java8-java17新特性总结

崔小汤呀2025-06-23 15:08

Java 8

新特性

Lambda 表达式和函数式接口

Lambda 表达式是一种匿名函数，允许将函数作为参数传递给方法，或者在集合操作中以更紧凑的方式编写代码。函数式接口是只有一个抽象方法的接口，可隐式转换为 Lambda 表达式。Java 8 提供了 @FunctionalInterface 注解来显式说明某个接口是函数式接口。

示例：

java 复制代码 
import java.util.Arrays; 
import java.util.List; 

public class LambdaDemo { 
    public static void main ( String [] args ) { 
        List < String > names = Arrays.asList( "Alice", "Bob", "Charlie" ); 
        // Java 7 及之前使用匿名类遍历列表 
        for ( String name : names ) { 
            System.out.println( name ); 
        } 
        // Java 8 使用 Lambda 表达式遍历列表 
        names.forEach( name -> System.out.println( name ) ); 
    } 
}

传统方式与新特性对比：传统方式使用匿名类，代码冗长；Lambda 表达式简化了代码结构，避免了匿名类的冗余代码。

接口的默认方法和静态方法

Java 8 允许在接口中定义默认方法和静态方法。默认方法使得开发者可以在不破坏二进制兼容性的前提下，往现存接口中添加新的方法，不强制实现类实现该方法。静态方法可以直接通过接口调用。

示例：

java 复制代码 
interface Formula { 
    double calculate ( int a); 
    default double sqrt ( int a) { 
        return Math.sqrt(a); 
    } 
}

public class Main { 
    public static void main(String[] args) { 
        Formula formula = new Formula() { 
            @Override 
            public double calculate ( int a) { 
                return sqrt(a * 100); 
            } 
        }; 
        formula.calculate( 100); // 100.0 
        formula.sqrt( 16); // 4.0 
    } 
}

Stream API

Stream API 提供了一种声明式的方式来处理集合数据，支持流式处理、懒加载和并行计算。可以对集合进行过滤、映射、归约等操作。

示例：

java 复制代码 
import java.util.Arrays; 
import java.util.List; 

public class StreamDemo { 
    public static void main ( String [] args ) { 
        List < Integer > numbers = Arrays.asList( 1, 2, 3, 4, 5, 6 ); 
        // Java 7 及之前使用循环过滤偶数并打印 
        for ( Integer number : numbers ) { 
            if ( number % 2 == 0 ) { 
                System.out.println( number ); 
            } 
        } 
        // Java 8 使用 Stream API 过滤偶数并打印 
        numbers.stream().filter(n -> n % 2 == 0).forEach(System.out::println); 
    } 
}

传统方式与新特性对比：传统方式使用循环遍历，代码繁琐，缺乏可读性；Stream API 提供了更加简洁、功能强大的数据操作方法，可以通过链式调用实现复杂的操作。

使用场景

  • Lambda 表达式和函数式接口：适用于集合操作、事件处理、多线程编程等场景，可简化代码逻辑，提高开发效率。
  • 接口的默认方法和静态方法：在需要对现有接口进行扩展，同时又要保持兼容性时非常有用。
  • Stream API：用于集合数据的处理，如数据过滤、映射、排序、聚合等操作。

Java 9

新特性

模块化系统(Project Jigsaw)

Java 9 引入了模块系统，将 JDK、应用程序和库分成多个模块，解决了大型项目的复杂性问题，提升了应用程序的可维护性和启动性能。使用 module-info.java 文件定义模块，支持模块之间的依赖管理和封装。

示例：

java 复制代码 
module com.example.myapp { 
    requires java.base; 
    exports com.example.myapp.services; 
}

应用场景：拆分大型单体应用为模块化结构，更容易管理依赖关系，避免 JAR 冲突，构建更小的、定制化的运行时镜像。

JShell(交互式 REPL)

JShell 是 Java 9 提供的交互式编程工具，允许开发者快速测试代码片段，无需编写完整的类和方法。

示例：

ini 复制代码 
$ jshell
-> int x = 10 ;
-> x * 2 
20

应用场景：学习和测试新功能或 API，快速验证算法或代码片段。

改进的流(Stream API)

Java 9 为 Stream API 添加了新方法，如 takeWhile()、dropWhile()、ofNullable()、iterate() 等，使其功能更强大。

示例：

java 复制代码 
import java.util.List; 
import java.util.stream.Collectors; 
import java.util.stream.Stream; 

public class StreamExample { 
    public static void main(String[] args) { 
        List < Integer > numbers = List.of( 1, 2, 3, 4, 5, 6 ); 
        numbers.stream().takeWhile( n -> n < 4 ).forEach( System.out::println ); // 输出 1, 2, 3 
    } 
}

应用场景：更灵活地处理数据流，在过滤、分割数据时减少代码复杂性。

改进的接口私有方法

Java 9 允许在接口中定义私有方法，用于重用逻辑，简化默认方法的实现。

示例：

java 复制代码 
interface MyInterface { 
    default void defaultMethod ( ) { 
        privateMethod ( ); 
    } 
    private void privateMethod ( ) { 
        System.out.println( "Shared logic" ); 
    } 
}

应用场景：封装接口内部逻辑，避免代码重复。

更轻量的 HTTP/2 客户端

Java 9 引入了实验性的 HTTP/2 客户端 API，用于高效处理 HTTP 请求，支持异步和 WebSocket。

示例：

java 复制代码 
import java.net.URI; 
import java.net.http.HttpClient; 
import java.net.http.HttpRequest; 
import java.net.http.HttpResponse; 

public class HttpClientExample { 
    public static void main(String[] args) throws Exception { 
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient(); 
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder() 
           .uri(URI.create( "https://example.com" )) 
           .build(); 
        HttpResponse < String > response = client.send( request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString() ); 
        System.out.println( response.body() ); 
    } 
}

应用场景：RESTful API 调用，支持现代网络协议的客户端开发。

集合工厂方法

Java 9 为 List、Set 和 Map 添加了静态工厂方法，方便地创建不可变集合。

示例：

java 复制代码 
import java.util.List; 
import java.util.Map; 
import java.util.Set; 

public class CollectionExample { 
    public static void main(String[] args) { 
        List < String > list = List.of( "A", "B", "C" ); 
        Set < String > set = Set.of( "X", "Y", "Z" ); 
        Map < String, Integer > map = Map.of( "Key1", 1, "Key2", 2 ); 
    } 
}

应用场景 ：快速创建小型集合，避免使用 Arrays.asList() 产生的副作用。

使用场景

  • 模块化系统适用于大型项目的开发和维护，提高代码的可管理性和可维护性。
  • JShell 适合开发者进行快速代码测试和学习。
  • 改进的流和接口私有方法可用于优化代码逻辑。
  • HTTP/2 客户端适用于网络请求开发。
  • 集合工厂方法方便创建不可变集合。

Java 10

新特性

局部变量类型推断

Java 10 引入了局部变量类型推断，允许使用 var 关键字声明局部变量，编译器会自动推断变量类型。

示例：

java 复制代码 
var list = new ArrayList < String > ( ); // ArrayList<String> 
var stream = list.stream(); // Stream<String>

注意事项 ：var 不是关键字，而是保留字，只能用于局部变量初始化、for 循环内部索引变量和传统的 for 循环声明变量，不能用于方法参数、构造函数参数、方法返回类型、字段等。

统一的垃圾回收接口

Java 10 引入了统一的垃圾回收接口，使得新的垃圾收集器可以更方便地集成到 JDK 中。

并行全垃圾回收器 G1

Java 10 对 G1 垃圾回收器进行了改进，引入并行全垃圾回收，提高了垃圾回收效率。

使用场景

  • 局部变量类型推断可简化代码，提高开发效率，但要注意避免过度使用影响代码可读性。
  • 统一的垃圾回收接口和并行全垃圾回收器 G1 有助于优化内存管理和垃圾回收性能。

Java 11

新特性

新的字符串处理方法

Java 11 为 String 类增加了多个实用方法，如 isBlank()、lines()、strip()、repeat(int count) 等，简化了字符串处理。

示例：

java 复制代码 
String str = " Hello Java 11 " ; 
System.out.println( str.isBlank() ); // false 
System.out.println( str.strip() ); // "Hello Java 11" 
System.out.println( str.lines().count() ); // 按行分割后统计行数 
System.out.println( "Java".repeat( 3 ) ); // "JavaJavaJava"

应用场景：日常字符串处理，如检查输入、去除空格等，快速生成重复的文本模板。

Lambda 表达式参数支持局部变量语法

在 Lambda 表达式中，参数支持显式使用 var 声明，并可以结合注解使用。

示例：

java 复制代码 
( var x, var y ) -> x + y

应用场景：增强代码可读性，特别是结合注解时更直观。

HTTP Client API 的正式引入

Java 9 中引入的实验性 HTTP/2 客户端在 Java 11 中成为正式 API，支持同步和异步请求，支持 HTTP/1.1 和 HTTP/2，内置支持 WebSocket。

示例：

java 复制代码 
import java.net.URI; 
import java.net.http.HttpClient; 
import java.net.http.HttpRequest; 
import java.net.http.HttpResponse; 

public class HttpClientExample { 
    public static void main(String[] args) throws Exception { 
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient(); 
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder() 
           .uri(URI.create( "https://example.com" )) 
           .build(); 
        HttpResponse < String > response = client.send( request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString() ); 
        System.out.println( response.body() ); 
    } 
}

应用场景：RESTful API 调用，支持现代网络协议的客户端开发。

ZGC(低延迟垃圾回收器)

Java 11 引入了 ZGC，一个专为超低延迟设计的垃圾回收器，暂停时间不超过 10 毫秒，支持超大堆内存（TB 级），适用于延迟敏感的应用。

应用场景：高性能服务端应用，延迟要求严格的实时系统。

使用场景

  • 新的字符串处理方法可用于日常字符串操作。
  • Lambda 表达式参数支持局部变量语法可提高代码可读性。
  • HTTP Client API 适用于网络请求开发。
  • ZGC 适合对延迟敏感的应用。

Java 12

新特性

Switch 表达式(预览)

Java 12 引入了 Switch 表达式的预览特性，扩展的 switch 语句不仅可以作为语句，还可以作为表达式，并且可以使用简化的 "case L ->" 模式匹配语法，省去了 break 语句，避免了因少写 break 而出错。

示例：

java 复制代码 
int num = 2; 
int result = switch (num) { 
    case 1, 2 -> 2; 
    case 3 -> 3; 
    default -> 0; 
};

支持数字压缩格式化

Java 12 引入了数字压缩格式化功能，可以将数字按照不同的格式进行压缩显示。

Shenandoah GC:低停顿时间的 GC(预览)

Java 12 引入了 Shenandoah GC 的预览特性，这是一个低停顿时间的垃圾回收器。

使用场景

  • Switch 表达式可简化代码逻辑，提高代码的可读性和可维护性。
  • 数字压缩格式化可用于数字显示的优化。
  • Shenandoah GC 适合对垃圾回收停顿时间有要求的应用。

Java 13

新特性

文本块的增强

Java 13 对文本块进行了增强，允许在文本块中使用转义字符，并且可以通过 s 来表示一个空格。

示例：

java 复制代码 
String json = """
{ 
    "name": "Java", 
    "version": 13 
} 
""";

Switch 表达式的进一步改进

Java 13 对 Switch 表达式进行了进一步改进，使其更加完善。

使用场景

  • 文本块的增强可用于处理复杂的文本内容，如 JSON、XML 等。
  • Switch 表达式的改进可继续优化代码逻辑。

Java 14

新特性

模式匹配（针对 instanceof 的简化）

Java 14 引入了模式匹配，简化了 instanceof 检查和类型转换。

示例：

java 复制代码 
// Java 8 写法
if (obj instanceof String) { 
    String s = (String) obj; 
    System.out.println(s.toUpperCase()); 
} 
// Java 14 写法
if (obj instanceof String s) { 
    System.out.println(s.toUpperCase()); 
}

记录类（预览）

Java 14 引入了记录类的预览特性，记录类是一种不可变类，用于封装数据，自动生成 equals()、hashCode()、toString() 等方法。

示例：

java 复制代码 
record Point(int x, int y) {}

废弃 CMS 垃圾回收器

Java 14 废弃了 CMS 垃圾回收器。

使用场景

  • 模式匹配可简化代码中的类型检查和转换逻辑。
  • 记录类适合用于简单的数据封装。

Java 15

新特性

文本块的正式引入

Java 15 正式引入了文本块，允许更方便地处理多行字符串，特别是处理 HTML、JSON、SQL 等文本片段。

示例：

java 复制代码 
String json = """
{ 
    "name": "Java", 
    "version": 15 
} 
""";

密封类（预览）

Java 15 引入了密封类的预览特性，密封类可以限制类的继承关系，明确允许哪些类可以继承或实现。

示例：

java 复制代码 
public sealed class Shape permits Circle, Square {}

使用场景

  • 文本块可用于处理复杂的文本内容。
  • 密封类可增强代码的安全性和可维护性。

Java 16

新特性

模式匹配的增强

Java 16 对模式匹配进行了增强，使其更加完善。

记录类的正式引入

Java 16 正式引入了记录类，自动生成 equals()、hashCode()、toString() 等方法，简化了数据类的定义。

流的 toList() 方法

Java 16 为流添加了 toList() 方法，可直接将流转换为 List。

示例：

java 复制代码 
import java.util.List; 
import java.util.stream.Stream; 

public class StreamToListExample { 
    public static void main(String[] args) { 
        List<Integer> list = Stream.of(1, 2, 3).toList(); 
    } 
}

使用场景

  • 模式匹配和记录类可继续优化代码逻辑和数据类定义。
  • 流的 toList() 方法方便流的结果收集。

Java 17

新特性

密封类的正式支持

Java 17 正式支持密封类，限制类的继承关系，增强代码安全性，避免滥用多态。

示例：

java 复制代码 
public sealed class Shape permits Circle, Square {}

模式匹配的进一步完善

Java 17 对模式匹配进行了进一步完善，简化 instanceof 检查和类型转换，例如增强型 switch 表达式。

ZGC/Shenandoah 垃圾收集器

Java 17 支持 ZGC（亚毫秒级停顿）和 Shenandoah GC（低延迟），适合大内存和实时应用。

使用场景

  • 密封类和模式匹配可用于增强代码的安全性和简化代码逻辑。
  • ZGC 和 Shenandoah GC 适合对垃圾回收性能有要求的应用。
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