Java 17 新特性与微服务开发的实操指南

本文涉及的产品
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可观测可视化 Grafana 版,10个用户账号 1个月
简介: 本内容涵盖Java 11至Java 17最新特性实战,包括var关键字、字符串增强、模块化系统、Stream API、异步编程、密封类等,并提供图书管理系统实战项目,帮助开发者掌握现代Java开发技巧与工具。

以下是结合Java最新技术的实操内容,补充在原有文章基础上,帮助你掌握现代Java开发:

八、Java 11+ 新特性实战

1. var关键字与局部变量类型推断

Java 10引入的var关键字可自动推断局部变量类型,简化代码:

// 传统写法
List<String> names = new ArrayList<>();
// 使用var
var names = new ArrayList<String>(); // 类型自动推断为ArrayList<String>

// 遍历集合
for (var name : names) {
   
    System.out.println(name);
}

说明var只能用于局部变量,且必须在声明时初始化,避免过度使用导致代码可读性下降。

2. 字符串API增强

Java 11新增了实用的字符串方法:

// 判断字符串是否为空白
"  ".isBlank(); // true

// 去除首尾空白(包括Unicode空白字符)
"  \t hello  ".strip(); // "hello"

// 重复字符串
"a".repeat(3); // "aaa"

// 按行分割字符串
"Hello\nWorld".lines().forEach(System.out::println);

3. 集合工厂方法

Java 9+ 提供静态工厂方法快速创建不可变集合:

// 创建不可变List、Set、Map
var list = List.of("A", "B", "C");
var set = Set.of(1, 2, 3);
var map = Map.of("key1", "value1", "key2", "value2");

// 注意:不可变集合不能添加/删除元素
map.put("key3", "value3"); // 运行时抛出UnsupportedOperationException

九、模块化系统(Java 9+)

1. 模块定义与使用

创建模块化项目,在module-info.java中声明模块依赖:

// module-info.java
module com.example.app {
   
    requires java.base;          // 依赖Java基础模块
    requires java.sql;           // 依赖JDBC模块
    exports com.example.service; // 导出包供其他模块使用
}

说明:模块化使代码结构更清晰,控制包的可见性,减少类路径依赖问题。

2. 模块化编译与运行

编译和运行模块化应用:

# 编译模块
javac --module-path mods -d out $(find src -name "*.java")

# 运行模块
java --module-path mods -m com.example.app/com.example.Main

十、Stream API与函数式编程

1. Stream流处理集合

使用Stream API进行集合过滤、映射和聚合:

var numbers = List.of(1, 2, 3, 4, 5, 6);

// 计算偶数的平方和
int sum = numbers.stream()
    .filter(n -> n % 2 == 0)  // 过滤偶数
    .map(n -> n * n)          // 平方映射
    .reduce(0, Integer::sum); // 求和

System.out.println(sum); // 输出20 (2² + 4² + 6²)

2. 函数式接口与Lambda表达式

使用Java内置函数式接口(如ConsumerFunction)简化代码:

// 使用Consumer接口遍历集合
List<String> names = List.of("Alice", "Bob", "Charlie");
names.forEach(name -> System.out.println("Hello, " + name));

// 使用Function接口转换数据
Function<String, Integer> strLength = s -> s.length();
int length = strLength.apply("Java"); // 4

十一、异步编程(CompletableFuture)

1. 异步任务执行

使用CompletableFuture处理异步操作:

// 异步执行任务
CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
   
    try {
   
        Thread.sleep(2000);
    } catch (InterruptedException e) {
   
        e.printStackTrace();
    }
    return "操作完成";
});

// 任务完成后执行回调
future.thenAccept(result -> System.out.println("结果: " + result));

// 主线程继续执行其他操作
System.out.println("主线程继续运行...");

2. 组合多个异步任务

CompletableFuture<String> task1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello");
CompletableFuture<String> task2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "World");

// 合并两个任务结果
CompletableFuture<String> combined = task1.thenCombine(task2, (t1, t2) -> t1 + " " + t2);

combined.thenAccept(System.out::println); // 输出 "Hello World"

十二、Java 17+ 新特性(LTS版本)

1. 模式匹配(Pattern Matching)

Java 17增强的instanceof模式匹配:

Object obj = "Hello";

// 传统写法
if (obj instanceof String) {
   
    String s = (String) obj;
    System.out.println(s.length());
}

// 模式匹配写法
if (obj instanceof String s) {
   
    System.out.println(s.length()); // 直接使用s,无需强制转换
}

2. 密封类(Sealed Classes)

限制类的继承:

public sealed interface Shape permits Circle, Rectangle {
   
    double area();
}

public final class Circle implements Shape {
   
    private double radius;
    @Override
    public double area() {
    return Math.PI * radius * radius; }
}

// 错误:无法继承Shape,除非在permits列表中
// public class Triangle implements Shape {}

十三、实战项目:图书管理系统(简化版)

以下是一个使用Java 17开发的控制台图书管理系统,包含基本的CRUD操作:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;
import java.util.UUID;

// 图书类
record Book(String id, String title, String author, double price) {
   }

// 图书管理系统
public class LibrarySystem {
   
    private final List<Book> books = new ArrayList<>();
    private final Scanner scanner = new Scanner(System.in);

    public static void main(String[] args) {
   
        var system = new LibrarySystem();
        system.start();
    }

    // 系统入口
    private void start() {
   
        while (true) {
   
            printMenu();
            int choice = scanner.nextInt();
            scanner.nextLine(); // 消耗换行符

            switch (choice) {
   
                case 1 -> addBook();
                case 2 -> listBooks();
                case 3 -> searchBook();
                case 4 -> updateBook();
                case 5 -> deleteBook();
                case 6 -> System.out.println("退出系统,再见!"); return;
                default -> System.out.println("无效选择,请重新输入!");
            }
        }
    }

    // 添加图书
    private void addBook() {
   
        System.out.println("=== 添加图书 ===");
        System.out.print("书名: ");
        String title = scanner.nextLine();
        System.out.print("作者: ");
        String author = scanner.nextLine();
        System.out.print("价格: ");
        double price = scanner.nextDouble();
        scanner.nextLine();

        var book = new Book(UUID.randomUUID().toString(), title, author, price);
        books.add(book);
        System.out.println("图书添加成功!");
    }

    // 其他方法(列表、搜索、更新、删除)省略...
}

说明:该示例使用了Java 17的record类简化数据模型,结合集合操作和控制台交互实现基本功能。

十四、开发工具与框架推荐

  1. 集成开发环境(IDE)

    • IntelliJ IDEA Community Edition(免费)
    • VS Code + Java Extension Pack
  2. 构建工具

    • Maven:依赖管理和项目构建
    • Gradle:更灵活的构建工具,支持Kotlin DSL
  3. 常用框架

    • Spring Boot:快速搭建Web应用
    • Hibernate:ORM框架,简化数据库操作
    • JUnit 5:单元测试框架

通过以上实操内容,你可以掌握Java最新特性和开发技巧,从基础语法到高级特性,再到实战项目开发,逐步提升Java编程能力。建议结合在线教程和开源项目进一步实践,加深理解。


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代码获取方式
https://pan.quark.cn/s/14fcf913bae6


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