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痛定思痛。 2023-10-10 01:26 45阅读 0赞

> Java 17 有什么新功能？

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Java 17 于 2021 年 9 月发布，仅比之前的 LTS Java 11 晚了 3 年。它带来了很多新的变化，比如重新实现了整个 TCP 和 UDP Socket API 以及引入了两个新的垃圾收集器：ZGC 和 Shenandoha。

此版本中引入的语言功能包括：

*  切换表达式
 *  文本块和格式化字符串
 *  instanceof 的模式匹配
 *  记录
 *  密封类
 *  本地类型
 *  内部类静态成员 此外还引入了 jpackage，这是一个用于创建本地安装程序的有趣命令行工具。

### 切换表达式 ###

与经典的 Switch 相比，Switch 表达式只执行激活的 case 内的代码，并且可以返回一个值。

public class SwitchExpressions {
        private static final boolean LOVE_COLD = false;
    
        public enum Season {SPRING, SUMMER, AUTUMN, WINTER}
    
        public static String seasonMessage(Season season) {
            return switch (season) {
                case SPRING, AUTUMN -> "It is a good season.";
                case SUMMER -> "Beach time!";
                case WINTER -> {
                    if (LOVE_COLD) {
                        yield "Snow time!";
                    }
                    throw new RuntimeException("Ice cubes everywhere!");
                }
            };
        }
    }

返回的值类型必须在所有情况下和默认分支中都兼容。它可以直接在表达式 分支中返回（第 8-9 行）或在块分支中使用yield关键字（第 10-15 行）。

在块分支中，yield 与方法体中的 return 具有相同的功能。这意味着，如果某个条件流运算符用于在块分支内生成多个分支，则每个分支都必须产生一个值或抛出异常。

与普通 Switch 不同，switch 表达式始终需要默认分支，除非输入类型是枚举并且涵盖了所有情况，或者没有返回值。

### 文本块和格式化字符串 ###

现在使用字符串更容易了。

public class TextBlocks {
        public static void main(String[] args) {
            var block = """
                    This Text has \
                    two lines.
                      "Text" is automatically escaped.""";
            System.out.println(block);
            /*
            |This Text has two lines.
            |  "Text" is automatically escaped.
            */
            var formatted = "A string can be formatted using %s method".formatted(".formatted()");
            System.out.println(formatted);
            /*
            A string can be formatted using .formatted() method
             */
        }
    }

文本块允许编写不需要转义的字符串，例如 JSON。最左边字符之前的所有空格都会被自动删除。

另一方面，Formatted 是一种新的字符串实例方法，它允许直接格式化字符串而不使用String.format(...).

### instanceof 的模式匹配 ###

instanceof 的模式匹配与 if 语句一起用于减少样板文件并提高可读性。

public class PatternMatchingInstanceof {
        public static void main(String[] args) {
            Object o = "I'm a string.";
            // old way
            if (o instanceof String && !((String) o).isBlank()) {
                System.out.println(((String) o).toUpperCase());
            }
            // new way
            if (o instanceof String s && !s.isBlank()) {
                System.out.println(s.toUpperCase());
            }
        }
    }

新语法允许定义匹配类型的变量并使用它。新变量的范围由编译器计算并取决于检查的完成方式。在这种情况下，从检查后的第 9 行开始，到 if 正文结束的第 11 行结束。

public class GuessANumber {
        private static final Random random = new Random();
    
        public static void main(String[] args) {
            Object o = random.nextInt(10) + 1;
    
            while (!guessANumber(o)) {}
    
            System.out.println("I won.");
        }
    
        private static boolean guessANumber(Object o) {
            if (!(o instanceof Integer i)) {
                throw new IllegalArgumentException("I can guess only numbers.");
            }
            if (i < 1 || i > 10) {
                throw new IllegalArgumentException("I can guess only numbers between 1 and 10.");
            }
            var guess = random.nextInt(10) + 1;
            System.out.println("Trying with " + guess);
            return i.equals(guess);
        }
    }

在第二种情况下，在第 15 行之后，可以使用变量i ，因为o只能是整数。

### 记录 ###

记录用于删除样板，给定 POJO 类：

final class POJOPoint {
        private final double x;
        private final double y;
    
        POJOPoint(double x, double y) {
            this.x = x;
            this.y = y;
        }
    
        public double x() {
            return x;
        }
    
        public double y() {
            return y;
        }
    
        @Override
        public boolean equals(Object o) {
            return true; // my dummy example implementation
        }
    
        @Override
        public int hashCode() {
            return 0; // my dummy example implementation
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "Point{x=%f, y=%f}".formatted(x, y);
        }
    }

可以替换为：

record RecordPoint(double x, double y) {
    }

Records 允许以紧凑的方式定义一个不可变的类：

*  规范的所有参数构造函数
 *  访问器方法（field()而不是getField()）
 *  equals(),hashCode()和toString()默认实现

然而，可以为任何这些方法和规范构造函数本身提供自定义实现。

public record Point(double x, double y, String label) implements Serializable {
        public static final long serialVersionUID = 1;
    
        public Point {
            if (label == null || label.isBlank()) {
                throw new IllegalArgumentException("Label cannot be blank.");
            }
            label = label.toUpperCase();
        }
    
        public Point(double x, double y) {
            this(x, y, "POINT");
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "%s(%f, %f)".formatted(label, x, y);
        }
    
        public static Point origin() {
            return new Point(0, 0 , "origin");
        }
    
        public double distanceFrom(Point p) {
            double xDistance = Math.pow(x - p.x, 2);
            double yDistance = Math.pow(y - p.y, 2);
            return Math.sqrt(xDistance + yDistance);
        }
    }

此外，记录可以：

*  实现任何接口，但不能扩展类（第 1 行）
 *  在调用规范构造函数之前定义一个紧凑的构造函数来操作数据（第 4-9 行）
 *  定义任何不同于 all args 的构造函数，但必须使用 all args 调用this(...)（第 11-13 行）
 *  添加静态成员或方法（第 2 行，第 20-22 行）
 *  添加实例方法，但不添加其他实例成员（第 24-28 行）

对于使用 Lombok 的人来说，它基本上是一个带有@Value注释的类。

### 密封类 ###

密封类/接口限制了哪些其他类/接口可以直接实现/扩展它们。

sealed interface Shape permits Triangle, Rectangle, Polygon {
    }
    
    final class Triangle implements Shape {
    }
    
    sealed class Rectangle implements Shape permits Square {
    }
    
    final class Square extends Rectangle {
    }
    
    non-sealed class Polygon implements Shape{
    }

permit子句中定义的每个类/接口都必须扩展/实现密封的类/接口。默认情况下，专利和子项必须在同一个包中，但在模块化应用程序中，可以在同一模块内的任何位置定义。

扩展/实现密封类/接口的类/接口必须是以下之一：

*  final：不允许子类。
 *  密封：必须定义允许的子类/子接口。
 *  non-sealed：这相当于一个普通的类/接口，没有任何限制。

### 本地类型 ###

本地意味着在方法体内部，在 Java 11 中已经可以定义类，在 Java 17 中这种可能性已扩展到接口和枚举。

public class LocalTypes {
        public static void main(String[] args) {
            interface PrimaryColor { boolean isPrimary(); }
    
            enum Color implements PrimaryColor {
                RED(true), GREEN(true), BLUE(true),
                BLACK(false), WHITE(false), YELLOW(false);
    
                private final boolean primary;
    
                Color(boolean primary) { this.primary = primary; }
    
                @Override
                public boolean isPrimary() { return primary; }
            }
    
            Stream.of(Color.values())
                    .filter(PrimaryColor::isPrimary)
                    .forEach(System.out::println);
        }
    }

需要指出的是，即使现在有可能，但这并不意味着必须这样做。在编写代码时，始终考虑可读性和可维护性是很重要的。

### 内部类静态成员 ###

内部类，作为顶级类和嵌套类，现在可以定义静态成员（字段和方法）。

public class InnerClassStaticMembers {
        public static void main(String[] args) {
            Nested.print();
            Inner.print();
        }
        
        class Inner {
            static String message = "Static inside inner is new!";
    
            static void print() {
                System.out.println(message);;
            }
        }
    
        static class Nested {
            static String message = "Static inside nested is old!";
    
            static void print() {
                System.out.println(message);;
            }
        }
    }

在 Java 17 之前，内部类和嵌套类都可以声明实例成员，但只有嵌套类可以声明静态成员。至于局部类型，内部类和嵌套类在某些情况下可能很方便，但它们的使用应该反映一个原因，它们不应该仅仅因为它们可以使用而使用。

### jpackage ###

这个新的命令行工具为独立的 Java 应用程序创建安装程序。换句话说，给定一个 jar 应用程序和一个 JRE（Java 运行时环境），它将为不同的操作系统创建一个本机安装程序：

*  视窗：exe、msi
 *  Linux：rpm、deb
 *  Mac：pkg，dmg

让我们以模式匹配中的GuessANumber示例为例，假设包是my.example。作为第一步，我们需要将源代码编译并打包到一个 jar 文件中：

javac my/example/*.java
    jar cfe GuessANumber.jar my.example.GuessANumber my/example/*.class

这相当于mvn compile package在 maven 项目中运行。

现在应用程序已准备就绪，可以使用以下命令创建安装程序：

jpackage --input . \
        --main-jar GuessANumber.jar \
        --main-class my.example.GuessANumber

安装程序和 JRE 类型由当前环境自动推断。给定一个 linux，创建一个 deb 文件。有了它，就可以安装包了，安装的可执行文件可以在`/opt/guessanumber/bin/GuessANumber`找到。

### 垃圾收集器 ###

从 Java 9 开始，默认的垃圾收集器是G1。它不能在应用程序运行时工作，但可以根据用户需要修剪暂停。更短的暂停为 GC 提供更多的 CPU 时间，更大的暂停让应用程序工作更长时间而不会停止。然而，如果工作量随着时间的推移而增加，性能就会下降。

Shenandoha是在 java 12 中引入的，它相对于G1的优势在于它能够与应用程序线程同时执行其工作。当它能够使用 Brooks 指针与应用程序同时重定位对象时，这是可能的。Brook 指针是堆中的每个对象都具有指向该对象的引用。

ZGC的目标是低延迟、可扩展性和易用性。作为Shenandoha，它允许主应用程序在执行垃圾收集的同时继续运行。此外，它可以将 Java 堆从数百 MB 扩展到 TB，保持低暂停时间。可预测的暂停简化了开发过程：无需设计避免垃圾收集的方法或垃圾收集器的性能专业知识。

### 结论 ###

一个接一个地发布 Java 正试图成为一种更现代、更轻量级的编程语言。它需要与在 JVM 行 Kotlin 上运行的其他现代语言保持更新，同时，不要失去习惯它并且不想改变他们所知道的一切的旧开发人员。

从我的角度来看，它做得很好，添加了非常有趣的新工具，有助于以更优雅和可读的方式构建代码。我很期待看到下一个 LTS 中会发生什么。

参考

*  OCP Oracle Certified Professional Java SE 17 开发人员学习指南：考试 1Z0–829
 *  jpackage 指南
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