Java 9 到 Java 16:一场“模块化”革命与语言特性的渐变

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Java 9 到 Java 16：一场“模块化”革命与语言特性的渐变

引言：Java 9 到 Java 16 的发布节奏与新特性概述

Java 自 2017 年起，从传统的按功能特性驱动的发布周期转变为“火车模式”，即每半年发布一个新版本。这种快速迭代的方式，使得 Java 的更新速度大幅提高。从 Java 9 到 Java 16，每一个版本都带来了令人眼前一亮的新特性，其中模块化（Modules）作为 Java 9 的核心特性，奠定了后续版本发展的基石。

在这一阶段，除了模块化外，Java 在语言层面和底层架构上都进行了大量的改进。这些改进不仅优化了开发效率，也增强了代码的安全性和稳定性。接下来，让我们逐一梳理 Java 9 到 Java 16 的新特性。

Java 9：模块化时代的到来

1. JPMS（Java Platform Module System）：模块化的核心

Java 9 最重要的特性就是引入了模块化系统（JPMS）。通过模块化，Java 应用程序被划分为一个个独立的模块，每个模块都有明确的依赖关系。模块化的好处显而易见：

依赖管理：模块间的关系更加清晰，避免了类路径混乱的问题。
安全性提升：通过限制模块间的访问权限，提高了系统的安全性。
性能优化：模块化减少了不必要的加载，加快了启动速度。

代码示例：创建一个简单的模块

// module-info.java
module com.example.mymodule {
    requires java.sql;
}

2. try-with-resources 的改进

在 Java 9 中，try-with-resources 增强了对多个资源的管理能力。你可以直接在 try 块中声明多个资源，而无需重复使用 catch 或 finally 块。

代码示例：多资源管理

try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("file.txt"));
     BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter("output.txt"))) {
    String line;
    while ((line = reader.readLine()) != null) {
        writer.write(line);
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

3. 私有接口方法

Java 9 允许在接口中定义私有方法，这极大地简化了接口的实现逻辑。私有方法通常用于内部逻辑处理，不会暴露给外部。

代码示例：接口中的私有方法

public interface MyInterface {
    default void publicMethod() {
        privateMethod();
    }

    private void privateMethod() {
        System.out.println("This is a private method");
    }
}

Java 10：小而精的新特性

1. 局部变量类型推断（var 关键字）

Java 10 引入了 var 关键字，用于自动推断局部变量的类型。这个特性让代码更加简洁，同时保持了类型安全。

代码示例：使用 var

var list = new ArrayList<String>();
list.add("Hello");
String firstElement = list.get(0);

2. 同构垃圾回收器的改进

Java 10 对垃圾回收器进行了优化，增加了 ZGC（Z Garbage Collector），这是一种实验性垃圾回收器，适用于超大内存的应用场景。

Java 11：稳定与标准化

1. 模块化系统的成熟

Java 11 将模块化系统正式稳定化，不再被视为实验特性。模块化的普及程度显著提高，成为现代 Java 开发的必备技能。

2. HTTP Client API 的标准化

Java 11 正式将 HTTP Client API 添加到标准库中，取代了旧的 HttpURLConnection。新的 API 更加现代化，支持同步和异步请求。

代码示例：使用 HTTP Client

HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
    .uri(URI.create("http://example.com"))
    .build();

HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
System.out.println(response.body());

3. 字符串的改进

Java 11 增加了对字符串的更多操作，例如 isBlank() 方法用于判断字符串是否为空白字符。

代码示例：字符串操作

String str = "   ";
if (str.isBlank()) {
    System.out.println("The string is blank");
}

Java 12 至 Java 16：语言特性的逐步完善

Java 12：开关表达式的试验阶段

Java 12 引入了开关表达式（Switch Expressions），这是一个实验性特性，允许开关语句返回值。虽然在 Java 12 中还是试验状态，但在后续版本中得到了进一步完善。

代码示例：开关表达式

int result = switch (day) {
    case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> 6;
    case TUESDAY                -> 7;
    case THURSDAY, SATURDAY     -> 8;
    case WEDNESDAY              -> 9;
};

Java 13：文本块的试验阶段

Java 13 引入了文本块（Text Blocks），这是对多行字符串表示方式的改进。通过使用三重引号，你可以轻松处理多行文本。

代码示例：文本块

String html = """
    <html>
        <body>
            <p>Hello, World!</p>
        </body>
    </html>
""";

Java 14：模式匹配（Pattern Matching）

Java 14 引入了模式匹配的试验特性，允许你在 instanceof 关键字中直接解构对象。这大大简化了类型检查的代码。

代码示例：模式匹配

if (obj instanceof Person person) {
    System.out.println(person.getName());
}

Java 15：密封类（Sealed Classes）

Java 15 引入了密封类（Sealed Classes），这是一种新的类修饰符，用于限制类的子类数量。这为复杂继承关系的建模提供了更优雅的解决方案。

代码示例：密封类

sealed class Shape permits Circle, Rectangle {}

final class Circle extends Shape {}
final class Rectangle extends Shape {}

Java 16：记录类（Record Classes）

Java 16 引入了记录类（Record Classes），这是一种轻量级的数据载体类，用于快速定义数据结构。

代码示例：记录类

record Point(int x, int y) {}
Point p = new Point(10, 20);
System.out.println(p.x()); // 输出 10

总结：从模块化到语法糖的全面进化

从 Java 9 到 Java 16，Java 的新特性涵盖了模块化、语言语法改进以及底层架构优化等多个方面。这些特性不仅提升了开发效率，也使得 Java 成为一个更加现代化、更具竞争力的编程语言。对于开发者来说，掌握这些新特性无疑会带来更大的竞争优势。

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