第18章_JDK8-17新特性(下)
6. 新语法结构
新的语法结构,为我们勾勒出了 Java 语法进化的一个趋势,将开发者从复杂、繁琐
的低层次抽象中逐渐解放出来,以更高层次、更优雅的抽象,既降低代码量
,又避免意外编程错误的出现,进而提高代码质量和开发效率。
6.1 Java的REPL工具: jShell命令
JDK9的新特性
Java 终于拥有了像Python 和 Scala 之类语言的REPL工具(交互式编程环境,read - evaluate - print - loop):jShell
。以交互式的方式对语句和表达式进行求值。即写即得
、快速运行
。
利用jShell在没有创建类的情况下,在命令行里直接声明变量,计算表达式,执行语句。无需跟人解释”public static void main(String[] args)”这句"废话"。
使用举例
-
调出jShell
-
获取帮助
-
基本使用
-
导入指定的包
-
默认已经导入如下的所有包:(包含java.lang包)
-
只需按下 Tab 键,就能自动补全代码
-
列出当前 session 里所有有效的代码片段
-
查看当前 session 下所有创建过的变量
-
查看当前 session 下所有创建过的方法
Tips:我们还可以重新定义相同方法名和参数列表的方法,即对现有方法的修改(或覆盖)。
- 使用外部代码编辑器来编写 Java 代码
从外部文件加载源代码【HelloWorld.java】
/**
* Created by songhongkang
*/
public void printHello() {
System.out.println("马上2023年了,尚硅谷祝所有的谷粉元旦快乐!");
}
printHello();
-
使用/open命令调用
-
退出jShell
6.2 异常处理之try-catch资源关闭
在JDK7 之前,我们这样处理资源的关闭:
@Test
public void test01() {
FileWriter fw = null;
BufferedWriter bw = null;
try {
fw = new FileWriter("d:/1.txt");
bw = new BufferedWriter(fw);
bw.write("hello");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
if (bw != null) {
bw.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
if (fw != null) {
fw.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
JDK7的新特性
在try的后面可以增加一个(),在括号中可以声明流对象并初始化。try中的代码执行完毕,会自动把流对象释放,就不用写finally了。
格式:
try(资源对象的声明和初始化){
业务逻辑代码,可能会产生异常
}catch(异常类型1 e){
处理异常代码
}catch(异常类型2 e){
处理异常代码
}
说明:
1、在try()中声明的资源,无论是否发生异常,无论是否处理异常,都会自动关闭资源对象,不用手动关闭了。
2、这些资源实现类必须实现AutoCloseable
或Closeable接口
,实现其中的close()
方法。Closeable
是AutoCloseable
的子接口。Java7几乎把所有的“资源类”
(包括文件IO的各种类、JDBC编程的Connection、Statement等接口…)都进行了改写,改写后资源类都实现了AutoCloseable或Closeable接口,并实现了close()方法。
3、写到try()中的资源类的变量默认是final声明的
,不能修改。
举例:
//举例1
@Test
public void test02() {
try (
FileWriter fw = new FileWriter("d:/1.txt");
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);
) {
bw.write("hello");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//举例2
@Test
public void test03() {
//从d:/1.txt(utf-8)文件中,读取内容,写到项目根目录下1.txt(gbk)文件中
try (
FileInputStream fis = new FileInputStream("d:/1.txt");
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis, "utf-8");
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("1.txt");
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos, "gbk");
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
) {
String str;
while ((str = br.readLine()) != null) {
bw.write(str);
bw.newLine();
}
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
JDK9的新特性
try的前面可以定义流对象,try后面的()中可以直接引用流对象的名称。在try代码执行完毕后,流对象也可以释放掉,也不用写finally了。
格式:
A a = new A();
B b = new B();
try(a;b){
可能产生的异常代码
}catch(异常类名 变量名){
异常处理的逻辑
}
举例:
@Test
public void test04() {
InputStreamReader reader = new InputStreamReader(System.in);
OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(System.out);
try (reader; writer) {
//reader是final的,不可再被赋值
// reader = null;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
6.3 局部变量类型推断
JDK 10的新特性
局部变量的显示类型声明,常常被认为是不必须的,给一个好听的名字反而可以很清楚的表达出下面应该怎样继续。本新特性允许开发人员省略通常不必要的局部变量类型声明,以增强Java语言的体验性、可读性。
- 使用举例
//1.局部变量的实例化
var list = new ArrayList<String>();
var set = new LinkedHashSet<Integer>();
//2.增强for循环中的索引
for (var v : list) {
System.out.println(v);
}
//3.传统for循环中
for (var i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(i);
}
//4. 返回值类型含复杂泛型结构
var iterator = set.iterator();
//Iterator<Map.Entry<Integer, Student>> iterator = set.iterator();
- 不适用场景
- 声明一个成员变量
- 声明一个数组变量,并为数组静态初始化(省略new的情况下)
- 方法的返回值类型
- 方法的参数类型
- 没有初始化的方法内的局部变量声明
- 作为catch块中异常类型
- Lambda表达式中函数式接口的类型
- 方法引用中函数式接口的类型
代码举例:
声明一个成员变量,并初始化值为null
声明一个数组变量,并为数组静态初始化(省略new的情况下)
没有初始化的方法内的局部变量声明
方法的返回值类型
方法的参数类型
构造器的参数类型
作为catch块中异常类型
Lambda表达式中函数式接口的类型
方法引用中函数式接口的类型
注意:
-
var不是一个关键字,而是一个类型名,将它作为变量的类型。不能使用var作为类名。
-
这不是JavaScript。var并不会改变 Java是一门静态类型语言的事实。编译器负责推断出类型,并把结果写入字节码文件,就好像是开发人员自己敲入类型一样。
6.4 instanceof的模式匹配
JDK14中预览特性:
instanceof 模式匹配通过提供更为简便的语法,来提高生产力。有了该功能,可以减少Java程序中显式强制转换的数量,实现更精确、简洁的类型安全的代码。
Java 14之前旧写法:
if(obj instanceof String){
String str = (String)obj; //需要强转
.. str.contains(..)..
}else{
...
}
Java 14新特性写法:
if(obj instanceof String str){
.. str.contains(..)..
}else{
...
}
举例:
/**
* instanceof的模式匹配(预览)
*/
public class Feature01 {
@Test
public void test1(){
Object obj = new String("hello,Java14");
obj = null;//在使用null 匹配instanceof 时,返回都是false.
if(obj instanceof String){
String str = (String) obj;
System.out.println(str.contains("Java"));
}else{
System.out.println("非String类型");
}
//举例1:
if(obj instanceof String str){ //新特性:省去了强制类型转换的过程
System.out.println(str.contains("Java"));
}else{
System.out.println("非String类型");
}
}
}
// 举例2
class InstanceOf{
String str = "abc";
public void test(Object obj){
if(obj instanceof String str){//此时的str的作用域仅限于if结构内。
System.out.println(str.toUpperCase());
}else{
System.out.println(str.toLowerCase());
}
}
}
//举例3:
class Monitor{
private String model;
private double price;
// public boolean equals(Object o){
// if(o instanceof Monitor other){
// if(model.equals(other.model) && price == other.price){
// return true;
// }
// }
// return false;
// }
public boolean equals(Object o){
return o instanceof Monitor other && model.equals(other.model) && price == other.price;
}
}
JDK15中第二次预览:
没有任何更改。
JDK16中转正特性:
在Java16中转正。
6.5 switch表达式
传统switch声明语句的弊端:
- 匹配是自上而下的,如果忘记写break,后面的case语句不论匹配与否都会执行; —>case穿透
- 所有的case语句共用一个块范围,在不同的case语句定义的变量名不能重复;
- 不能在一个case里写多个执行结果一致的条件;
- 整个switch不能作为表达式返回值;
//常见错误实现
switch(month){
case 3|4|5://3|4|5 用了位运算符,11 | 100 | 101结果是 111是7
System.out.println("春季");
break;
case 6|7|8://6|7|8用了位运算符,110 | 111 | 1000结果是1111是15
System.out.println("夏季");
break;
case 9|10|11://9|10|11用了位运算符,1001 | 1010 | 1011结果是1011是11
System.out.println("秋季");
break;
case 12|1|2://12|1|2 用了位运算符,1100 | 1 | 10 结果是1111,是15
System.out.println("冬季");
break;
default:
System.out.println("输入有误");
}
JDK12中预览特性:
-
Java 12将会对switch声明语句进行扩展,使用
case L ->
来替代以前的break;
,省去了 break 语句,避免了因少写 break 而出错。 -
同时将多个 case 合并到一行,显得简洁、清晰,也更加优雅的表达逻辑分支。
-
为了保持兼容性,case 条件语句中依然可以使用字符
:
,但是同一个 switch 结构里不能混用->
和:
,否则编译错误。
举例:
Java 12之前
/**
* @author shkstart
* @create 下午 4:47
*/
public class SwitchTest {
public static void main(String[] args) {
int numberOfLetters;
Fruit fruit = Fruit.APPLE;
switch (fruit) {
case PEAR:
numberOfLetters = 4;
break;
case APPLE:
case GRAPE:
case MANGO:
numberOfLetters = 5;
break;
case ORANGE:
case PAPAYA:
numberOfLetters = 6;
break;
default:
throw new IllegalStateException("No Such Fruit:" + fruit);
}
System.out.println(numberOfLetters);
}
}
enum Fruit {
PEAR, APPLE, GRAPE, MANGO, ORANGE, PAPAYA;
}
switch 语句如果漏写了一个 break,那么逻辑往往就跑偏了,这种方式既繁琐,又容易出错。
Java 12中:
/**
*/
public class SwitchTest1 {
public static void main(String[] args) {
Fruit fruit = Fruit.GRAPE;
switch(fruit){
case PEAR -> System.out.println(4);
case APPLE,MANGO,GRAPE -> System.out.println(5);
case ORANGE,PAPAYA -> System.out.println(6);
default -> throw new IllegalStateException("No Such Fruit:" + fruit);
};
}
}
更进一步:
/**
*/
public class SwitchTest2 {
public static void main(String[] args) {
Fruit fruit = Fruit.GRAPE;
int numberOfLetters = switch(fruit){
case PEAR -> 4;
case APPLE,MANGO,GRAPE -> 5;
case ORANGE,PAPAYA -> 6;
default -> throw new IllegalStateException("No Such Fruit:" + fruit);
};
System.out.println(numberOfLetters);
}
}
JDK13中二次预览特性:
JDK13中引入了yield语句,用于返回值。这意味着,switch表达式(返回值)应该使用yield,switch语句(不返回值)应该使用break。
yield和return的区别在于:return会直接跳出当前循环或者方法,而yield只会跳出当前switch块。
在以前:
@Test
public void testSwitch1(){
String x = "3";
int i;
switch (x) {
case "1":
i=1;
break;
case "2":
i=2;
break;
default:
i = x.length();
break;
}
System.out.println(i);
}
在JDK13中:
@Test
public void testSwitch2(){
String x = "3";
int i = switch (x) {
case "1" -> 1;
case "2" -> 2;
default -> {
yield 3;
}
};
System.out.println(i);
}
或者
@Test
public void testSwitch3() {
String x = "3";
int i = switch (x) {
case "1":
yield 1;
case "2":
yield 2;
default:
yield 3;
};
System.out.println(i);
}
JDK14中转正特性:
这是JDK 12和JDK 13中的预览特性,现在是正式特性了。
JDK17的预览特性:switch的模式匹配
旧写法:
static String formatter(Object o) {
String formatted = "unknown";
if (o instanceof Integer i) {
formatted = String.format("int %d", i);
} else if (o instanceof Long l) {
formatted = String.format("long %d", l);
} else if (o instanceof Double d) {
formatted = String.format("double %f", d);
} else if (o instanceof String s) {
formatted = String.format("String %s", s);
}
return formatted;
}
模式匹配新写法:
static String formatterPatternSwitch(Object o) {
return switch (o) {
case Integer i -> String.format("int %d", i);
case Long l -> String.format("long %d", l);
case Double d -> String.format("double %f", d);
case String s -> String.format("String %s", s);
default -> o.toString();
};
}
直接在 switch 上支持 Object 类型,这就等于同时支持多种类型,使用模式匹配得到具体类型,大大简化了语法量,这个功能很实用。
6.6 文本块
现实问题:
在Java中,通常需要使用String类型表达HTML,XML,SQL或JSON等格式的字符串,在进行字符串赋值时需要进行转义和连接操作,然后才能编译该代码,这种表达方式难以阅读并且难以维护。
JDK13的新特性
使用"""作为文本块的开始符和结束符,在其中就可以放置多行的字符串,不需要进行任何转义。因此,文本块将提高Java程序的可读性和可写性。
基本使用:
"""
line1
line2
line3
"""
相当于:
"line1\nline2\nline3\n"
或者一个连接的字符串:
"line1\n" +
"line2\n" +
"line3\n"
如果字符串末尾不需要行终止符,则结束分隔符可以放在最后一行内容上。例如:
"""
line1
line2
line3"""
相当于
"line1\nline2\nline3"
文本块可以表示空字符串,但不建议这样做,因为它需要两行源代码:
String empty = """
""";
举例1:普通文本
原有写法:
String text1 = "The Sound of silence\n" +
"Hello darkness, my old friend\n" +
"I've come to talk with you again\n" +
"Because a vision softly creeping\n" +
"Left its seeds while I was sleeping\n" +
"And the vision that was planted in my brain\n" +
"Still remains\n" +
"Within the sound of silence";
System.out.println(text1);
使用新特性:
String text2 = """
The Sound of silence
Hello darkness, my old friend
I've come to talk with you again
Because a vision softly creeping
Left its seeds while I was sleeping
And the vision that was planted in my brain
Still remains
Within the sound of silence
""";
System.out.println(text2);
举例2:HTML语句
<html>
<body>
<p>Hello, 尚硅谷</p>
</body>
</html>
将其复制到Java的字符串中,会展示成以下内容:
"<html>\n" +
" <body>\n" +
" <p>Hello, 尚硅谷</p>\n" +
" </body>\n" +
"</html>\n";
即被自动进行了转义,这样的字符串看起来不是很直观,在JDK 13中:
"""
<html>
<body>
<p>Hello, world</p>
</body>
</html>
""";
举例3:SQL语句
select employee_id,last_name,salary,department_id
from employees
where department_id in (40,50,60)
order by department_id asc
原有方式:
String sql = "SELECT id,NAME,email\n" +
"FROM customers\n" +
"WHERE id > 4\n" +
"ORDER BY email DESC";
使用新特性:
String sql1 = """
SELECT id,NAME,email
FROM customers
WHERE id > 4
ORDER BY email DESC
""";
举例4:JSON字符串
原有方式:
String myJson = "{\n" +
" \"name\":\"Song Hongkang\",\n" +
" \"address\":\"www.atguigu.com\",\n" +
" \"email\":\"shkstart@126.com\"\n" +
"}";
System.out.println(myJson);
使用新特性:
String myJson1 = """
{
"name":"Song Hongkang",
"address":"www.atguigu.com",
"email":"shkstart@126.com"
}""";
System.out.println(myJson1);
JDK14中二次预览特性
JDK14的版本主要增加了两个escape sequences,分别是 \ <line-terminator>
与\s escape sequence
。
举例:
/**
*/
public class Feature05 {
//jdk14新特性
@Test
public void test5(){
String sql1 = """
SELECT id,NAME,email
FROM customers
WHERE id > 4
ORDER BY email DESC
""";
System.out.println(sql1);
// \:取消换行操作
// \s:表示一个空格
String sql2 = """
SELECT id,NAME,email \
FROM customers\s\
WHERE id > 4 \
ORDER BY email DESC
""";
System.out.println(sql2);
}
}
JDK15中功能转正
6.7 Record
背景
早在2019年2月份,Java 语言架构师 Brian Goetz,曾写文抱怨“Java太啰嗦
”或有太多的“繁文缛节”。他提到:开发人员想要创建纯数据载体类(plain data carriers)通常都必须编写大量低价值、重复的、容易出错的代码。如:构造函数、getter/setter、equals()、hashCode()以及toString()等。
以至于很多人选择使用IDE的功能来自动生成这些代码。还有一些开发会选择使用一些第三方类库,如Lombok等来生成这些方法。
**JDK14中预览特性:神说要用record,于是就有了。**实现一个简单的数据载体类,为了避免编写:构造函数,访问器,equals(),hashCode () ,toString ()等,Java 14推出record。
record
是一种全新的类型,它本质上是一个 final
类,同时所有的属性都是 final
修饰,它会自动编译出 public get
、hashcode
、equals
、toString
、构造器等结构,减少了代码编写量。
具体来说:当你用record
声明一个类时,该类将自动拥有以下功能:
- 获取成员变量的简单方法,比如例题中的 name() 和 partner() 。注意区别于我们平常getter()的写法。
- 一个 equals 方法的实现,执行比较时会比较该类的所有成员属性。
- 重写 hashCode() 方法。
- 一个可以打印该类所有成员属性的 toString() 方法。
- 只有一个构造方法。
此外:
-
还可以在record声明的类中定义静态字段、静态方法、构造器或实例方法。
-
不能在record声明的类中定义实例字段;类不能声明为abstract;不能声明显式的父类等。
举例1(旧写法):
class Point {
private final int x;
private final int y;
Point(int x, int y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
int x() {
return x;
}
int y() {
return y;
}
public boolean equals(Object o) {
if (!(o instanceof Point)) return false;
Point other = (Point) o;
return other.x == x && other.y == y;
}
public int hashCode() {
return Objects.hash(x, y);
}
@Override
public String toString() {
return "Point{" +
"x=" + x +
", y=" + y +
'}';
}
}
举例1(新写法):
record Point(int x, int y) { }
举例1:
public record Dog(String name, Integer age) {
}
public class Java14Record {
public static void main(String[] args) {
Dog dog1 = new Dog("牧羊犬", 1);
Dog dog2 = new Dog("田园犬", 2);
Dog dog3 = new Dog("哈士奇", 3);
System.out.println(dog1);
System.out.println(dog2);
System.out.println(dog3);
}
}
举例2:
/**
* Record类型的演示
*/
public class Feature07 {
@Test
public void test1(){
//测试构造器
Person p1 = new Person("罗密欧",new Person("zhuliye",null));
//测试toString()
System.out.println(p1);
//测试equals():
Person p2 = new Person("罗密欧",new Person("zhuliye",null));
System.out.println(p1.equals(p2));
//测试hashCode()和equals()
HashSet<Person> set = new HashSet<>();
set.add(p1);
set.add(p2);
for (Person person : set) {
System.out.println(person);
}
//测试name()和partner():类似于getName()和getPartner()
System.out.println(p1.name());
System.out.println(p1.partner());
}
@Test
public void test2(){
Person p1 = new Person("zhuyingtai");
System.out.println(p1.getNameInUpperCase());
Person.nation = "CHN";
System.out.println(Person.showNation());
}
}
public record Person(String name,Person partner) {
//还可以声明静态的属性、静态的方法、构造器、实例方法
public static String nation;
public static String showNation(){
return nation;
}
public Person(String name){
this(name,null);
}
public String getNameInUpperCase(){
return name.toUpperCase();
}
//不可以声明非静态的属性
// private int id;//报错
}
//不可以将record定义的类声明为abstract的
//abstract record Order(){
//
//}
//不可以给record定义的类声明显式的父类(非Record类)
//record Order() extends Thread{
//
//}
JDK15中第二次预览特性
JDK16中转正特性
最终到JDK16中转正。
记录不适合哪些场景
record的设计目标是提供一种将数据建模为数据的好方法。它也不是 JavaBeans 的直接替代品,因为record的方法不符合 JavaBeans 的 get 标准。另外 JavaBeans 通常是可变的,而记录是不可变的。尽管它们的用途有点像,但记录并不会以某种方式取代 JavaBean。
6.8 密封类
背景:
在 Java 中如果想让一个类不能被继承和修改,这时我们应该使用 final
关键字对类进行修饰。不过这种要么可以继承,要么不能继承的机制不够灵活,有些时候我们可能想让某个类可以被某些类型继承,但是又不能随意继承,是做不到的。Java 15 尝试解决这个问题,引入了 sealed
类,被 sealed
修饰的类可以指定子类。这样这个类就只能被指定的类继承。
JDK15的预览特性:
通过密封的类和接口来限制超类的使用,密封的类和接口限制其它可能继承或实现它们的其它类或接口。
具体使用:
-
使用修饰符
sealed
,可以将一个类声明为密封类。密封的类使用保留关键字permits
列出可以直接扩展(即extends)它的类。 -
sealed
修饰的类的机制具有传递性,它的子类必须使用指定的关键字进行修饰,且只能是final
、sealed
、non-sealed
三者之一。
举例:
public abstract sealed class Shape permits Circle, Rectangle, Square {...}
public final class Circle extends Shape {...} //final表示Circle不能再被继承了
public sealed class Rectangle extends Shape permits TransparentRectangle, FilledRectangle {...}
public final class TransparentRectangle extends Rectangle {...}
public final class FilledRectangle extends Rectangle {...}
public non-sealed class Square extends Shape {...} //non-sealed表示可以允许任何类继承
JDK16二次预览特性
JDK17中转正特性
7. API的变化
7.1 Optional类
JDK8的新特性
到目前为止,臭名昭著的空指针异常是导致Java应用程序失败的最常见原因。以前,为了解决空指针异常,Google在著名的Guava项目引入了Optional类,通过检查空值的方式避免空指针异常。受到Google的启发,Optional类已经成为Java 8类库的一部分。
Optional<T>
类(java.util.Optional) 是一个容器类,它可以保存类型T的值,代表这个值存在。或者仅仅保存null,表示这个值不存在。如果值存在,则isPresent()方法会返回true,调用get()方法会返回该对象。
Optional提供很多有用的方法,这样我们就不用显式进行空值检测。
-
创建Optional类对象的方法:
-
static <T> Optional<T> empty()
:用来创建一个空的Optional实例static <T> Optional<T> of(T value)
:用来创建一个Optional实例,value必须非空static <T> Optional<T> ofNullable(T value)
:用来创建一个Optional实例,value可能是空,也可能非空
-
判断Optional容器中是否包含对象:
boolean isPresent()
: 判断Optional容器中的值是否存在void ifPresent(Consumer<? super T> consumer)
:判断Optional容器中的值是否存在,如果存在,就对它进行Consumer指定的操作,如果不存在就不做
-
获取Optional容器的对象:
-
T get(): 如果调用对象包含值,返回该值。否则抛异常。T get()与of(T value)配合使用
-
T orElse(T other)
:orElse(T other) 与ofNullable(T value)配合使用,如果Optional容器中非空,就返回所包装值,如果为空,就用orElse(T other)other指定的默认值(备胎)代替 -
T orElseGet(Supplier<? extends T> other)
:如果Optional容器中非空,就返回所包装值,如果为空,就用Supplier接口的Lambda表达式提供的值代替 -
T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier)
:如果Optional容器中非空,就返回所包装值,如果为空,就抛出你指定的异常类型代替原来的NoSuchElementException
举例:
import java.util.Optional;
import org.junit.Test;
public class TestOptional {
@Test
public void test1(){
String str = "hello";
Optional<String> opt = Optional.of(str);
System.out.println(opt);
}
@Test
public void test2(){
Optional<String> opt = Optional.empty();
System.out.println(opt);
}
@Test
public void test3(){
String str = null;
Optional<String> opt = Optional.ofNullable(str);
System.out.println(opt);
}
@Test
public void test4(){
String str = "hello";
Optional<String> opt = Optional.of(str);
String string = opt.get();
System.out.println(string);
}
@Test
public void test5(){
String str = null;
Optional<String> opt = Optional.ofNullable(str);
// System.out.println(opt.get());//java.util.NoSuchElementException: No value present
}
@Test
public void test6(){
String str = "hello";
Optional<String> opt = Optional.ofNullable(str);
String string = opt.orElse("atguigu");
System.out.println(string);
}
@Test
public void test7(){
String str = null;
Optional<String> opt = Optional.ofNullable(str);
String string = opt.orElseGet(String::new);
System.out.println(string);
}
@Test
public void test8(){
String str = null;
Optional<String> opt = Optional.ofNullable(str);
String string = opt.orElseThrow(()->new RuntimeException("值不存在"));
System.out.println(string);
}
@Test
public void test9(){
String str = "Hello1";
Optional<String> opt = Optional.ofNullable(str);
//判断是否是纯字母单词,如果是,转为大写,否则保持不变
String result = opt.filter(s->s.matches("[a-zA-Z]+"))
.map(s -> s.toUpperCase()).orElse(str);
System.out.println(result);
}
}
这是JDK9-11的新特性
新增方法 | 描述 | 新增的版本 |
---|---|---|
boolean isEmpty() | 判断value是否为空 | JDK 11 |
ifPresentOrElse(Consumer<? super T> action, Runnable emptyAction) | value非空,执行参数1功能;如果value为空,执行参数2功能 | JDK 9 |
Optional or(Supplier<? extends Optional<? extends T>> supplier) | value非空,返回对应的Optional;value为空,返回形参封装的Optional | JDK 9 |
Stream stream() | value非空,返回仅包含此value的Stream;否则,返回一个空的Stream | JDK 9 |
T orElseThrow() | value非空,返回value;否则抛异常NoSuchElementException | JDK 10 |
7.2 String存储结构和API变更
这是JDK9的新特性。
产生背景:
Motivation
The current implementation of the String class stores characters in a char array, using two bytes (sixteen bits) for each character. Data gathered from many different applications indicates that strings are a major component of heap usage and, moreover, that most String objects contain only Latin-1 characters. Such characters require only one byte of storage, hence half of the space in the internal char arrays of such String objects is going unused.
使用说明:
Description
We propose to change the internal representation of the String class from a UTF-16 char array to a byte array plus an encoding-flag field. The new String class will store characters encoded either as ISO-8859-1/Latin-1 (one byte per character), or as UTF-16 (two bytes per character), based upon the contents of the string. The encoding flag will indicate which encoding is used.
结论:String 再也不用 char[] 来存储啦,改成了 byte[] 加上编码标记,节约了一些空间。
public final class String
implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
@Stable
private final byte[] value;
...
}
拓展:StringBuffer 与 StringBuilder
那StringBuffer 和 StringBuilder 是否仍无动于衷呢?
String-related classes such as AbstractStringBuilder, StringBuilder, and StringBuffer will be updated to use the same representation, as will the HotSpot VM’s intrinsic string operations.
JDK11新特性:新增了一系列字符串处理方法
描述 | 举例 |
---|---|
判断字符串是否为空白 | " ".isBlank(); // true |
去除首尾空白 | " Javastack ".strip(); // “Javastack” |
去除尾部空格 | " Javastack “.stripTrailing(); // " Javastack” |
去除首部空格 | " Javastack ".stripLeading(); // "Javastack " |
复制字符串 | “Java”.repeat(3);// “JavaJavaJava” |
行数统计 | “A\nB\nC”.lines().count(); // 3 |
JDK12新特性:String 实现了 Constable 接口
String源码:
public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence,Constable, ConstantDesc {
java.lang.constant.Constable接口定义了抽象方法:
public interface Constable {
Optional<? extends ConstantDesc> describeConstable();
}
Java 12 String 的实现源码:
/**
* Returns an {@link Optional} containing the nominal descriptor for this
* instance, which is the instance itself.
*
* @return an {@link Optional} describing the {@linkplain String} instance
* @since 12
*/
@Override
public Optional<String> describeConstable() {
return Optional.of(this);
}
很简单,其实就是调用 Optional.of 方法返回一个 Optional 类型。
举例:
private static void testDescribeConstable() {
String name = "尚硅谷Java高级工程师";
Optional<String> optional = name.describeConstable();
System.out.println(optional.get());
}
结果输出:
尚硅谷Java高级工程师
JDK12新特性:String新增方法
String的transform(Function)
var result = "foo".transform(input -> input + " bar");
System.out.println(result); //foo bar
或者
var result = "foo".transform(input -> input + " bar").transform(String::toUpperCase)
System.out.println(result); //FOO BAR
对应的源码:
/**
* This method allows the application of a function to {@code this}
* string. The function should expect a single String argument
* and produce an {@code R} result.
* @since 12
*/
public <R> R transform(Function<? super String, ? extends R> f) {
return f.apply(this);
}
在某种情况下,该方法应该被称为map()。
举例:
private static void testTransform() {
System.out.println("======test java 12 transform======");
List<String> list1 = List.of("Java", " Python", " C++ ");
List<String> list2 = new ArrayList<>();
list1.forEach(element -> list2.add(element.transform(String::strip)
.transform(String::toUpperCase)
.transform((e) -> "Hi," + e))
);
list2.forEach(System.out::println);
}
结果输出:
======test java 12 transform======
Hi,JAVA
Hi,PYTHON
Hi,C++
如果使用Java 8的Stream特性,可以如下实现:
private static void testTransform1() {
System.out.println("======test before java 12 ======");
List<String> list1 = List.of("Java ", " Python", " C++ ");
Stream<String> stringStream = list1.stream().map(element -> element.strip()).map(String::toUpperCase).map(element -> "Hello," + element);
List<String> list2 = stringStream.collect(Collectors.toList());
list2.forEach(System.out::println);
}
7.3 JDK17:标记删除Applet API
Applet API 提供了一种将 Java AWT/Swing 控件嵌入到浏览器网页中的方法。不过,目前 Applet 已经被淘汰。大部分人可能压根就没有用过 Applet。
Applet API 实际上是无用的,因为所有 Web 浏览器供应商都已删除或透露计划放弃对 Java 浏览器插件的支持。Java 9 的时候,Applet API 已经被标记为过时,Java 17 的时候终于标记为删除了。
具体如下:
java.applet.Applet
java.applet.AppletStub
java.applet.AppletContext
java.applet.AudioClip
javax.swing.JApplet
java.beans.AppletInitializer
8. 其它结构变化
8.1 JDK9:UnderScore(下划线)使用的限制
在java 8 中,标识符可以独立使用“_”来命名:
String _ = "hello";
System.out.println(_);
但是,在java 9 中规定“_”不再可以单独命名标识符了,如果使用,会报错:
8.2 JDK11:更简化的编译运行程序
看下面的代码。
// 编译
javac JavaStack.java
// 运行
java JavaStack
我们的认知里,要运行一个 Java 源代码必须先编译,再运行。而在 Java 11 版本中,通过一个 java 命令就直接搞定了,如下所示:
java JavaStack.java
注意点:
- 执行源文件中的第一个类,第一个类必须包含主方法。
8.3 GC方面新特性
GC是Java主要优势之一。 然而,当GC停顿太长,就会开始影响应用的响应时间。随着现代系统中内存不断增长,用户和程序员希望JVM能够以高效的方式充分利用这些内存, 并且无需长时间的GC暂停时间。
8.3.1 G1 GC
JDK9以后默认的垃圾回收器是G1GC。
JDK10 : 为G1提供并行的Full GC
G1最大的亮点就是可以尽量的避免full gc。但毕竟是“尽量”,在有些情况下,G1就要进行full gc了,比如如果它无法足够快的回收内存的时候,它就会强制停止所有的应用线程然后清理。
在Java10之前,一个单线程版的标记-清除-压缩算法被用于full gc。为了尽量减少full gc带来的影响,在Java10中,就把之前的那个单线程版的标记-清除-压缩的full gc算法改成了支持多个线程同时full gc。这样也算是减少了full gc所带来的停顿,从而提高性能。
你可以通过-XX:ParallelGCThreads
参数来指定用于并行GC的线程数。
JDK12:可中断的 G1 Mixed GC
JDK12:增强G1,自动返回未用堆内存给操作系统
8.3.2 Shenandoah GC
JDK12:Shenandoah GC:低停顿时间的GC
Shenandoah 垃圾回收器是 Red Hat 在 2014 年宣布进行的一项垃圾收集器研究项目 Pauseless GC 的实现,旨在针对 JVM 上的内存收回实现低停顿的需求。
据 Red Hat 研发 Shenandoah 团队对外宣称,Shenandoah 垃圾回收器的暂停时间与堆大小无关,这意味着无论将堆设置为 200 MB 还是 200 GB,都将拥有一致的系统暂停时间,不过实际使用性能将取决于实际工作堆的大小和工作负载。
Shenandoah GC 主要目标是 99.9% 的暂停小于 10ms,暂停与堆大小无关等。
这是一个实验性功能,不包含在默认(Oracle)的OpenJDK版本中。
Shenandoah开发团队在实际应用中的测试数据:
JDK15:Shenandoah垃圾回收算法转正
Shenandoah垃圾回收算法终于从实验特性转变为产品特性,这是一个从 JDK 12 引入的回收算法,该算法通过与正在运行的 Java 线程同时进行疏散工作来减少 GC 暂停时间。Shenandoah 的暂停时间与堆大小无关,无论堆栈是 200 MB 还是 200 GB,都具有相同的一致暂停时间。
Shenandoah在JDK12被作为experimental引入,在JDK15变为Production;之前需要通过-XX:+UnlockExperimentalVMOptions
-XX:+UseShenandoahGC
来启用,现在只需要-XX:+UseShenandoahGC
即可启用
8.3.3 革命性的 ZGC
JDK11:引入革命性的 ZGC
ZGC,这应该是JDK11最为瞩目的特性,没有之一。
ZGC是一个并发、基于region、压缩型的垃圾收集器。
ZGC的设计目标是:支持TB级内存容量,暂停时间低(<10ms),对整个程序吞吐量的影响小于15%。 将来还可以扩展实现机制,以支持不少令人兴奋的功能,例如多层堆(即热对象置于DRAM和冷对象置于NVMe闪存),或压缩堆。
JDK13:ZGC:将未使用的堆内存归还给操作系统
JDK14:ZGC on macOS和windows
-
JDK14之前,ZGC仅Linux才支持。现在mac或Windows上也能使用ZGC了,示例如下:
-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseZGC
-
ZGC与Shenandoah目标高度相似,在尽可能对吞吐量影响不大的前提下,实现在任意堆内存大小下都可以把垃圾收集的停顿时间限制在
十毫秒以内
的低延迟。
JDK15:ZGC 功能转正
ZGC是Java 11引入的新的垃圾收集器,经过了多个实验阶段,自此终于成为正式特性。
但是这并不是替换默认的GC,默认的GC仍然还是G1;之前需要通过-XX:+UnlockExperimentalVMOptions
、 -XX:+UseZGC
来启用ZGC,现在只需要-XX:+UseZGC
就可以。相信不久的将来它必将成为默认的垃圾回收器。
ZGC的性能已经相当亮眼,用“令人震惊、革命性”来形容,不为过。未来将成为服务端、大内存、低延迟应用的首选垃圾收集器。
怎么形容Shenandoah和ZGC的关系呢?异同点大概如下:
- 相同点:性能几乎可认为是相同的
- 不同点:ZGC是Oracle JDK的,根正苗红。而Shenandoah只存在于OpenJDK中,因此使用时需注意你的JDK版本
JDK16:ZGC 并发线程处理
在线程的堆栈处理过程中,总有一个制约因素就是safepoints。在safepoints这个点,Java的线程是要暂停执行的,从而限制了GC的效率。
回顾:
我们都知道,在之前,需要 GC 的时候,为了进行垃圾回收,需要所有的线程都暂停下来,这个暂停的时间我们称为 Stop The World。
而为了实现 STW 这个操作, JVM 需要为每个线程选择一个点停止运行,这个点就叫做安全点(Safepoints)。
而ZGC的并发线程堆栈处理可以保证Java线程可以在GC safepoints的同时可以并发执行。它有助于提高所开发的Java软件应用程序的性能和效率。
9. 小结与展望
随着云计算和 AI 等技术浪潮,当前的计算模式和场景正在发生翻天覆地的变化,不仅对 Java 的发展速度提出了更高要求,也深刻影响着 Java 技术的发展方向。传统的大型企业或互联网应用,正在被云端、容器化应用、模块化的微服务甚至是函数(FaaS, Function-as-a-Service)所替代。
**Java 需要在新的计算场景下,改进开发效率。**比如,Java 代码虽然进行了一些类型推断等改进,更易用的集合 API 等,但仍然给开发者留下了过于刻板、形式主义的印象,这是一个长期的改进方向。
Java虽然标榜面向对象编程,却毫不顾忌的加入面向接口编程思想
,又扯出匿名对象
的概念,每增加一个新的东西,对Java的根本(面向对象思想)的一次冲击。
士,不可不弘毅,任重而道远。
10 企业真题
10.1 JDK8新特性
1. 谈谈java8新特性(京*旗下、时代*宇,信必*、招*信诺,中*外包,金*软件、阿**巴)
类似问题
> JDK1.8相较于JDK1.7有什么不一样?(惠*)
> JDK1.8的新特性有哪些?Stream API + Lambda表达式,还有吗?(久*国际物流)
- lambda表达式、Stream API
- jdk7的对比:元空间、HashMap、新的日期时间API、接口变化等。
2. JDK1.8在数据结构上发生了哪些变化 ?(银*数据)
- 使用元空间替代永久代。 (方法区:jvm规范中提到的结构。
- HotSpot来讲,jdk7:方法区的落地体现:永久代。 jdk8:方法区的落地体现:元空间。
- HashMap底层结构
3. 你说的了解 Java的新特性 ,你说说JDK8改进的地方?(银*科技)
略
4. JDK1.8用的是哪个垃圾回收器?(O**O)
Parallel GC --> jdk9:默认使用G1GC --> ZGC (低延迟)
10.2 Lambda表达式
1. Lambda表达式有了解吗,说说如何使用的(O**O)
类似问题:
> Lambda的理解(国*)
略
2. 什么是函数式接口?有几种函数式接口(阿**巴)
略。
java.util.function包下定义了丰富的好函数式接口。有4类基础的函数式接口:
消费型接口:Consumer void accept(T t)
供给型接口:Supplier T get()
函数型接口:Function<T,R> R apply(T t)
判断型接口:Predicate boolean test(T t)
10.3 Stream API
1. 创建Stream的方式(阿**巴)
三种。
2. 你讲讲stream表达式是咋用的,干啥的?(中*国际,上海**网络)
> Stream API 关注的是多个数据的计算(排序、查找、过滤、映射、遍历等),面向CPU的。
集合关注的数据的存储,面向内存的。
> Stream API 之于集合,类似于SQL之于数据表的查询。
3. 集合用Stream流怎么实现过滤?(润*软件)
filter(Predicate predicate)
4. 用Stream怎么选出List里想要的数据?(惠*)
略
10.4 其它版本新特性
1. 说说JDK15、JDK16、JDK17中的新特性都有什么?(银*数据)
略