Java 从 6 到 21 的重要变动回顾

news2024/12/25 22:25:11

Java 从 6 到 21 的重要变动回顾

Java 自从发布以来，一直是全球最受欢迎的编程语言之一。其不断发展的特性和功能，使得它在各种应用程序中得以广泛应用。从 Java 6 到 Java 21，Java 语言和平台经历了许多重要的变动。本文将深入探讨这些变动，帮助开发者更好地理解和应用这些新特性。

Java 6 (2006 年发布)

主要变动

Java 6 主要是一个性能和开发工具改进版本，没有引入重大的语言特性。主要的更新包括：

  • JDBC 4.0: 增强了对 SQL 数据库的支持，简化了数据库连接代码。
  • 编译器 API: 引入了一个新的编译器 API，使得程序可以在运行时调用 Java 编译器。
  • 脚本引擎: 集成了 JavaScript 引擎 Rhino，可以在 Java 应用中直接运行 JavaScript 代码。

示例代码

import javax.script.ScriptEngine;
import javax.script.ScriptEngineManager;
import javax.script.ScriptException;

public class ScriptExample {
    public static void main(String[] args) throws ScriptException {
        ScriptEngineManager manager = new ScriptEngineManager();
        ScriptEngine engine = manager.getEngineByName("JavaScript");
        engine.eval("print('Hello, Java 6!')");
    }
}

Java 7 (2011 年发布)

主要变动

Java 7 引入了多个重要的语言特性和库改进，包括：

  • 二进制字面量和数字下划线: 提高了代码的可读性。
  • switch 语句支持字符串: 扩展了 switch 语句的功能。
  • Try-with-resources 语句: 简化了资源管理，自动关闭资源。

示例代码

public class Java7Features {
    public static void main(String[] args) {
        // 二进制字面量
        int bin = 0b1001_1001;
        System.out.println(bin);

        // switch 支持字符串
        String day = "MONDAY";
        switch (day) {
            case "MONDAY":
                System.out.println("Start of the work week.");
                break;
            case "FRIDAY":
                System.out.println("End of the work week.");
                break;
            default:
                System.out.println("Midweek day.");
                break;
        }

        // Try-with-resources 语句
        try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("test.txt"))) {
            System.out.println(br.readLine());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

Java 8 (2014 年发布)

主要变动

Java 8 是一个革命性的版本，引入了许多新的语言特性和库：

  • Lambda 表达式: 简化了代码的书写，使得函数式编程更加简洁。
  • Stream API: 提供了一种新的方式来处理集合数据。
  • 默认方法: 接口可以有默认实现。
  • Optional 类: 防止空指针异常。
  • 方法引用 ：方法引用允许将现有的方法作为参数传递给其他函数或方法。方法引用的出现，使得Java代码更加简洁明了，同时也增强了代码的可读性。

示例代码

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Optional;

public class Java8Features {
    public static void main(String[] args) {
        // Lambda 表达式
        List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");
        names.forEach(name -> System.out.println(name));

        // Stream API
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
        int sum = numbers.stream()
                .filter(n -> n % 2 == 0)
                .mapToInt(Integer::intValue)
                .sum();
        System.out.println("Sum of even numbers: " + sum);

        // Optional 类
        Optional<String> optionalName = Optional.of("Alice");
        optionalName.ifPresent(name -> System.out.println("Hello, " + name));
    }
}

// Java 6
Comparator<String> comparator = new Comparator<String>() {
    @Override
    public int compare(String s1, String s2) {
        return s1.compareTo(s2);
    }
};
names.sort(comparator);

// Java 8方法引用
names.sort(String::compareTo);

Java 9 (2017 年发布)

主要变动

Java 9 引入了模块系统和许多其他改进：

  • 模块系统: 提高了代码的模块化和可维护性。
  • JShell: 交互式编程工具，适合快速测试和学习。
  • 改进的 JDK API: 增强了集合工厂方法、进程 API 等。
  • HTTP/2 客户端 API：Java 9引入了一个新的 HTTP/2 客户端 API，支持 HTTP/2 协议，该协议提供更高的性能和更低的延迟。新的 HTTP/2 客户端 API使得Java开发人员能够更加方便地构建高性能的网络应用程序。

示例代码

module com.example.module {
    requires java.base;
    exports com.example;
}

import java.util.List;

public class Java9Features {
    public static void main(String[] args) {
        // 集合工厂方法
        List<String> names = List.of("Alice", "Bob", "Charlie");
        System.out.println(names);
    }
}

// Java 8
HttpClient httpClient = HttpClient.newHttpClient();
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
    .uri(URI.create("https://www.example.com"))
    .GET()
    .build();
HttpResponse<String> response = httpClient.send(request, BodyHandlers.ofString());
String body = response.body();

// Java 9
HttpClient httpClient = HttpClient.newBuilder()
    .version(Version.HTTP_2)
    .build();
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
    .uri(URI.create("https://www.example.com"))
    .GET()
    .build();
HttpResponse<String> response = httpClient.send(request, BodyHandlers.ofString());
String body = response.body();

Java 10 (2018 年发布)

主要变动

Java 10 主要是一个增量更新，带来了以下改进：

  • 局部变量类型推断: 使用 var 简化变量声明。
  • G1 垃圾收集器改进: 提高了垃圾收集性能。

示例代码

import java.util.List;

public class Java10Features {
    public static void main(String[] args) {
        // 局部变量类型推断
        var names = List.of("Alice", "Bob", "Charlie");
        names.forEach(System.out::println);
    }
}

Java 11 (2018 年发布)

主要变动

Java 11 是一个长期支持 (LTS) 版本，带来了许多重要的新特性和改进：

  • HTTP Client API: 新的 HTTP 客户端 API，支持异步和同步请求。
  • 运行时编译: 允许直接运行 Java 源文件。
  • String 方法增强: 新增了一些实用的 String 方法，如 isBlank(), lines(), strip(), repeat()。

示例代码

import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;

public class Java11Features {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // HTTP Client API
        var client = HttpClient.newHttpClient();
        var request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri(URI.create("https://api.github.com"))
                .build();
        var response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
        System.out.println(response.body());

        // String 方法增强
        var multilineString = "Line1\nLine2\nLine3";
        multilineString.lines().forEach(System.out::println);
    }
}

Java 12 到 Java 20 的重要变动

Java 12 (2019 年发布)

  • Switch 表达式预览: Switch 表达式变得更加简洁和灵活。
  • JVM 常量 API: 提供了对常量池的直接访问。

Java 13 (2019 年发布)

  • 文本块预览: 多行字符串文字，简化了嵌入 HTML、JSON 等字符串内容。

Java 14 (2020 年发布)

  • 记录预览: 简化了数据载体类的声明。
  • NullPointerException 增强: 提供更详细的异常信息。

Java 15 (2020 年发布)

  • 封闭类和接口预览: 限制类的扩展性，提供了更好的封装机制。
  • 隐藏类 API: 支持动态生成和使用隐藏类。

Java 16 (2021 年发布)

  • 模式匹配 instanceof: 简化了类型检查和转换。
  • Vector API 初步预览: 支持矢量运算，提高性能。

Java 17 (2021 年发布)

  • LTS 版本: 提供长期支持。
  • 封闭类和接口正式版: 提供更强的封装和模块化。

Java 18 (2022 年发布)

  • UTF-8 作为默认字符集: 统一了字符集，简化了编码问题。

Java 19 (2022 年发布)

  • 虚拟线程预览: 提供更轻量级的线程，提升并发性能。
  • 外部函数和内存 API: 提高了与本地代码的互操作性。

Java 20 (2023 年发布)

  • 模式匹配 switch: 进一步简化和增强 switch 语句。

Java 21 (2023 年发布)

Java 21 是 Java 语言和平台的最新版本，带来了众多令人兴奋的新特性和改进。本文将深入探讨 Java 21 的重要变动，并提供相应的代码示例，帮助开发者快速掌握这些新功能。

主要变动如下：

1. 记录模式 (Record Patterns)

Java 21 引入了记录模式，使得模式匹配功能更加强大。记录模式允许在模式匹配中解构记录对象，这极大地简化了代码。

示例代码
public record Point(int x, int y) {}

public class RecordPatternExample {
    public static void main(String[] args) {
        Point point = new Point(10, 20);

        if (point instanceof Point(int x, int y)) {
            System.out.printf("Point coordinates: (%d, %d)%n", x, y);
        }
    }
}

2. 虚拟线程 (Virtual Threads)

虚拟线程是 Java 21 中的重要特性，它提供了更轻量级的线程实现，显著提高了并发编程的效率。虚拟线程使得高并发程序更加容易编写和维护。

示例代码
public class VirtualThreadsExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread vThread = Thread.ofVirtual().start(() -> {
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println("Hello from virtual thread!");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        vThread.join();
    }
}

3. 改进的外部函数和内存 API (Foreign Function and Memory API)

Java 21 改进了外部函数和内存 API，使得与本地代码的互操作性和性能进一步提升。这些改进使得调用本地代码更加高效和安全。

示例代码
import jdk.incubator.foreign.*;
import java.lang.invoke.MethodHandle;
import java.lang.invoke.MethodHandles;
import java.lang.invoke.MethodType;

public class ForeignFunctionExample {
    public static void main(String[] args) throws Throwable {
        System.loadLibrary("example"); // 加载本地库

        try (var session = MemorySession.openConfined()) {
            var linker = Linker.nativeLinker();
            var downcallHandle = linker.downcallHandle(
                linker.defaultLookup().find("nativeFunction").orElseThrow(),
                MethodType.methodType(int.class, int.class, int.class),
                FunctionDescriptor.of(ValueLayout.JAVA_INT, ValueLayout.JAVA_INT, ValueLayout.JAVA_INT)
            );

            int result = (int) downcallHandle.invokeExact(5, 3);
            System.out.println("Result from native function: " + result);
        }
    }
}

4. 模式匹配 switch (Pattern Matching for switch)

Java 21 继续增强了 switch 表达式的模式匹配功能，使得 switch 语句更加简洁和强大。

示例代码
public class PatternMatchingSwitchExample {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj = "Hello, Java 21";

        String result = switch (obj) {
            case Integer i -> "Integer: " + i;
            case String s -> "String: " + s;
            default -> "Unknown type";
        };

        System.out.println(result);
    }
}

5. 增强的线程调度 (Enhanced Thread Scheduling)

Java 21 引入了增强的线程调度机制，使得虚拟线程和平台线程之间的调度更加高效。

示例代码
public class EnhancedThreadSchedulingExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread vThread1 = Thread.ofVirtual().start(() -> {
            try {
                Thread.sleep(500);
                System.out.println("Virtual thread 1 finished");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        Thread vThread2 = Thread.ofVirtual().start(() -> {
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println("Virtual thread 2 finished");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        vThread1.join();
        vThread2.join();
    }
}

结语

Java 21 引入了众多重要的新特性和改进，进一步提升了 Java 语言的表达能力和性能。记录模式和虚拟线程的引入，使得代码更加简洁和高效；改进的外部函数和内存 API 提高了与本地代码的互操作性；模式匹配 switch 和增强的线程调度机制使得 Java 的并发编程更加强大和灵活。这些新特性为开发者提供了更丰富的工具，帮助他们应对复杂的编程挑战。

通过上述示例代码，希望能帮助开发者更好地理解和应用 Java 21 的新特性。未来，Java 将继续发展，为我们带来更多的创新和改进。

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