Java 17 新特性详细教程-CSDN博客

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Java 17 新特性详细教程

Java 17 是 长期支持版本（LTS），于 2021 年 9 月 发布，是继 Java 11 之后的又一个重要的稳定版本。Java 17 提供了许多语言特性和 API 改进，同时也移除了一些过时的功能，显著提高了语言表达能力和运行时性能。

本文将详细介绍 Java 17 的新特性，配以丰富的示例代码，帮助你快速理解并掌握 Java 17 的使用。

1. 密封类（Sealed Classes）

1.1 什么是密封类？

密封类是一种新特性，允许开发者严格控制子类的继承。通过定义一个密封类，可以限制哪些类能够继承它。

1.2 使用场景

更精确地控制继承关系。
更好的代码安全性和可读性。
避免了意外的类扩展。

1.3 示例

定义密封类：

public sealed class Shape permits Circle, Rectangle {
    // Shape 的子类只能是 Circle 和 Rectangle
}

子类实现：

public final class Circle extends Shape {
    // Circle 是最终类
}

public non-sealed class Rectangle extends Shape {
    // Rectangle 是非密封类，其他类可以继续继承它
}

1.4 关键字说明

sealed：定义密封类。
permits：指定允许继承密封类的子类。
non-sealed：允许子类取消密封。
final：子类不能再被继承。

2. 增强的 Switch 模式匹配

2.1 什么是模式匹配？

模式匹配是一种更灵活的方式来处理数据类型。它允许 switch 语句基于对象的类型和属性执行不同的逻辑，极大地增强了 switch 的表达能力。

2.2 示例

基础模式匹配：

public static String test(Object obj) {
    return switch (obj) {
        case Integer i -> "Integer: " + i;
        case String s -> "String: " + s;
        case null -> "Null value";
        default -> "Unknown type";
    };
}

嵌套模式匹配：

public static String testNested(Object obj) {
    return switch (obj) {
        case String s && s.length() > 5 -> "Long String: " + s;
        case Integer i && i > 10 -> "Large Integer: " + i;
        default -> "Other";
    };
}

2.3 优势

减少代码冗余：替代了传统的多次 instanceof 和强制类型转换。
提高可读性：通过简洁的语法表达复杂逻辑。
类型安全：编译器会检查类型匹配。

3. 记录类的新功能（Record Classes）

3.1 什么是记录类？

记录类是 Java 14 引入的一种特殊类，用于表示不可变数据对象。Java 17 对记录类进行了进一步增强。

3.2 新增强功能

支持记录类嵌套：

public record Outer(String name, Inner inner) {
    public record Inner(String detail) {}
}

记录类的模式匹配：

public static String testRecord(Object obj) {
    return switch (obj) {
        case Outer(String name, Outer.Inner(String detail)) -> "Outer name: " + name + ", detail: " + detail;
        default -> "Unknown record";
    };
}

3.3 优势

自动生成构造函数、equals、hashCode 和 toString 方法。
提供不可变对象支持，简化数据对象的定义。

4. 文本块（Text Blocks）增强

文本块（Text Blocks）在 Java 17 中变得更加强大，支持格式化控制。

4.1 基本示例

String html = """
    <html>
        <body>
            <h1>Hello, Java 17!</h1>
        </body>
    </html>
    """;
System.out.println(html);

4.2 支持换行控制

使用 \ 结尾来抑制换行：

String text = """
    Hello, \
    Java 17!
    """;
System.out.println(text); // 输出: Hello, Java 17!

5. 删除和弃用的特性

5.1 移除的特性

Applets：
- 浏览器插件 Applets 被彻底移除。
Security Manager（安全管理器）：
- 安全管理器被标记为废弃，未来版本可能移除。

5.2 Deprecated 的 API

部分老旧 API 被废弃，但仍保留在 Java 17 中，建议使用现代替代方案。

6. Java 17 的 API 改进

6.1 新增 API

Objects.checkIndex() 和 Objects.checkFromToIndex()：

用于验证数组或列表索引的合法性。

int[] array = {1, 2, 3};
Objects.checkIndex(2, array.length); // 合法，不抛异常
Objects.checkIndex(5, array.length); // 非法，抛异常

String 的新方法

stripIndent()：移除多行字符串中的公共缩进。
translateEscapes()：将转义字符还原。

String text = "Hello\\nWorld";
System.out.println(text.translateEscapes()); // 输出: Hello
                                             //      World

7. 新 Garbage Collectors（GC）改进

7.1 G1 GC 改进

G1 GC 的吞吐量和延迟进一步优化，默认选项更智能。

7.2 ZGC 的改进

支持更大的堆内存（高达 16TB）。
ZGC 的暂停时间仍然保持在 10 毫秒以内。

8. 上下文终止处理器（JEP 411）

Java 17 引入了上下文终止处理器，增强了线程的生命周期管理。

示例

Thread t = Thread.startVirtualThread(() -> {
    System.out.println("Hello, virtual thread!");
});

优势：

提供了更轻量级的线程模型。
简化高并发应用的开发。

9. 新功能的综合示例

综合案例：模式匹配 + 密封类 + 记录类

public sealed class Shape permits Circle, Rectangle {
    public static String describe(Shape shape) {
        return switch (shape) {
            case Circle c -> "Circle with radius: " + c.radius();
            case Rectangle r -> "Rectangle with sides: " + r.length() + " and " + r.width();
        };
    }

    public static void main(String[] args) {
        Shape circle = new Circle(10);
        Shape rectangle = new Rectangle(5, 7);
        System.out.println(describe(circle));
        System.out.println(describe(rectangle));
    }
}

public record Circle(int radius) extends Shape {}

public record Rectangle(int length, int width) extends Shape {}

输出：

Circle with radius: 10
Rectangle with sides: 5 and 7

总结

Java 17 提供了更强大的语言特性（如密封类、增强的 Switch 模式匹配），以及现代化的 API 和性能优化。这些新特性不仅简化了代码编写，还提高了运行效率。作为长期支持版本（LTS），Java 17 非常适合生产环境的应用开发。

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目录

1. 密封类（Sealed Classes）

1.1 什么是密封类？

1.2 使用场景

1.3 示例

1.4 关键字说明

2. 增强的 Switch 模式匹配

2.1 什么是模式匹配？

2.2 示例

2.3 优势

3. 记录类的新功能（Record Classes）

3.1 什么是记录类？

3.2 新增强功能

3.3 优势

4. 文本块（Text Blocks）增强

4.1 基本示例

4.2 支持换行控制

5. 删除和弃用的特性

5.1 移除的特性

5.2 Deprecated 的 API

6. Java 17 的 API 改进

6.1 新增 API

7. 新 Garbage Collectors（GC）改进

7.1 G1 GC 改进

7.2 ZGC 的改进

8. 上下文终止处理器（JEP 411）

示例

9. 新功能的综合示例

综合案例：模式匹配 + 密封类 + 记录类

总结