Java 17新特性详细讲解与代码实例

目录

• 前言
• 密封类
• switch表达式
• 文本块
• 模式匹配
• 增强型伪随机数生成器
• 新的macOS渲染管道
• 总结

前言

Java 17是Java SE 17的开源参考实现，于2021年9月14日正式发布，是Java 11以来的又一个长期支持（LTS）版本。Java 17中有一些新的特性和改进，本文将对它们进行简要的介绍和示例。

密封类

密封类和接口限制了哪些其他类或接口可以扩展或实现它们，增强了封装性和可维护性。密封类由JEP 360并在JDK 15中作为预览功能交付。它们再次被提出，并进行了改进，由JEP 397并在JDK 16中作为预览功能提供。现在，在JDK 17中，密封类正在最终确定，与JDK 16没有任何更改。

要定义一个密封类或接口，需要使用sealed修饰符，并且在声明中指定允许扩展或实现它的其他类或接口。这些类或接口被称为子类或子接口。子类或子接口可以使用final修饰符来表示它们不能被进一步扩展或实现，或者使用sealed修饰符来表示它们也是密封的，并且需要指定它们的子类或子接口，或者使用non-sealed修饰符来表示它们不是密封的，并且可以被任意的类或接口扩展或实现。

例如，我们可以定义一个密封的形状接口Shape，并且指定它只能被Circle、Rectangle和Triangle这三个类实现：

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

然后，我们可以定义这三个类，并且分别使用final、sealed和non-sealed修饰符：

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的子类，并且也是密封的：

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

这样，我们就可以保证Shape接口只能被这四个类实现，而不会有其他的可能性。我们也可以使用模式匹配来对不同的形状进行操作，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表达式

switch表达式允许switch有返回值，并且可以直接作为结果赋值给一个变量，简化了多分支的逻辑。switch表达式由JEP 325并在JDK 12中作为预览功能交付。它们再次被提出，并进行了改进，由JEP 354并在JDK 13中作为预览功能提供。它们再次被提出，并进行了改进，由JEP 361并在JDK 14中作为预览功能提供。现在，在JDK 17中，switch表达式正在最终确定，与JDK 14没有任何更改。

要定义一个switch表达式，需要使用->符号来表示每个分支的结果，并且在表达式的末尾加上一个分号。例如，我们可以定义一个根据月份返回季节的switch表达式：

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，我们可以使用逗号来分隔多个匹配值，也可以使用default来表示其他情况。我们也可以使用yield关键字来返回一个值，这在需要在返回之前进行一些操作的情况下很有用，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";
        }
    };
}

文本块

文本块允许使用三个双引号来定义一个多行的字符串，避免了转义和拼接的麻烦。文本块由JEP

355并在JDK 13中作为预览功能交付。它们再次被提出，并进行了改进，由JEP 368并在JDK 14中作为预览功能提供。它们再次被提出，并进行了改进，由JEP 378并在JDK 15中作为预览功能提供。现在，在JDK 17中，文本块正在最终确定，与JDK 15没有任何更改。

要定义一个文本块，需要使用三个双引号"""来开始和结束，并且结束的三个双引号不能和开始的在同一行。例如，我们可以定义一个包含JSON数据的文本块：

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

注意，文本块中的换行符会被保留，而不需要使用\n来表示。我们也可以使用\来表示忽略换行符，或者使用\s来表示一个空格。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

模式匹配允许在instanceof和switch中使用模式来测试表达式的类型和结构，提高了代码的可读性和灵活性。模式匹配由JEP 305并在JDK 14中作为预览功能交付。它们再次被提出，并进行了改进，由JEP 375并在JDK 15中作为预览功能提供。它们再次被提出，并进行了改进，由JEP 394并在JDK 16中作为预览功能提供。现在，在JDK 17中，模式匹配正在最终确定，与JDK 16没有任何更改。

要使用模式匹配，需要使用instanceof或switch关键字，并且在测试的类型后面加上一个变量名，用于绑定匹配的值。例如，我们可以使用模式匹配来判断一个对象是否是字符串，并且获取它的长度：

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，我们不需要再进行强制类型转换，因为变量s已经被绑定为字符串类型。我们也可以使用模式匹配来判断一个对象是否是密封类的子类，并且获取它的属性：

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，我们不需要再进行类型检查或者类型转换，因为变量c、r和t已经被绑定为相应的类型。

增强型伪随机数生成器

增强型伪随机数生成器为PRNG提供了新的接口类型和实现，包括可跳转的PRNG和一类额外的可拆分PRNG算法（LXM）。增强型伪随机数生成器由JEP 356并在JDK 17中作为正式功能提供。

要使用增强型伪随机数生成器，需要使用java.util.random包中的新的接口和类。例如，我们可以使用RandomGenerator接口来获取一个PRNG的实例，并且使用它来生成各种类型的随机数：

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来生成不同范围和分布的随机数，例如nextInt(int bound)、nextLong(long bound)、nextGaussian()等。我们也可以使用RandomGeneratorFactory类来获取不同的PRNG算法的实例，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类提供了很多方法来获取或者查询不同的PRNG算法，例如of(String name)、all()、preferred()等。我们也可以使用JumpableRandomGenerator接口或者SplittableRandomGenerator接口来获取一个可跳转或者可拆分的PRNG实例，并且使用它们来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接口都继承自RandomGenerator接口，并且提供了额外的方法来生成子生成器，例如jump()、split()等。这些子生成器可以用于并行计算或者其他场景。

新的macOS渲染管道

新的macOS渲染管道使用Apple Metal加速渲染API来替代被Apple弃用的OpenGL API。新的macOS渲染管道由JEP 382并在JDK 17中作为正式功能提供。

要使用新的macOS渲染管道，需要在运行Java程序时设置系统属性：

-Dsun.java2d.metal=true

这样，Java 2D API和Swing API用于渲染的Java 2D API就可以使用Metal API来加速渲染。这对于Java程序是透明的，因为这是内部实现的区别，对Java API没有影响。Metal管道需要macOS 10.14.x或更高版本。在早期版本上设置它的尝试将被忽略。

总结

到此这篇关于Java 17新特性的文章就介绍到这了,更多相关Java17新特性内容请搜索本网站以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持本网站！

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