十分鐘內瞭解Java 8到Java 15的新功能 - DEV

本博文將為您提供自Java 7以來增加的很棒的新功能的示例。我將展示每個Java版本的至少一項重大改進，一直到2020年秋季釋出的Java 15都有。Java現在完全支援lambda和函數語言程式設計，型別推斷通過var，具有簡單建構函式的不可變集合以及多行字串。此外，還有令人興奮的實驗新功能，例如資料類（record）和sealed類。最後，我將討論Java REPL，它為快速實驗提供了很高的價值。

函數語言程式設計（Java 8）

在Java 8中，功能程式設計和lambda被新增為語言功能。函數語言程式設計的兩個核心範例是不變值和將函式提升為一等公民的方法。資料經過一系列修改步驟，其中每個步驟都需要一些輸入並將其對映到新的輸出。函數語言程式設計可與Java中的Streamsnull安全monads（Optional）一起使用，如下所示...

流（Java 8）

對於一般的計算機程式，通常必須使用值列表，並對每個值執行給定的轉換。在Java 8之前，您必須使用for迴圈進行此轉換，但是從現在開始，您可以使用Streams以下方法：

Stream.of("hello", "great")
    .map(s -> s + " world")
    .forEach(System.out::println);
> hello world
> great world

該map函式以一個lambda作為輸入，它將應用於流中的所有元素。

Streams可以在Lists，Sets和Maps（通過轉換）上工作。多虧了Streams，您可以擺脫程式碼中幾乎所有的迴圈！

Optional（Java 8）

Java中的另一個常見問題是Null Pointer Exceptions。因此，Java引入了Optional –這是一個monad，它包裝了一個可能為null或不為null的引用。可以通過函式性方式將更新應用於此Optional：

Optional.of(new Random().nextInt(10))
    .filter(i -> i % 2 == 0)
    .map(i -> "number is even: " + i)
    .ifPresent(System.out::println);
> number is even: 6

在上面的程式碼段中，我們建立一個隨機數，將其包裝在Optional物件中，然後僅列印偶數。

JShell（Java 9）

最後，我們有一個Java的REPL，它的名字叫JShell！簡而言之，JShell允許在不編寫和編譯完整Java類的情況下嘗試Java程式碼段。相反，您可以一次執行一個命令，然後立即看到結果。這是一個簡單的例子：

$ <JDK>/bin/jshell
jshell> System.out.println("hello world")
hello world

長期以來，熟悉JavaScript或Python等解釋型語言的人們都對REPL感到滿意，但到目前為止，Java中缺少此功能。JShell允許定義變數，但也可以定義更復雜的實體，例如多行函式，類和執行迴圈。而且，JShell支援自動完成，如果您不知道給定Java類提供的確切方法，該功能將非常有用。

不可變集合的工廠方法（Java 9）

ListsJava的簡單初始化早已丟失，但現在已經過去了。以前，您必須執行以下操作：

jshell> List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4)
list ==> [1, 2, 3, 4]

現在將其簡化如下：

jshell> List<Integer> list = List.of(1, 2, 3, 4)
b ==> [1, 2, 3, 4]

List，Set和Mapof(...)存在這種奇特的方法。它們都只用一行簡單的程式碼就建立了一個不變的物件。

使用var（Java 10）進行 型別推斷

Java 10引入了新的var關鍵字，該關鍵字允許省略變數的型別。

jshell> var x = new HashSet<String>()
x ==> []

jshell> x.add("apple")
$1 ==> true

在上面的程式碼段中，編譯器x可以將的型別推斷為HashSet。

此功能有助於減少樣板程式碼並提高可讀性。但是，它有一些侷限性：您只能var在方法主體內部使用，並且編譯器將在編譯時推斷型別，因此所有內容仍為靜態型別。

單一原始檔啟動（Java 11）

以前，當您編寫了一個包含一個檔案的簡單Java程式時，必須先使用編譯檔案，javac然後使用來執行它java。在Java 11中，您可以使用一個命令完成兩個步驟：

Main.java：
public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    System.out.println("hello world");
  }
}
$ java ./Main.java
hello world

對於僅由一個Java類組成的簡單啟動程式或實驗，此用於啟動單個原始檔的功能將使您的生活更輕鬆。

Switch表示式（Java 12）

Java 12為我們帶來了Switch表示式。這是該表示式與舊的switch語句有何不同的快速展示。

在老switch語句定義了程式的流程：

jshell> var i = 3
jshell> String s;
jshell> switch(i) {
   ...>     case 1: s = "one"; break;
   ...>     case 2: s = "two"; break;
   ...>     case 3: s = "three"; break;
   ...>     default: s = "unknown number";
   ...> }
jshell> s
s ==> "three"

相反，新的switch表示式返回一個值：

jshell> var i = 3;
jshell> var x = switch(i) {
   ...>     case 1 -> "one";
   ...>     case 2 -> "two";
   ...>     case 3 -> "three";
   ...>     default -> "unknown number";
   ...> };
x ==> "three"

總而言之，舊的switch語句用於程式流，新的switch表示式解析為一個值。

請注意，這個新的switch語句是一種對映函式：有一個輸入（在上述情況下i），有一個輸出（在此x）。這實際上是一種模式匹配功能，有助於使Java與哈四年程式設計原理更加相容。一個類似的switch語句已經在斯卡拉推出已有一段時間。

需要注意的幾件事：

代替雙點，我們使用箭頭 ->

不需要 break

考慮所有可能的情況時，可以省略預設情況

要在Java 12中啟用此功能，請使用 --enable-preview --source 12

多行字串（Java 13）

您是否曾經定義過長的多行字串，例如JSON或XML？到目前為止，您可能已經將所有內容都壓縮了一行並使用換行符\n，但這使String更加難以閱讀。Java 13帶有多行字串！

案例：

public class Main
{ 
  public static void main(String [] args)
  {
    var s = """
        {
            "recipe": "watermelon smoothie",
            "duration": "10 mins",
            "items": ["watermelon", "lemon", "parsley"]
        }""";
    System.out.println(s);
  }
}

現在，我們通過單檔案啟動執行main方法：

java --enable-preview --source 13 Main.java

{
    "recipe": "watermelon smoothie",
    "duration": "10 mins",
    "items": ["watermelon", "lemon", "parsley"]
}

結果字串跨越多行，引號""保持不變，甚至製表符\t也被保留！

資料類：record（Java 14）

在本文的所有新功能中，這可能是我最興奮的功能：最後，Java中有資料類！這些類用record關鍵字宣告，並具有自動Getter，建構函式和equals（）方法等。總之，您可以擺脫大量的樣板程式碼！

jshell> record Employee (String name, int age, String department) {}
|  created record Employee

jshell> var x = new Employee("Anne", 25, "Legal");
x ==> Employee[name=Anne, age=25, department=Legal]

jshell> x.name()
$2 ==> "Anne"

Scala對於案例類具有類似的功能，對於Kotlin具有資料類具有類似的功能。到目前為止，在Java中，許多開發人員都使用Lombok，它提供了許多現在受recordsJava 14啟發的功能。有關更多詳細資訊，請參見Baeldung文章。

instanceof 沒有演員表（Java 14）

Java的早期版本已經包含instanceof關鍵字：

Object obj = new String("hello");
if (obj instanceof String) {
  System.out.println("String length: " + ((String)obj).length());
}

不幸的部分：首先我們檢查s型別是否為String，然後再次對其進行強制轉換以獲取其長度。

現在使用Java 14，編譯器足夠聰明，可以在instanceof check之後自動推斷型別：

Object obj = new String("hello");
if (obj instanceof String mystr) {
  System.out.println("String length: " + mystr.length());
}
 

密封的類（Java 15）

使用sealed關鍵字，您可以限制哪些類可以擴充套件給定的類或介面。這是一個例子：

public sealed interface Fruit permits Apple, Pear {
    String getName();
}

public final class Apple implements Fruit {
    public String getName() { return "Apple"; }
}

public final class Pear implements Fruit {
    public String getName() { return "Pear"; }
}

那麼這對我們有什麼幫助呢？好吧，現在您知道有多少個了Fruits。實際上，這是朝著完全支援的模式匹配的方向邁出的重要一步，在該模式下，您可以像對待列舉一樣對待類。此sealed功能與switch前面說明的新表示式很好地結合在一起。

獎勵：從Java 8開始更新的許可條款

本文的最後一個主題：許可。你們大多數人都聽說Oracle停止了Java 8（免費商業版）的更新。所以這是您的選擇：

使用更新的Oracle JDK版本（每個版本僅在6個月內Oracle提供免費的安全更新）

使用舊版本的JDK後果自負

使用舊的OpenJDK Java版本，那些版本仍會從開源社群或第三方供應商處獲得安全更新。

向Oracle支付主要支援（例如，Java 8：2030年之前的支援）

在下面，您可以看到每個JDK的暫定Oracle支援期限：

Oracle Java SE支援路線圖

Oracle的新許可模式受新發布週期的影響：Oracle將每6個月釋出一個新的Java版本。這個新的發行週期有助於Oracle更快地改進Java，通過實驗性功能獲得更快的反饋，並趕上Scala，Kotlin和Python等更現代的語言。

如果您對更多許可詳細資訊感興趣，請檢視此中型文章。

總結

在過去的6年中，Java取得了長足的發展，此後實際上已經發布了8個Java新版本！與其他基於JVM的競爭對手（Scala和Kotlin）相比，所有這些令人敬畏的新功能有助於使Java成為競爭選擇。

如果您正在尋找Java 8以後的Java新功能的更多詳細資訊，我可以推薦Andrew的DEV文章和David Csakvari的這篇文章。