Java 17 新特性详解与代码示例

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目录

[一、Java 17 新特性概览](#一、Java 17 新特性概览)

二、详细解析与代码示例

[1. Sealed Classes(密封类)](#1. Sealed Classes(密封类))

代码示例

[2. Switch 模式匹配(预览功能)](#2. Switch 模式匹配(预览功能))

代码示例

[3. 文本块(Text Blocks)](#3. 文本块(Text Blocks))

代码示例

[4. Stream API 增强](#4. Stream API 增强)

代码示例

[5. RandomGenerator API](#5. RandomGenerator API)

代码示例

[6. ZGC 与 G1 GC 的增强](#6. ZGC 与 G1 GC 的增强)

[ZGC 示例](#ZGC 示例)

[7. 废弃和移除](#7. 废弃和移除)

[UTF-8 示例](#UTF-8 示例)

三、总结与展望


Java 17 是长期支持(LTS)的版本,具有稳定性和新特性的平衡,非常适合开发者长期使用。本文将详尽解析 Java 17 的新特性,结合代码示例帮助理解这些增强与改进。


一、Java 17 新特性概览

Java 17 包含多个增强,主要涉及以下几类:

  1. 语言特性改进
    • Sealed Classes(密封类)
    • Switch 模式匹配(预览)
    • 文本块(Text Blocks)
  2. API 改进
    • Stream API 增强
    • RandomGenerator API
  3. JVM 改进
    • ZGC 与 G1 GC 的增强
  4. 工具改进
    • JEP 391:Windows/AArch64 支持
    • JEP 356:增强的 Java 测试框架
  5. 废弃和移除
    • 删除 Applet API
    • 强制使用 UTF-8 编码

二、详细解析与代码示例

1. Sealed Classes(密封类)

密封类通过限制哪些类可以继承其实现,为类层次结构提供更好的控制。这在复杂领域模型中非常有用。

代码示例
java 复制代码
sealed class Shape permits Circle, Rectangle {
    // 基类代码
}

final class Circle extends Shape {
    double radius;

    Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }
}

non-sealed class Rectangle extends Shape {
    double length, width;

    Rectangle(double length, double width) {
        this.length = length;
        this.width = width;
    }
}

特性说明:

  • sealed 限制可以继承的类。
  • permits 明确指定子类。
  • 子类必须是 finalsealednon-seale

2. Switch 模式匹配(预览功能)

Switch 表达式支持基于模式的匹配,让代码更简洁。

代码示例
java 复制代码
public class PatternMatchingDemo {
    public static String formatShape(Object shape) {
        return switch (shape) {
            case Circle c -> "Circle with radius: " + c.radius;
            case Rectangle r -> "Rectangle with length: " + r.length + ", width: " + r.width;
            default -> "Unknown shape";
        };
    }

    public static void main(String[] args) {
        Shape shape = new Circle(5.0);
        System.out.println(formatShape(shape));
    }
}

特性说明:

  • 支持类型匹配和模式解构。
  • 提高了代码的可读性和安全性。

3. 文本块(Text Blocks)

文本块提供简洁的方式来定义多行字符串,并支持更好的格式化和操作。

代码示例
java 复制代码
public class TextBlockDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String json = """
                {
                    "name": "Java 17",
                    "features": ["Sealed Classes", "Switch Pattern Matching", "Text Blocks"]
                }
                """;
        System.out.println(json);
    }
}

特性说明:

  • 使用 """ 包裹文本。
  • 自动维护换行和缩进。
  • 提高了代码的可维护性。

4. Stream API 增强

Java 17 为 Stream API 添加了新的方法,如 toList(),用于简化流操作。

代码示例
java 复制代码
import java.util.stream.Stream;

public class StreamApiDemo {
    public static void main(String[] args) {
        var list = Stream.of("Java", "Python", "C++")
                         .map(String::toUpperCase)
                         .toList(); // 直接转换为列表
        System.out.println(list);
    }
}

特性说明:

  • toList() 方法返回一个不可变列表。
  • 简化了流到集合的转换。

5. RandomGenerator API

新的 RandomGenerator API 提供了更多的随机数生成器,实现更高效和多样的生成。

代码示例
java 复制代码
import java.util.random.RandomGenerator;

public class RandomGeneratorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        RandomGenerator random = RandomGenerator.of("L64X128MixRandom");
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(random.nextInt(100)); // 生成 0 到 99 的随机数
        }
    }
}

特性说明:

  • 支持多种算法,提供更灵活的选择。
  • 适合科学计算和并行环境。

6. ZGC 与 G1 GC 的增强

Java 17 优化了 ZGC(低延迟垃圾回收器)和 G1 GC 的性能,使得内存管理更加高效。

ZGC 示例
java 复制代码
// JVM 参数配置
// -XX:+UseZGC -Xmx2g -Xms2g
public class ZGCDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Using ZGC in Java 17");
        // 模拟大内存分配和释放
    }
}

特性说明:

  • ZGC 的暂停时间可以保持在 10 毫秒以内。
  • 适合低延迟、高吞吐量的应用场景。

7. 废弃和移除
  • Applet API 移除: Applet 技术因过时和安全问题被移除。
  • 强制 UTF-8: Java 17 中,默认字符集改为 UTF-8,提升了国际化支持。
UTF-8 示例
java 复制代码
public class UTF8Demo {
    public static void main(String[] args) {
        String text = "你好,世界!"; // UTF-8 字符
        System.out.println(text);
    }
}

三、总结与展望

Java 17 作为 LTS 版本,提供了丰富的特性和改进,涵盖了语言、API 和工具等多个方面。无论是密封类、Switch 模式匹配,还是 ZGC 和 RandomGenerator API,都为开发者提供了更强大的工具和灵活性。

随着 Java 17 的推出,开发者可以更加高效地构建现代化的应用程序,充分利用其新特性打造高性能、安全性强的系统。

推荐使用场景:

  • 大型企业级项目。
  • 长期维护的应用。
  • 需要低延迟和高吞吐的系统。

下一步:

  • 学习和实践 Java 17 的新特性。
  • 升级现有项目到 Java 17,享受其性能和功能优势。
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