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JDK17新特性梳理

news 2025/9/30 18:45:31

JDK17新特性梳理

一、为什么JDK17

  1. 生态强制升级：

    业界长期 “你发任你发，我用 Java8”，但 Spring Framework 6.0+ 明确要求 Java 17+，Spring Boot 3.2+ 不仅要求 Java 17+，还需依赖 Spring Framework 6.1.1+，且仅支持特定构建工具版本：

    Build Tool 最低版本要求
    Maven 3.6.3
    Gradle 7.5+（7.x 系列）、8.x 系列

  2. 版本定位关键：

    • 是 JDK8 后首个生态成熟的 LTS 长期支持版本，比 JDK11 生态更完善；
    • 建议跳过 JDK11 直接升级：JDK21 仅 “虚拟线程” 特性亮眼，其他特性对 JDK17 无显著优势。

二、语法层新特性

1.文本块

  • 功能：解决多行字符串换行转义问题，用连续三个双引号包裹，支持 String.format；

  • 新增转义符：\（置于行尾，连接上下两行）、\s（表示单个空字符）；

  • 示例：

    String query = """
SELECT `EMP_ID`, `LAST_NAME` FROM `EMPLOYEE_TB` \s
WHERE `CITY` = '%s' \
ORDER BY `EMP_ID`, `LAST_NAME`;
""";
System.out.println(String.format(query, "合肥")); // 输出无转义符的正确SQL

2.Switch 表达式增强

  • 核心升级：支持 “语句” 与 “表达式” 双模式，新增多值匹配、yield 关键字（替代 break 返回值）；

  • 示例 1（多值匹配）：

    switch (name) {case "李白", "杜甫", "白居易" -> System.out.println("唐代诗人");case "苏轼", "辛弃疾" -> System.out.println("宋代诗人");default -> System.out.println("其他朝代诗人");
}

  • 示例 2（作为表达式）：

    int tmp = switch (name) {case "李白", "杜甫", "白居易" -> 1;case "苏轼", "辛弃疾" -> 2;default -> {System.out.println("其他朝代诗人");yield 3; // 返回默认值}
};

3.instanceof 的模式匹配

  • 功能：判断变量类型后，无需手动强转，直接在分支中使用匹配类型的变量；

  • 示例：

    if (o instanceof Integer i && i > 0) {System.out.println(i.intValue()); // 直接用i，无需强转
} else if (o instanceof String s && s.startsWith("t")) {System.out.println(s.charAt(0)); // 直接用s
}

4.var 局部变量推导

  • 功能：对类型可直接推导的局部变量，用 var 声明，简化代码；

  • 示例：

    var nums = new int[] {1, 2, 3, 4, 5}; // 推导为int[]
var sum = Arrays.stream(nums).sum(); // 推导为int

  • 注意：需权衡 “简化代码” 与 “Java 强类型安全性”，仁者见仁。

三、模块化及类封装

1.记录类（record）

  • 定位：不可变数据结构，替代 BO/VO/DTO 等仅用于值传递的复杂对象；
  • 特性：
    • JDK14 引入，JDK16 正式转正；
    • 声明时直接定义属性（如 public record Point(int x, int y) {}），初始化后属性不可修改（反射也不行）；
    • 自动生成 toString()、hashCode()、equals() 且为 final，不可定制；
    • 属性获取方法为 “属性名 ()”（如 p.x()），而非传统 getX()。

2.隐藏类（Hidden Classes）

  • 引入版本：JDK15；
  • 核心逻辑：不依赖类加载器，通过读取目标类字节码创建 “对其他类隐藏的 Class 对象”，再通过反射调用；
  • 价值：提升 Java 动态语言能力，替代 Spring 等框架中繁琐低效的 ASM 字节码操作，成为动态类生成的新标准。
// 步骤1：同样用ASM生成代理类的字节码（和JDK8一样，字节码生成逻辑不变）
byte[] proxyBytes = ...; // 动态生成的代理类字节码// 步骤2：直接通过MethodHandles生成隐藏类（无需关心类加载器）
MethodHandles.Lookup lookup = MethodHandles.lookup();
// 关键API：defineHiddenClass（字节码数组 + 是否初始化 + 嵌套类选项）
Class<?> hiddenProxyClass = lookup.defineHiddenClass(proxyBytes, true, MethodHandles.Lookup.ClassOption.NESTMATE).lookupClass();// 步骤3：通过MethodHandle调用方法（无法直接引用类型，只能间接调用）
// 3.1 获取构造方法，创建实例
Constructor<?> constructor = hiddenProxyClass.getConstructor();
Object proxyInstance = constructor.newInstance();// 3.2 获取sayHello方法，调用
Method sayHelloMethod = hiddenProxyClass.getMethod("sayHello", String.class);
String result = (String) sayHelloMethod.invoke(proxyInstance, "张三");
System.out.println(result);// 优势：
// 1. 代理类对其他类不可见（不能写 UserServiceProxy proxy = ...）；
// 2. hiddenProxyClass无人引用后，会被GC回收，无内存泄漏；
// 3. 无需手动实现类加载器，API更简洁，不易出错。

3.密封类（Sealed Classes）

  • 转正版本：JDK17；
  • 功能：限制父类的子类范围，防止随意继承打破内置行为（如 JDK8 类加载双亲委派可被随意修改的安全问题）；
  • 使用规则：
    • 父类用 sealed 修饰，需通过 permits 指定允许的子类（如 public sealed abstract class Shape permits Circle, Rectangle, Square {}）；
    • 子类需声明密封属性：final（不可继承）、non-sealed（可随意继承）、sealed（继续用 permits 指定子类）（public non-sealed class Square extends Shape）；
  • 限制：父类与子类必须在同一显式命名的 module 下，且子类需直接继承父类。

4.模块化系统（Module System）

  • 定义：JDK9 引入，是 package 上层的抽象，聚合相关包与资源，通过 module-info.java 描述，JDK17 中以 .jmod 文件替代传统 .jar 文件；

  • 核心操作：

    1. 声明模块：在模块根目录创建 module-info.java，用 module 关键字声明（如 module roy.demomodule {}），模块名需全局唯一（惯例小写，用.连接）；
    2. 声明依赖（require）：
      • 依赖外部模块：如依赖 JUnit 需 requires junit;（非模块化 Jar 包默认模块名为 “去掉版本的 Jar 名”）；
      • 依赖 JDK 内置模块：如用 JDBC 需 requires java.sql;；
      • 编译时依赖：requires static（仅编译需该模块，运行时可选，类似 Maven 的 compile scope）；
    3. 暴露 API（exports/opens）：
      • exports 包名：对外开放指定包，编译和运行时可访问，但不支持反射；
      • opens 包名：对外开放指定包，支持反射访问（解决跨模块反射调用报错问题）；
    4. 服务机制（uses/provides）：
      • 服务提供方（如 demoModule2）：用 provides 接口名 with 实现类1, 实现类2; 暴露服务（需先 exports 接口所在包）；
      • 服务调用方（如 demoModule）：用 uses 接口名; 声明使用服务，通过 ServiceLoader.load(接口名) 调用；
    5. 构建模块化 Jar 包：
      • 执行命令：java --module-path 模块路径 -m 模块名/主类全路径（如 java --module-path demoModule.jar:demoModule2.jar -m roy.demomodule/com.roy.spi.ServiceDemo）；
      • 查看模块：java --module-path 模块路径 --list-modules；

  • 类加载机制调整：

    JDK8 类加载体系 JDK9+（含 JDK17）类加载体系 核心调整点
    BootstrapClassLoader（根加载器） BootstrapClassLoader 1. 替换扩展加载器：用 PlatformClassLoader 替代 ExtClassLoader，因模块化天生支持扩展，无需 ExtClassLoader；2. 调整父类：PlatformClassLoader 与 AppClassLoader 继承自 BuildinClassLoader（实现模块化类加载逻辑）；3. 双亲委派优化：Platform/AppClassLoader 加载类前，先判断类所属系统模块，优先委派给对应模块的加载器
    ExtClassLoader（扩展加载器） PlatformClassLoader（平台类加载器）
    AppClassLoader（应用类加载器） AppClassLoader
    自定义类加载器 自定义类加载器

四、GC 调整

  1. ZGC 转正：
    • 引入：JDK11 预览，JDK15 正式投入使用，JDK17 中相关参数已稳定；
    • 启用：-XX:+UseZGC；
    • 补充：支持 RedHat 的 Shenandoah 垃圾回收器，启用参数 XX:+UseShenandoahGC（Oracle 以可选方案集成）。
  2. 废除 CMS：
    • 时间：JDK14 彻底删除；
    • 原因：G1 已完善，ZGC/Shenandoah 等现代 GC 更高效，CMS 实现复杂；
    • 同步删除：Serial 垃圾回收器、SerialOld（原作为 CMS 补充方案）。

五、GraalVM 虚拟机

  1. 背景：
    • 定位：替代 HotSpot 的潜力虚拟机，用 Java 编写（对比 C/C++ 编写的 C1/C2 编译器，更易维护）；
    • 核心能力：支持 JIT（即时编译） 与 AOT（提前编译），解决 Java 微服务场景下 “启动慢、预热久” 的痛点，适配云原生；
    • 生态支持：Spring Boot、Micronaut 等微服务框架，Oracle Cloud、AWS 等云平台均支持。
  2. 使用步骤：
    1. 下载：官网（https://www.graalvm.org）下载对应版本（当前支持 Java17/21）；
    2. 配置：解压后配置 JAVA_HOME，验证 java -version（显示 “Oracle GraalVM”）；
    3. 基础使用：与普通 JDK 一致（javac 编译、java 执行）；
    4. AOT 编译（本地镜像）：
      • 命令：native-image 类名（需先安装 zlib-devel 依赖，解决 “找不到 -lz” 错误）；
      • 优势：本地镜像无需 JVM 即可运行，启动速度极快（示例 Hello 程序执行时间 real 0m0.006s，远快于普通 JDK 的 0.059s）。

关键问题及答案

问题 1：为什么说 JDK17 是 JDK8 时代程序员的 “必选项”，而非 “可选项”？其生态支持的核心依据是什么？

答案：JDK17 成为 “必选项” 的核心原因的两点：

  1. 生态强制绑定：作为 Java 应用基石的 Spring Framework 6.0+ 明确要求 “Java 17+”，Spring Boot 3.2+ 不仅要求 “Java 17+”，还需依赖 Spring Framework 6.1.1+，且仅支持 Maven 3.6.3+、Gradle 7.5 + 等工具，若不升级 JDK17，无法使用主流框架的新版本特性；
  2. 版本性价比最优：JDK17 是 JDK8 后首个生态成熟的 LTS 版本，相比 JDK11 生态更完善；而 JDK21 仅 “虚拟线程” 特性亮眼，其他特性对开发效率提升有限，跳过 JDK11 直接升级 JDK17 更实惠，避免多次升级成本。

问题 2：JDK17 中 “record 记录类” 与传统 POJO 相比，核心差异是什么？在实际开发中适合解决什么问题？

答案：核心差异及适用场景如下：

对比维度 record 记录类 传统 POJO
不可变性 属性默认private final，初始化后不可修改（反射也不行） 需手动添加private final，否则属性可修改
方法生成 自动生成toString()、hashCode()、equals()，且方法为final（不可重写） 需手动编写或依赖 Lombok 生成，方法可重写
属性访问 用 “属性名 ()” 获取（如p.x()） 用getX()获取（需遵循 JavaBean 规范）
适用场景 仅用于值传递的场景（如 BO/VO/DTO），无需定制业务逻辑 需包含业务逻辑（如属性修改、复杂方法）的对象
实际开发中，record 记录类可大幅简化 “仅承载数据、无业务逻辑” 的类定义，减少模板代码（如无需写 getter/toString 等），提升开发效率。

问题 3：JDK17 模块化系统（Module System）相比 JDK8 的 “包机制”，最大的改进是什么？对大型项目开发有何实际价值？

答案：最大改进是 从 “包级别的代码组织” 升级为 “模块级别的资源隔离与依赖管理”，JDK8 的包机制仅能通过访问修饰符（public/private）控制类访问范围，无法限制跨包 / 跨 Jar 的依赖；而模块化系统通过module-info.java实现：

  1. 精确依赖管理：用require明确声明依赖的模块，避免 “隐式依赖” 导致的版本冲突（如依赖 JDK 内置功能需显式requires java.sql）；

  2. 资源隔离：用exports/opens仅暴露必要的 API，隐藏内部实现（如仅对外开放com.roy.service包，内部com.roy.util包不暴露），降低耦合；

  3. 定制轻量 JRE：基于.jmod文件，通过jlink -p $JAVA_HOME/jmods --add-modules 所需模块 --output 自定义JRE生成仅含项目所需模块的 JRE（如仅用java.base模块），减少部署体积，适配云原生轻量化需求；

    对大型项目而言，这些改进可降低跨团队协作的依赖冲突风险，简化多模块项目的管理，同时减少线上部署资源占用。

http://www.hskmm.com/?act=detail&tid=21617

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