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Java 17 新特性详解与代码示例

article 2025/1/19 0:23:22

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一、Java 17 新特性概览

二、详细解析与代码示例

1. Sealed Classes（密封类）

代码示例

2. Switch 模式匹配（预览功能）

代码示例

3. 文本块（Text Blocks）

代码示例

4. Stream API 增强

代码示例

5. RandomGenerator API

代码示例

6. ZGC 与 G1 GC 的增强

ZGC 示例

7. 废弃和移除

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：

语言特性改进
- Sealed Classes（密封类）
- Switch 模式匹配（预览）
- 文本块（Text Blocks）
API 改进
- Stream API 增强
- RandomGenerator API
JVM 改进
- ZGC 与 G1 GC 的增强
工具改进
- JEP 391：Windows/AArch64 支持
- JEP 356：增强的 Java 测试框架
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

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 final、sealed 或 non-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

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

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

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

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

// 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

public class UTF8Demo {
    public static void main(String[] args) {
        String text = "你好，世界！"; // UTF-8 字符
        System.out.println(text);
    }
}