Java 变得越来越像 Rust

介绍

随着编程的增强和复杂性越来越流行，许多编程语言也相互效仿。 Java 也不例外。

尽管社区内部存在问题，Rust 仍逐年赢得了开发人员的喜爱。并且有充分的理由：由于编译器，Rust 使开发人员能够避免整个类别的问题。编译器要求正确性，以至于一些开发人员开始遇到一些不安全感。

我想展示 Rust 的两个特性，这些特性是 Rust 优秀的一部分，然后将它们与 Java 的最新创新进行比较。

免责声明：我绝不声称这些 Rust 功能导致其对应功能出现在 Java 中。如果 Kotlin 和或 Scala 在实现这一点方面更具影响力，我不会感到惊讶。但我很高兴看到 Rust 功能也可以（在某种程度上）在 Java 中找到！

不可变数据(Immutable Data)

在 Rust 中，数据默认是不可变的。

rust 复制代码

struct User {
    // struct members are immutable    
    name: &'static str,
    age:  i32
}

fn main() {  
    // user and members are immutable
    let user = User { name: "Bob", age: 42 };
}

如果我们希望数据是可变的，则必须显式声明它是可变的。

rust 复制代码

fn main() {
    let mut user = User { name: "Bob", age: 42 };
    user.name = "Jim";
}

现在，一个普通的 Java 对象（又名 POJO）通常是默认可变，而且相当冗长。 Java 8 中的代码如下：

java 复制代码

public class User {  
    private String name;
    private int age;        

    public User(String name, int age) {  
        this.name = name;        
        this.age = age;    
    }

    public String getName() {  
        return this.name;
    }

    public int getAge() {
        return this.age;
    }

    public void setName(String name) {  
        this.name = name;
    }

    public void setAge(int age) {  
        this.age = age;
    }

    public static void main(String[] args) {  
        User user = new User("Bob", 42);
        user.setName("Jim");
        System.out.println(user.getName());
    }

    // not to mention equals(), toString() and friends!  
}

然而，多亏了现代 Java，record 类在考虑到不变性的情况下简化了这一点，并且我们的代码远没有那么冗长。以下是启用了预览的有效 Java 21 代码。

java 复制代码

record User(String name, int age) {}  

void main() {  
    final var user = new User("Bob", 42);
}

代数数据类型(Algebraic Data Types)

在这段 YouTube 视频中，我们看到 Rust 如何利用代数类型来帮助使无效状态变得不可表示，并强有力地保证防止错误行为。在 Rust 中，这是使用枚举完成的：

rust 复制代码

enum RealCat {  
    Alive { is_hungry: bool },
    Dead
}  

fn main() {
    let real_cat: RealCat = RealCat::Alive { is_hungry: true };
    match real_cat {
        RealCat::Alive { is_hungry } => {
            if is_hungry {
                println!("The cat demands a sacrifice.");
            } else {
                println!("The cat is bored.");
            }
        },
        RealCat::Dead => println!("Oh no!!!")
    }
}

直到最近，这还无法在 Java 中优雅地实现。然而，从 Java 21 及更高版本开始，您可以使用包含记录的密封接口并使用详尽的 switch 语法在 Java 中优雅地实现此功能：

RealCat.java

java 复制代码

public sealed interface RealCat permits RealCat.Alive, RealCat.Dead {

    record Alive(boolean isHungry) implements RealCat {}
    record Dead() implements RealCat {}

    static void check(RealCat realCat) {
        switch (realCat) {
            case Alive aliveCat -> {
                if (aliveCat.isHungry()) {
                    System.out.println("The cat demands a sacrifice.");
                } else {
                    System.out.println("The cat is bored.");
                }
            }
            case Dead _ -> System.out.println("Oh no!!!");
        }
    }
}

RealCatApplication.java

java 复制代码

void main() {
    final var hungryCat = new RealCat.Alive(true);
    RealCat.check(hungryCat);
}

结论

有无数（充分）的理由表明 Java 永远不会成为 Rust，但我很高兴看到 Rust 的一些强大功能进入了 Java。这将巩固 Java 作为商业世界首选编程语言之一的长期地位。 Java 在过去 28 年中一直拥有重要的市场份额，并且由于 OpenJDK 项目致力于提高开发人员的生产力，因此在未来 28 年中即使不能重新获得重要的市场份额，也有望保持这一市场份额。