小步快跑，从Java8到Java17中值得实战使用的新特性

发布于：2024-05-06 ⋅ 阅读:(21) ⋅ 点赞:(0)

前言

一直想找时间做一篇关于Java新特性的盘点清单，一切以实用为主，不多赘述，不讲空谈，不整虚头巴脑的概念，从实战的角度出发，根据实际开发需求，盘点值得使用的新特性。

因此对于垃圾回收器、性能提升等不会直接在编码层面体现的特性，不在此次盘点范围内。

耐心看完，你一定有所收获。

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正文

接口私有方法（Java9）

众所周知，在Java9之前，interface接口只能定义abstract抽象方法和default默认方法。

如果有多个默认方法使用了相同的处理逻辑，那只能写重复代码，或者再单独建个类进行调用。 Java9解决了此类问题，其允许在接口中定义private私有方法，减少重用代码和多余的类。

比如下面这个例子：

public interface MyInterface {
    default void method1() {
        System.out.println("Default method1");
        commonMethod();
    }

    default void method2() {
        System.out.println("Default method2");
        commonMethod();
    }

	/**
	* 这是一段通用的处理逻辑
	*/
    private void commonMethod() {
        System.out.println("Common method in the interface");
    }
}

在这个示例中，MyInterface接口有两个默认方法method1()和method2()，它们都调用了私有方法commonMethod()，避免了代码重复。

并且当实现MyInterface时，只需要调用method1()或者method2()，无需关心其共同调用的commonMethod()的具体实现。

Optional增强（Java9）

stream()

在Java 9之前，如果想对Optional对象中的值进行操作，还得使用ifPresent()方法或者orElse()方法。例如，以下是一个Java 8的例子：

Optional<String> optional = ...;
optional.ifPresent(value -> System.out.println(value.length()));

在Java 9中，可以直接使用stream()方法和Stream的map()方法来达到相同的效果，代码如下：

Optional<String> optional = ...;
optional.stream().map(String::length).forEach(System.out::println);

这个例子可能不太好，但还是能看出来有了stream()方法后，对于对象的操作也变得方便了许多。

ifPresentOrElse()

这个方法允许提供两个Runnable，第一个在Optional对象包含值时执行，第二个在Optional对象为空时执行。例如下面这两段代码，对比了Java8和Java9中不同的处理：

Optional<String> optionalValue = Optional.of("Hello");

// Java 8
if (optionalValue.isPresent()) {
	System.out.println("Value is present: " + optionalValue.get());
} else {
	System.out.println("Value is absent");
}

// Java 9
optionalValue.ifPresentOrElse(
		value -> System.out.println("Value is present: " + value),
		() -> System.out.println("Value is absent")
);

通过ifPresentOrElse方法，可以更加简洁地处理类似情况，而不再需要频繁使用条件语句。

or()

这个方法允许你在Optional对象为空时，提供一个备选的Optional对象。例如：

Optional<String> optional = Optional.empty();
Optional<String> backup = Optional.of("Backup value");
Optional<String> result = optional.or(() -> backup);
System.out.println(result.get());  // Prints "Backup value"

isEmpty()

用于检查Optional对象是否为空。例如：

Optional<String> optional = Optional.empty();
if (optional.isEmpty()) {
    System.out.println("Optional is empty");
}  // Prints "Optional is empty"

其实这个方法等价于!optionalValue.isPresent()，只是不再需要取反，一定程度上能够减少心智负担。

Stream API增强（Java9）

takeWhile()

这个方法接收一个指定条件，它可以从一个有序的Stream中取出满足条件的所有元素，一旦遇到不满足条件的元素，就会停止处理后续元素。例如：

Stream.of("a", "b", "c", "de", "f")
    .takeWhile(s -> s.length() == 1)
    .forEach(System.out::print);  // Prints "abc"

在这个例子中，我们使用takeWhile()方法从一个Stream中取出所有长度为1的字符串，直到遇到一个长度不为1的字符串。

dropWhile()

该方法和takeWhile逻辑正好相反，通过指定条件来丢弃Stream流中满足条件的元素，一旦遇到不满足条件的元素，才会开始处理后续元素。

Stream.of("a", "b", "c", "de", "f")
    .dropWhile(s -> s.length() == 1)
    .forEach(System.out::print);  // Prints "def"

在这个例子中，使用dropWhile()方法丢弃所有长度为1的字符串，直到遇到一个长度不为1的字符串才开始处理后续的逻辑。

ofNullable()

该方法允许我们使用Optional对象来创建流。如果提供的元素为非空，则生成一个包含该元素的流；如果提供的元素为空，则生成一个空流。

Stream.ofNullable(null).forEach(System.out::print);  // Prints nothing

iterate()

该方法提供了一个新的重载形式，允许我们指定一个条件来定义流的终止条件，这样可以更灵活地控制Stream流的生成。

Stream<Integer> stream = Stream.iterate(1, n -> n < 10, n -> n * 2);
        stream.forEach(System.out::print);
// Prints 1248

局部变量类型推断（Java10）

局部变量类型推断，其实就是引入了var关键字，类似js的var或者kotlin的val，在定义变量时不需要明确指定变量的类型，编译器将根据上下文自动推断。

但是要注意的是，var关键字仅适用于局部变量，包括如下场景：

  • 方法的局部变量
  • for循环中的索引变量
  • try-with-resources语句中的变量

可以看下面的示例：

var str = "Hello, World!";  // String
var num = 123;  // int
var list = new ArrayList<String>();  // ArrayList<String>

for(var i = 0; i < 10; i++) { // int
    System.out.println(i);
}

try(var reader = new BufferedReader(new FileReader("file.txt"))) { // BufferedReader

}

在这个示例中，str、num和list的类型全都是由编译器自动推断的。可以想见，在开发时熟练运用var关键字，必然能显著提升开发效率。

新的HTP客户端（Java11）

在Java 11中，引入了一个新的HTTP客户端API，替代了老旧的HttpURLConnection API。新的HTTP客户端API支持HTTP/1.1和HTTP/2，以及同步和异步编程模式，整体上来看确实更简单易用。

新的HTTP客户端API主要包括以下几个部分：

  1. HttpClient：用来发送HttpRequest并返回HttpResponse。
  2. HttpRequest：用来创建请求，支持设置HTTP方法（GET、POST等）、URI、头部、请求体等。
  3. HttpResponse：包含状态代码、头部和响应体。
  4. BodyHandler、BodyPublisher和BodySubscriber：这些都是处理HTTP请求体和响应体的工具。

以下是一个发送GET请求的例子：

HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
    .uri(new URI("http://example.com"))
    .build();
HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
System.out.println(response.statusCode());
System.out.println(response.body());

可以很明显看到代码量少了一大截，没有太多的心智负担。

并且新的客户端还支持异步请求，看这个例子：

HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
    .uri(new URI("http://example.com"))
    .build();
CompletableFuture<HttpResponse<String>> future = client.sendAsync(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
future.thenAccept(response -> {
    System.out.println(response.statusCode());
    System.out.println(response.body());
});

利用CompletableFuture处理回调，程序不会被阻塞，更加灵活和高效，可以同时处理多个HTTP请求或者同时进行其他任务。

Switch表达式增强（Java12）

在之前的版本中，switch只能作为语句来使用，看下面的示例：

int day = 2;
String dayOfWeek;
switch (day) {
    case 1: 
        dayOfWeek = "Monday";
        break;
    case 2: 
        dayOfWeek = "Tuesday";
        break;
    case 3: 
        dayOfWeek = "Wednesday";
        break;
    case 4: 
        dayOfWeek = "Thursday";
        break;
    case 5: 
        dayOfWeek = "Friday";
        break;
    case 6: 
        dayOfWeek = "Saturday";
        break;
    case 7: 
        dayOfWeek = "Sunday";
        break;
    default: 
        throw new IllegalArgumentException("Invalid day of week: " + day);
}
System.out.println(dayOfWeek);  // Prints "Tuesday"

在Java12以后，switch可以直接作为表达式使用，直接看示例：

int day = 2;
String dayOfWeek = switch (day) {
    case 1 -> "Monday";
    case 2 -> "Tuesday";
    case 3 -> "Wednesday";
    case 4 -> "Thursday";
    case 5 -> "Friday";
    case 6 -> "Saturday";
    case 7 -> "Sunday";
    default -> throw new IllegalArgumentException("Invalid day of week: " + day);
};
System.out.println(dayOfWeek);  // Prints "Tuesday"

无论是代码量还是可读性上都有了改进。

对于过去很排斥switch，宁愿用if-elseif的的同学，可能是个新的选择。

文本块（Java13）

在之前的版本中，要写一个多行字符串，得用许多的转义字符和字符串连接，既繁琐又容易出错，代码看着还丑陋，比如下面这样：

String html = "<html>\n" +
              "    <body>\n" +
              "        <p>Hello, world</p>\n" +
              "    </body>\n" +
              "</html>\n";
System.out.println(html);

真是狗皮膏药一样，又臭又长。

这时候就很羡慕python或者js了，看看它们的多行字符串，真是优雅，比如下面这段python的示例：

html = """
<html>
    <body>
        <p>Hello, world</p>
    </body>
</html>
"""
print(html)

什么时候咱们Javaer也能这样写，就泰裤辣。

然后它就来了，Java自己的多行文本块，直接看例子：

String html = """
              <html>
                  <body>
                      <p>Hello, world</p>
                  </body>
              </html>
              """;
System.out.println(html);

并且多行文本快还支持字符串插值，可以用${}来包含一个表达式，表达式的结果会被插入到字符串中，比如下面这样：

String name = "world";
String greeting = """
                   Hello, ${name}!
                   Welcome to our website.
                   """;
System.out.println(greeting);

在这个例子中，name变量的值被插入到了greeting字符串中。输出的结果是：

Hello, world!
Welcome to our website.

这使得在字符串中包含动态内容变得更简单，你可以在${}中包含任何Java表达式，包括变量、算术表达式、方法调用等。

等等，你说这跟Python怎么这么像？这……文化人的事情，什么像不像的。

Record类（Java14）

在Java14中引入了一个新的关键字record，这是一种特殊的类，用来创建只包含数据的类。并且Record类是不可变的，所有字段都是只读的，无法修改它们的值。

目前来看，一般用于替换过去的各类DTO、BO等仅用于数据传输的实体类，但是如果原有的类存在继承关系，或者内部存在其他方法逻辑，那就不适用record类了。

看这个例子：

public record Point(int x, int y) { }

在这个例子里，我们创建了Point类，编译时还会自动生成一个构造函数、equals()、hashCode()和toString()方法，以及每个字段的getter方法。

其实这个Record类和Kotlin的Data类存在诸多相似之处，但是也存在差异，主要体现在解构声明上。

Kotlin的Data类支持解构声明，如下所示：

val point = Point(1, 2)
val (x, y) = point

可以直接解构声明x和y变量，并且能被初始化为point对象的x和y字段的值。

这是Java的Record类所不具备的能力，所以还有待进步。

instanceof增强（Java16）

在Java 16以前，当我们使用instanceof来检查一个对象是否是某个类型的实例时，如果检查成功，还得显式地将这个对象转型为对应类型，然后才能调用这个类型的方法或访问它的字段。例如：

Object obj = ...;
if (obj instanceof String) {
    String str = (String) obj;
    System.out.println(str.length());
}

在这个例子中，我们首先检查obj对象是否是String类型的实例，然后将obj对象转型为String类型，并将结果赋值给str变量，最后调用str变量的length()方法。

但是在Java 16中，可以在instanceof操作符后面直接定义一个变量，这个变量会自动被初始化为转型后的对象，可以直接使用这个变量，再也不用显式转型。例如：

Object obj = ...;
if (obj instanceof String str) {
    System.out.println(str.length());
}

我们在instanceof操作符后面定义了一个str变量，这个变量自动被初始化为obj对象转型为String类型后的结果，然后我们直接调用str变量的length()方法，无需显式转型。

这又是一个利于开发的特性，让代码更加简洁和直观。

密封类和接口（Java17）

密封类和接口的主要目标是允许开发者对类或接口的继承进行更精确的控制。

在Java17之前的版本中，我们无法限制哪些类可以继承我们的类，或者哪些类可以实现我们的接口。

但是在Java 17中，通过使用sealed, non-sealed, permits关键字，我们可以明确指定哪些类可以继承我们的类或接口。

具体来说，当我们定义一个密封类或接口时，我们需要使用sealed关键字，并通过permits子句列出所有允许的子类或实现。

例如，如果我们有一个密封类Shape，我们可能只允许Circle和Square类继承它：

public abstract sealed class Shape permits Circle, Square {
    //...
}

在这个例子中，只有Circle和Square类可以继承Shape类。

此外，我们还可以使用non-sealed关键字来指定某个类或接口可以被任何类继承或实现。例如：

public non-sealed class Shape {
    //...
}

在这个例子中，任何类都可以继承Shape类。

关于这个密封类的特性，我还没有get到明确的使用场景，可能更适用于框架开发，比如定义了某些接口或类，但不需要它们被其他地方实现或继承。

根据找到的相关资料，说密封类可以提供额外的类型安全性，在编译时就能确定所有可能的子类型，避免在运行时去处理未知类型导致的潜在问题，使代码更加健壮。

如果有更清晰的应用场景，烦请各位同学不吝赐教～

结尾

虽然很多公司还在用Java8，但是并不能阻碍学习的脚步，在自己的项目里试一下这些新特性，一定会大呼过瘾。

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