Java 18 概述：新特性一览
Java 18 是 Java 平台的最新版本，引入了一些令人兴奋的新特性和改进。这些新功能不仅提高了开发者的生产力，还显著增强了 Java 语言的性能和安全性。本文将深入探讨 Java 18 的主要新特性，并结合代码示例，帮助读者更好地理解和应用这些新功能。
1. 模式匹配 (Pattern Matching)
模式匹配在 Java 16 中首次引入，并在 Java 18 中得到了进一步的增强。模式匹配允许开发者更简洁和安全地处理对象类型和结构。
1.1 简化类型检查
在 Java 18 中，我们可以使用模式匹配简化类型检查和类型转换，例如：
java
代码解读
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public class PatternMatchingExample {
public static void main(String[] args) {
Object obj = "Hello, Java 18!";
if (obj instanceof String s) {
System.out.println(s.toLowerCase());
} else {
System.out.println("Not a string");
}
}
}
这种方式不仅简化了代码，还减少了类型转换错误的风险。
1.2 增强的 switch 表达式
Java 18 还扩展了 switch 表达式，支持基于模式的分支处理：
java
代码解读
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public class SwitchPatternMatchingExample {
public static void main(String[] args) {
Object obj = 123;
String result = switch (obj) {
case Integer i -> "Integer: " + i;
case String s -> "String: " + s;
default -> "Unknown type";
};
System.out.println(result);
}
}
这种增强使 switch 表达式更加灵活和强大。
2. 记录类型 (Records)
记录类型是一种新型的数据承载类，旨在简化数据类的定义。记录类型自动生成构造函数、访问器方法、equals、hashCode 和 toString 方法。
2.1 定义记录类型
定义记录类型非常简单，只需使用 record 关键字：
java
代码解读
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public record Point(int x, int y) {}
2.2 使用记录类型
记录类型可像普通类一样使用：
java
代码解读
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public class RecordExample {
public static void main(String[] args) {
Point point = new Point(10, 20);
System.out.println("Point: " + point);
System.out.println("X: " + point.x());
System.out.println("Y: " + point.y());
}
}
记录类型的出现大大减少了样板代码，提高了开发效率。
3. 流库改进 (Stream API Improvements)
Java 18 对流库进行了多项改进，增加了新的方法和增强了现有功能。
3.1 toList 方法
Stream 接口新增了 toList 方法，简化了流转换为列表的操作：
java
代码解读
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import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;
public class StreamToListExample {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = Stream.of("Java", "Python", "C++")
.toList();
System.out.println(list);
}
}
3.2 增强的 Collectors
Java 18 引入了新的 Collectors 方法，例如 flatMapping，用于处理嵌套集合：
java
代码解读
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import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.Stream;
public class FlatMappingExample {
public static void main(String[] args) {
List<List<String>> nestedList = List.of(
List.of("Java", "Python"),
List.of("C++", "Go")
);
List<String> flatList = nestedList.stream()
.collect(Collectors.flatMapping(List::stream, Collectors.toList()));
System.out.println(flatList);
}
}
4. 外部函数和内存 API (Foreign Function & Memory API)
Java 18 引入了新的外部函数和内存 API，允许 Java 程序安全高效地访问外部内存和调用外部函数。
4.1 外部函数调用
使用外部函数 API，可以轻松调用 C 库函数：
java
代码解读
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import jdk.incubator.foreign.*;
public class ForeignFunctionExample {
public static void main(String[] args) {
try (ResourceScope scope = ResourceScope.newConfinedScope()) {
SymbolLookup stdlib = SymbolLookup.loaderLookup();
MethodHandle strlen = stdlib.lookup("strlen").get().asMethodHandle();
CLinker linker = CLinker.systemCLinker();
MemorySegment cString = linker.toCString("Hello, Java 18!", scope);
long length = (long) strlen.invoke(cString);
System.out.println("String length: " + length);
} catch (Throwable e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
4.2 外部内存访问
外部内存 API 允许直接操作外部内存：
java
代码解读
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import jdk.incubator.foreign.*;
public class ForeignMemoryExample {
public static void main(String[] args) {
try (ResourceScope scope = ResourceScope.newConfinedScope()) {
MemorySegment segment = MemorySegment.allocateNative(4, scope);
segment.setAtIndex(ValueLayout.JAVA_INT, 0, 42);
int value = segment.getAtIndex(ValueLayout.JAVA_INT, 0);
System.out.println("Value: " + value);
}
}
}
5. 并发改进 (Concurrency Improvements)
Java 18 对并发处理也进行了多项改进，特别是引入了新的结构化并发 API。
5.1 结构化并发
结构化并发 API 提供了一种新的并发编程范式，简化了任务的创建和管理：
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代码解读
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import java.util.concurrent.*;
public class StructuredConcurrencyExample {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
try (var executor = new StructuredTaskScope.ShutdownOnFailure()) {
Future<String> task1 = executor.fork(() -> {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
return "Task 1";
});
Future<String> task2 = executor.fork(() -> {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
return "Task 2";
});
executor.join();
executor.throwIfFailed();
System.out.println(task1.resultNow());
System.out.println(task2.resultNow());
}
}
}
这种方式不仅简化了代码，还增强了任务管理的可靠性。
6. 结论
Java 18 引入的这些新特性和改进，为开发者提供了更强大的工具和更高效的编程方式。从模式匹配到记录类型，从流库改进到外部函数和内存 API，再到并发处理的增强，Java 18 充分展示了其作为现代编程语言的强大和灵活性。
通过本文的介绍和代码示例，希望读者能够更好地理解和应用 Java 18 的新特性，从而在实际开发中受益匪浅。Java 18 的发布标志着 Java 语言的又一次重大进步，期待未来更多的创新和改进。
