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1. 新语法结构
新的语法结构，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。
1.1 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】
public void printHello() {
System.out.println("马上周末了，祝大家周末快乐！");
}
printHello();
- 使用
/open命令调用
- 退出
jShell
1.2 异常处理之try-catch资源关闭
在JDK7 之前，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();
}
}
1.3 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。
1.4 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）
*
* @author shkstart
* @create 上午 11:32
*/
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。
1.5 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； --->俗称：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：
/**
* @author shkstart
* @create 下午 10:38
*/
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：
/**
* @author shkstart
* @create 2019 下午 10:44
*/
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。
1.6 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, JDK</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, JDK</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\":\"[email protected]\"\n" +
"}";
System.out.println(myJson);
使用新特性：
String myJson1 = """
{
"name":"Song Hongkang",
"address":"www.atguigu.com",
"email":"[email protected]"
}""";
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
1.7 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，比如下面示例中的
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：
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。
1.8 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
2. API的变化
2.1 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<T> 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<T> 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 |
2.2 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.背景
String类的当前实现将字符存储在字符数组中，每个字符使用两个字节(16位)。从许多不同的应用程序收集的数据表明，字符串是堆使用的主要组成部分，而且，大多数String对象只包含Latin-1字符。这些字符只需要一个字节的存储空间，因此这些String对象的内部字符数组中有一半的空间是未使用的。
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.
描述：
我们建议将String类的内部表示形式从UTF-16字符数组更改为字节数组加上编码标志字段。新的String类将根据字符串的内容存储编码为ISO-8859-1/Latin-1(每个字符一个字节)或UTF-16(每个字符两个字节)的字符。编码标志将指示使用哪种编码
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.
翻译
与字符串相关的类，如AbstractStringBuilder、StringBuilder和StringBuffer，将被更新为使用相同的表示，HotSpot VM的固有字符串操作也是如此。
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 = "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);
}
2.3 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
3. 其它结构变化
3.1 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：
3.2 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。
3.3 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。
3.3.1 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。
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
3.3.2 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
3.3.3 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。
4. 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。