符号整数.

  • Kotlin 开发使用的 IDE – 查看带有官方 Kotlin 支持的 IDE, 以及带有社区支持的 plugin 的工具.

Kotlin Multiplatform 期刊中的新文章

教程的改进和新增

Kotlin 的发布版本文档的变更

我们不再对各个发布版提供推荐的 kotlinx 库列表. 这个列表只包含推荐的版本, 以及 Kotlin 本身测试过的版本. 其中不包括各个库直接的相互依赖, 以及它们需要 kotlinx 的哪个版本, 这些版本可能与推荐的 Kotlin 版本不同.

我们正在寻找方法来提供库之间相互关联相互依赖的信息, 以便于你来判断, 当你升级你的项目的 Kotlin 版本时, 应该使用 kotlinx 库的哪个版本.

安装 Kotlin 1.7.20

IntelliJ IDEA 2021.3, 2022.1, 和 2022.2 会自动建议将 Kotlin plugin 更新到版本 1.7.20.

新的命令行编译器可以通过 GitHub 发布页面 下载.

Kotlin 1.7.20 的兼容性指南

尽管 Kotlin 1.7.20 是一个增量发布版, 但我们仍然不得不进行了一些不兼容的变更, 以解决 Kotlin 1.7.0 中的一些问题.

关于这些不兼容的变更, 详情请参见 Kotlin 1.7.20 兼容性指南.

最终更新: 2024/12/17