Java?17新特性詳細(xì)講解與代碼實例

更新時間：2023年09月25日 15:32:22 作者：夏客柯

這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Java?17新特性詳細(xì)講解與代碼實例的相關(guān)資料,Java 17是2021年9月發(fā)布的最新版本,其中包含了很多新特性和改進,這些新特性和改進將進一步提高 Java 語言的性能和可用性,需要的朋友可以參考下

前言

Java 17是Java SE 17的開源參考實現(xiàn)，于2021年9月14日正式發(fā)布，是Java 11以來的又一個長期支持（LTS）版本。Java 17中有一些新的特性和改進，本文將對它們進行簡要的介紹和示例。

密封類

密封類和接口限制了哪些其他類或接口可以擴展或?qū)崿F(xiàn)它們，增強了封裝性和可維護性。密封類由JEP 360并在JDK 15中作為預(yù)覽功能交付。它們再次被提出，并進行了改進，由JEP 397并在JDK 16中作為預(yù)覽功能提供。現(xiàn)在，在JDK 17中，密封類正在最終確定，與JDK 16沒有任何更改。

要定義一個密封類或接口，需要使用sealed修飾符，并且在聲明中指定允許擴展或?qū)崿F(xiàn)它的其他類或接口。這些類或接口被稱為子類或子接口。子類或子接口可以使用final修飾符來表示它們不能被進一步擴展或?qū)崿F(xiàn)，或者使用sealed修飾符來表示它們也是密封的，并且需要指定它們的子類或子接口，或者使用non-sealed修飾符來表示它們不是密封的，并且可以被任意的類或接口擴展或?qū)崿F(xiàn)。

例如，我們可以定義一個密封的形狀接口Shape，并且指定它只能被Circle、Rectangle和Triangle這三個類實現(xiàn)：

public sealed interface Shape permits Circle, Rectangle, Triangle {
    double area();
}

然后，我們可以定義這三個類，并且分別使用final、sealed和non-sealed修飾符：

public final class Circle implements Shape {
    private final double radius;
    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }
    public double area() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}
public sealed class Rectangle implements Shape permits Square {
    private final double length;
    private final double width;
    public Rectangle(double length, double width) {
        this.length = length;
        this.width = width;
    }
    public double area() {
        return length * width;
    }
}
public non-sealed class Triangle implements Shape {
    private final double base;
    private final double height;
    public Triangle(double base, double height) {
        this.base = base;
        this.height = height;
    }
    public double area() {
        return base * height / 2;
    }
}

注意，Square是Rectangle的子類，并且也是密封的：

public final class Square extends Rectangle {
    public Square(double side) {
        super(side, side);
    }
}

這樣，我們就可以保證Shape接口只能被這四個類實現(xiàn)，而不會有其他的可能性。我們也可以使用模式匹配來對不同的形狀進行操作，例如：

public static void printArea(Shape shape) {
    if (shape instanceof Circle c) {
        System.out.println("The area of the circle is " + c.area());
    } else if (shape instanceof Rectangle r) {
        System.out.println("The area of the rectangle is " + r.area());
    } else if (shape instanceof Triangle t) {
        System.out.println("The area of the triangle is " + t.area());
    }
}

switch表達(dá)式

switch表達(dá)式允許switch有返回值，并且可以直接作為結(jié)果賦值給一個變量，簡化了多分支的邏輯。switch表達(dá)式由JEP 325并在JDK 12中作為預(yù)覽功能交付。它們再次被提出，并進行了改進，由JEP 354并在JDK 13中作為預(yù)覽功能提供。它們再次被提出，并進行了改進，由JEP 361并在JDK 14中作為預(yù)覽功能提供?，F(xiàn)在，在JDK 17中，switch表達(dá)式正在最終確定，與JDK 14沒有任何更改。

要定義一個switch表達(dá)式，需要使用->符號來表示每個分支的結(jié)果，并且在表達(dá)式的末尾加上一個分號。例如，我們可以定義一個根據(jù)月份返回季節(jié)的switch表達(dá)式：

public static String getSeason(int month) {
    return switch (month) {
        case 12, 1, 2 -> "Winter";
        case 3, 4, 5 -> "Spring";
        case 6, 7, 8 -> "Summer";
        case 9, 10, 11 -> "Autumn";
        default -> "Unknown";
    };
}

注意，我們可以使用逗號來分隔多個匹配值，也可以使用default來表示其他情況。我們也可以使用yield關(guān)鍵字來返回一個值，這在需要在返回之前進行一些操作的情況下很有用，例如：

public static String getSeason(int month) {
    return switch (month) {
        case 12, 1, 2 -> {
            System.out.println("It's cold!");
            yield "Winter";
        }
        case 3, 4, 5 -> {
            System.out.println("It's warm!");
            yield "Spring";
        }
        case 6, 7, 8 -> {
            System.out.println("It's hot!");
            yield "Summer";
        }
        case 9, 10, 11 -> {
            System.out.println("It's cool!");
            yield "Autumn";
        }
        default -> {
            System.out.println("It's unknown!");
            yield "Unknown";
        }
    };
}

文本塊

文本塊允許使用三個雙引號來定義一個多行的字符串，避免了轉(zhuǎn)義和拼接的麻煩。文本塊由JEP

355并在JDK 13中作為預(yù)覽功能交付。它們再次被提出，并進行了改進，由JEP 368并在JDK 14中作為預(yù)覽功能提供。它們再次被提出，并進行了改進，由JEP 378并在JDK 15中作為預(yù)覽功能提供?，F(xiàn)在，在JDK 17中，文本塊正在最終確定，與JDK 15沒有任何更改。

要定義一個文本塊，需要使用三個雙引號"""來開始和結(jié)束，并且結(jié)束的三個雙引號不能和開始的在同一行。例如，我們可以定義一個包含JSON數(shù)據(jù)的文本塊：

public static String getJson() {
    return """
    {
        "name": "Java",
        "version": 17,
        "features": [
            "sealed classes",
            "switch expressions",
            "text blocks"
        ]
    }
    """;
}

注意，文本塊中的換行符會被保留，而不需要使用\n來表示。我們也可以使用\來表示忽略換行符，或者使用\s來表示一個空格。例如：

public static String getGreeting() {
    return """
    Hello,\
    World!
    """;
}
public static String getPoem() {
    return """
    Twinkle, twinkle, little star,\s
    How I wonder what you are.\s
    Up above the world so high,\s
    Like a diamond in the sky.
    """;
}

模式匹配

模式匹配允許在instanceof和switch中使用模式來測試表達(dá)式的類型和結(jié)構(gòu)，提高了代碼的可讀性和靈活性。模式匹配由JEP 305并在JDK 14中作為預(yù)覽功能交付。它們再次被提出，并進行了改進，由JEP 375并在JDK 15中作為預(yù)覽功能提供。它們再次被提出，并進行了改進，由JEP 394并在JDK 16中作為預(yù)覽功能提供?，F(xiàn)在，在JDK 17中，模式匹配正在最終確定，與JDK 16沒有任何更改。

要使用模式匹配，需要使用instanceof或switch關(guān)鍵字，并且在測試的類型后面加上一個變量名，用于綁定匹配的值。例如，我們可以使用模式匹配來判斷一個對象是否是字符串，并且獲取它的長度：

public static void printLength(Object obj) {
    if (obj instanceof String s) {
        System.out.println("The length of the string is " + s.length());
    } else {
        System.out.println("The object is not a string");
    }
}

注意，我們不需要再進行強制類型轉(zhuǎn)換，因為變量s已經(jīng)被綁定為字符串類型。我們也可以使用模式匹配來判斷一個對象是否是密封類的子類，并且獲取它的屬性：

public static void printShape(Shape shape) {
    switch (shape) {
        case Circle c -> System.out.println("The radius of the circle is " + c.radius());
        case Rectangle r -> System.out.println("The area of the rectangle is " + r.area());
        case Triangle t -> System.out.println("The base of the triangle is " + t.base());
        default -> System.out.println("Unknown shape");
    }
}

注意，我們不需要再進行類型檢查或者類型轉(zhuǎn)換，因為變量c、r和t已經(jīng)被綁定為相應(yīng)的類型。

增強型偽隨機數(shù)生成器

增強型偽隨機數(shù)生成器為PRNG提供了新的接口類型和實現(xiàn)，包括可跳轉(zhuǎn)的PRNG和一類額外的可拆分PRNG算法（LXM）。增強型偽隨機數(shù)生成器由JEP 356并在JDK 17中作為正式功能提供。

要使用增強型偽隨機數(shù)生成器，需要使用java.util.random包中的新的接口和類。例如，我們可以使用RandomGenerator接口來獲取一個PRNG的實例，并且使用它來生成各種類型的隨機數(shù)：

public static void generateRandomNumbers() {
    RandomGenerator random = RandomGenerator.getDefault();
    System.out.println("A random boolean: " + random.nextBoolean());
    System.out.println("A random int: " + random.nextInt());
    System.out.println("A random long: " + random.nextLong());
    System.out.println("A random float: " + random.nextFloat());
    System.out.println("A random double: " + random.nextDouble());
}

注意，RandomGenerator接口提供了很多方便的方法來生成不同范圍和分布的隨機數(shù)，例如nextInt(int bound)、nextLong(long bound)、nextGaussian()等。我們也可以使用RandomGeneratorFactory類來獲取不同的PRNG算法的實例，例如：

public static void useDifferentAlgorithms() {
    RandomGenerator random1 = RandomGeneratorFactory.of("L32X64MixRandom");
    RandomGenerator random2 = RandomGeneratorFactory.of("L64X128MixRandom");
    RandomGenerator random3 = RandomGeneratorFactory.of("L128X256MixRandom");
    System.out.println("Using L32X64MixRandom: " + random1.nextInt());
    System.out.println("Using L64X128MixRandom: " + random2.nextInt());
    System.out.println("Using L128X256MixRandom: " + random3.nextInt());
}

注意，RandomGeneratorFactory類提供了很多方法來獲取或者查詢不同的PRNG算法，例如of(String name)、all()、preferred()等。我們也可以使用JumpableRandomGenerator接口或者SplittableRandomGenerator接口來獲取一個可跳轉(zhuǎn)或者可拆分的PRNG實例，并且使用它們來生成不同的子生成器，例如：

public static void useJumpableOrSplittableGenerators() {
    JumpableRandomGenerator jumpable = RandomGeneratorFactory.jumpable();
    SplittableRandomGenerator splittable = RandomGeneratorFactory.splittable();
    System.out.println("Using the original jumpable generator: " + jumpable.nextInt());
    System.out.println("Using the original splittable generator: " + splittable.nextInt());
    JumpableRandomGenerator jumped = jumpable.jump();
    SplittableRandomGenerator splitted = splittable.split();
    System.out.println("Using the jumped generator: " + jumped.nextInt());
    System.out.println("Using the splitted generator: " + splitted.nextInt());
}

注意，JumpableRandomGenerator接口和SplittableRandomGenerator接口都繼承自RandomGenerator接口，并且提供了額外的方法來生成子生成器，例如jump()、split()等。這些子生成器可以用于并行計算或者其他場景。

新的macOS渲染管道

新的macOS渲染管道使用Apple Metal加速渲染API來替代被Apple棄用的OpenGL API。新的macOS渲染管道由JEP 382并在JDK 17中作為正式功能提供。

要使用新的macOS渲染管道，需要在運行Java程序時設(shè)置系統(tǒng)屬性：

-Dsun.java2d.metal=true

這樣，Java 2D API和Swing API用于渲染的Java 2D API就可以使用Metal API來加速渲染。這對于Java程序是透明的，因為這是內(nèi)部實現(xiàn)的區(qū)別，對Java API沒有影響。Metal管道需要macOS 10.14.x或更高版本。在早期版本上設(shè)置它的嘗試將被忽略。