Java 17 VS Java 8: 新旧对决，这些Java 17新特性你不容错过

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Java是一门非常流行的编程语言，由于其跨平台性、可移植性以及强大的面向对象特性而备受青睐。Java最初由Sun Microsystems公司于1995年推出，随着时间的推移，Java发展迅速，版本不断更新。本篇博客将重点介绍Java 17与Java 8的对比，以及Java 17的新特性。

                                  Java 17 和 Java 8 的区别

一、Java 17与Java 8的对比

Java 17与Java 8是Java版本中的两个重要里程碑。Java 8是Java版本中的一次重大更新，于2014年发布，引入了很多新的特性和功能，包括Lambda表达式、Stream API、函数式接口等。Java 17是Java SE 17版本，于2021年9月发布，是Java SE 16的长期支持（LTS）版本。Java 17中也有一些新的特性和改进，我们将在后文中详细讨论。

二、性能比较

Java 17与Java 8在性能方面的比较非常重要。Java 8引入了一些性能改进，例如优化了字符串连接和数组排序等操作。Java 17在性能方面也有一些新的改进，例如：

• 改进了JIT编译器，提高了应用程序的性能。
• 改进了垃圾回收器，提高了垃圾回收的效率和吞吐量。
• 引入了C++风格的内存管理，包括对堆内存分配的优化和对垃圾回收的改进。
  这些改进都可以提高Java应用程序的性能和响应速度。

三、语言特性比较

Java 8引入了一些新的语言特性，例如Lambda表达式和函数式接口。这些特性让Java程序员能够使用函数式编程的方式编写代码，从而使得代码更加简洁、易读、易维护。Java 17在语言特性方面也有一些新的改进，例如：

• 引入了Sealed类，这是一种新的类修饰符，用于限制类的继承。这样可以使得代码更加安全、可维护。
• 引入了Pattern Matching for Switch语法，这是一种新的switch语法，可以用于模式匹配。这样可以使得代码更加简洁、易读、易维护。
• 引入了Record类，这是一种新的数据类，可以用于定义只有属性和访问器的简单数据对象。这样可以使得代码更加简洁、易读、易维护。
• 这些改进都可以使得Java程序员能够使用更加先进、更加高效的语言特性编写代码。

四、应用场景比较

Java 8和Java 17都可以用于不同的应用场景，但是它们在一些方面有所不同。Java 8适用于开发中小型应用程序和Web应用程序，例如Web服务、企业级应用程序和桌面应用程序等。Java 8也可以用于开发大型应用程序，但是在大型应用程序中可能会出现一些性能问题。Java 17则更适合用于开发大型应用程序和高性能应用程序，例如高性能计算、云计算、大数据处理等。

五、Java 17的新特性

Java 17是Java SE 17版本，于2021年9月发布，是Java SE 16的长期支持（LTS）版本。Java 17中有许多新的特性和改进，以下是一些主要特性：

5.1 Sealed类

Sealed类是一种新的类修饰符，用于限制类的继承。Sealed类可以控制哪些类可以继承自它，这样可以使得代码更加安全、可维护。Sealed类的使用可以在编译时强制执行一些规则，从而避免运行时错误。

5.1.1 代码示例

public sealed abstract class Shape permits Circle, Rectangle {
    public abstract double calculateArea();
}

public final class Circle extends Shape {
    private double radius;

    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }

    public double getRadius() {
        return radius;
    }

    public double calculateArea() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

public final class Rectangle extends Shape {
    private double length;
    private double width;

    public Rectangle(double length, double width) {
        this.length = length;
        this.width = width;
    }

    public double getLength() {
        return length;
    }

    public double getWidth() {
        return width;
    }

    public double calculateArea() {
        return length * width;
    }
}

代码说明：
在这个示例中，Shape 是一个抽象类，并且使用 permits 关键字，明确允许哪些类继承该类。Circle 和 Rectangle 是 Shape 的子类，并使用 final 关键字来表示它们是封闭类，不允许有其他子类继承它们。这种方式可以在编译时校验代码，并防止意外创建不受预期的子类。

5.2 Pattern Matching for Switch语法

Pattern Matching for Switch语法是一种新的switch语法，可以用于模式匹配。Pattern Matching for Switch语法可以根据不同的模式执行不同的操作，从而使得代码更加简洁、易读、易维护。Pattern Matching for Switch语法可以减少代码量，避免出现大量的if-else语句。

5.2.1 代码示例

public static void main(String[] args) {
    Object obj = "hello";

    switch (obj) {
        case String s && s.length() > 5 -> System.out.println("长字符串");
        case String s -> System.out.println("短字符串");
        case Integer i -> System.out.println("整型数");
        default -> System.out.println("不支持的类型");
    }
}

代码说明：
在这个示例中，我们首先定义了一个 Object 类型的变量 obj，它可能是一个字符串、整型数或其他类型的对象。

接下来，我们使用了 switch 语句，并对 obj 进行了几个模式匹配：

• 如果 obj 是一个长度大于 5 的字符串，表达式 case String s && s.length() > 5 就会被匹配并执行相应的代码块。
• 如果 obj 是一个短字符串，表达式 case String s 会匹配并执行相应代码块。
• 如果 obj 是一个整型数，表达式 case Integer i 就会执行相应代码块。
• 如果 obj 不属于以上任何一种类型，就会执行默认代码块。

5.3 Record类

Record类是一种新的数据类，可以用于定义只有属性和访问器的简单数据对象。Record类可以简化代码，使得代码更加易读、易维护。Record类的使用可以减少代码量，避免出现大量的getter和setter方法。

5.3.1 代码示例

public record Person(String name, int age) {}

public class RecordExample {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person("John", 30);

        System.out.println("Name: " + person.name());
        System.out.println("Age: " + person.age());
    }
}

代码说明：
在这个示例中，我们定义了一个名为 Person 的 Record 类，它有两个字段：name 和 age。Record 类会自动生成一个带有这些字段的构造函数、getter 方法和 equals、hashCode 和 toString 方法。

• 我们在 main 方法中创建了一个 Person 对象，并使用 name() 和 age() 方法获取其名称和年龄信息，然后将其打印出来。

• 使用 Record 类，我们可以更轻松地定义简单的数据类，而不需要手动编写大量的构造函数和 getter 方法。这可以使我们的代码更加简洁、清晰，并且更易于阅读和维护。

5.4 改进的垃圾回收器

Java 17中改进了垃圾回收器，提高了垃圾回收的效率和吞吐量。改进的垃圾回收器可以更加高效地回收内存，从而提高应用程序的性能和响应速度。

5.4.1 代码示例

public class GarbageCollectorExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();

        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            list.add(i);
        }

        System.out.println("List size: " + list.size());

        System.gc(); // 调用垃圾回收器

        System.out.println("List size after GC: " + list.size());
    }
}

代码说明：
在这个示例中，我们使用了 ZGC 垃圾回收器来回收 list 对象占用的内存。我们在代码中使用了 System.gc() 方法来手动触发垃圾回收器。注意，在实际应用中，我们通常不需要手动触发垃圾回收器，因为 JVM 会自动进行垃圾回收操作。

ZGC 垃圾回收器具有可伸缩性和低延迟的特点，可以在处理大型、高并发应用程序时提供更好的性能和吞吐量。除了 ZGC，Java 17 中还引入了 Shenandoah 垃圾回收器，它也具有类似的高性能和低延迟的特点。

5.5 改进的JIT编译器

Java 17中改进了JIT编译器，提高了应用程序的性能。改进的JIT编译器可以更加高效地编译代码，从而提高应用程序的性能和响应速度。

5.5.1 代码示例

public class JITCompilerExample {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            sum += i;
        }
        System.out.println("Sum is: " + sum);
    }
}

在Java 17中，可以通过添加以下命令行参数来启用Graal编译器：

-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+EnableJVMCI -XX:+UseJVMCICompiler

代码说明：
当运行上述示例代码时，Graal编译器会自动将循环优化为一个简单的算术公式，从而大大提高了性能。

5.6 C++风格的内存管理

Java 17中引入了C++风格的内存管理，包括对堆内存分配的优化和对垃圾回收的改进。C++风格的内存管理可以使得Java应用程序更加高效，从而提高应用程序的性能和响应速度。

5.6.1 代码示例

import java.lang.management.MemoryPoolMXBean;
import java.lang.management.ManagementFactory;

public class MemoryManagementExample {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        MemoryPoolMXBean heap = ManagementFactory.getMemoryPoolMXBeans().stream()
                .filter(p -> p.getName().equals("Java heap")).findFirst().orElseThrow();

            System.out.println("Heap memory utilization statistics:\n");

            try (var scope = heap.reserveMemory(1024 * 1024)) {
                long usedMemory = heap.getUsage().getUsed();
                long commitedMemory = heap.getUsage().getCommitted();

                System.out.printf("Before allocation: used=%d, committed=%d%n", usedMemory, commitedMemory);

                byte[] array = new byte[1024 * 1024];

                usedMemory = heap.getUsage().getUsed();
                int capacity = scope.getBytesReserved();

                System.out.printf("After allocation: used=%d, committed=%d, capacity=%d%n", usedMemory, commitedMemory,
                        capacity);
            }

            long usedMemory = heap.getUsage().getUsed();
            long commitedMemory = heap.getUsage().getCommitted();

            System.out.printf("After scope: used=%d, committed=%d%n", usedMemory, commitedMemory);
    }

}

代码说明：

• 定义了一个名为 MemoryManagementExample 的类，然后获取 Java heap 内存池，并在 try-with-resources 语句中创建了一个名为 scope 的资源。

• 然后，我们打印了内存使用率统计信息，并在 scope 内部分配了一个 1MB 的字节数组。我们使用 getBytesReserved() 方法获取作用域中已保留的字节数，并打印了内存使用情况和容量等信息。

• 最后，我们打印了作用域结束后内存的使用情况。

5.7 增强的Java集合库

Java 17中增强了Java集合库，包括新增了一些集合类型和对现有集合类型的改进。增强的Java集合库可以提高开发人员的开发效率和代码质量，从而减少出现错误的可能性。同时，增强的Java集合库也可以提高应用程序的性能和响应速度，使得Java应用程序更加高效。

5.7.1 代码示例

1. of() 方法：创建一个不可变的集合

List<String> list = List.of("apple", "banana", "orange");
Set<Integer> set = Set.of(1, 2, 3, 4);
Map<String, Integer> map = Map.of("apple", 1, "banana", 2, "orange", 3);

2. forEach() 方法：遍历集合

List<String> list = List.of("apple", "banana", "orange");
list.forEach(name -> System.out.println(name));
Set<Integer> set = Set.of(1, 2, 3, 4);
set.forEach(number -> System.out.println(number));

3. Collectors类：提供了一系列的归约操作

List<String> list = List.of("apple", "banana", "orange");
String joinedString = list.stream().collect(Collectors.joining("-", "[", "]"));
System.out.println(joinedString);

Map<String, Integer> map = Map.of("apple", 1, "banana", 2, "orange", 3);
Map<Integer, String> reversedMap = map.entrySet().stream().collect(Collectors.toMap(Map.Entry::getValue, Map.Entry::getKey));
System.out.println(reversedMap);

4. takeWhile() 方法和 dropWhile() 方法：根据条件截取集合

List<Integer> list = List.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7);
List<Integer> takenList = list.stream().takeWhile(number -> number < 5).collect(Collectors.toList());
System.out.println(takenList);

List<Integer> dropedList = list.stream().dropWhile(number -> number < 5).collect(Collectors.toList());
System.out.println(dropedList);

5. toArray(IntFunction<T[]>) 方法：返回集合中的所有元素到一个新数组中

List<String> list = List.of("apple", "banana", "orange");
String[] array = list.toArray(String[]::new);
System.out.println(Arrays.toString(array));