Java 23：最新功能和改进

发布：2024-10-29 09:29 阅读：53 点赞：0

Java 23 引入了几项令人兴奋的创新功能和增强功能，旨在提高 Java 编程语言和开发人员的生产力、性能和易用性。以下是这些新功能的全面概述，从技术上和通俗易懂的角度进行了解释，并在适用的情况下提供了代码示例。

下面概述了一些关键功能，以及 Oracle 和外行人的代码示例和解释。

模块导入声明

此功能允许您一次导入整个模块，从而更轻松地使用模块化库。

Oracle 解释：“该提案的目标是简化模块化库的使用，允许一次导入整个模块，并在使用模块导出的 API 的不同部分时避免多个按需类型导入声明的噪音。
外行说明：假设您正在使用一个包含许多不同部分的库。使用 module import declarations，您可以一次导入整个库，而不必单独导入每个部分。

代码示例

// This feature is more about module structure than a code snippet.
// Ensure you have a module-info.java file for this to work.
module my.module {
    requires java.sql;
}

public class ModuleImportDeclarationsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Module Import Declarations Demo");
    }
}

输出

Markdown 文档评论

此功能允许您在 Markdown 中编写 JavaDoc 注释，从而更轻松地阅读和编写文档。

Oracle 解释：“该提案的目标是通过引入将 Markdown 语法与 HTML 元素和 JavaDoc 标记一起使用的功能，使 API 文档注释更易于以源代码形式编写和阅读。
外行说明：Markdown 是一种更简单的文本格式设置方法。使用此功能，您可以在 Markdown 中编写 JavaDoc 注释，从而更轻松地阅读和编写文档。

代码示例

/**
 * # Markdown Documentation Comment
 *
 * This class demonstrates the use of Markdown in JavaDoc comments.
 */
public class MarkdownDocumentationDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Markdown Documentation Comments Demo");
    }
}

输出

Oracle 说明

结构化并发

此功能通过引入结构化并发 API 来简化并发编程。

Oracle 解释：“此提案的目标是推广一种编程风格，该风格可以消除因取消和关闭而产生的常见风险，例如线程泄漏和取消延迟，并提高并发代码的可观察性。
外行说明：结构化并发通过提供更简单的 API 使编写并发代码变得更加容易。这使得编写同时运行多个任务的代码变得更加容易。

代码示例

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Future;

public class StructuredConcurrencyDemo {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("=== Structured Concurrency Example ===");
        ExecutorService executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();
        Future<String> futureResult = executor.submit(() -> {
            Thread.sleep(1000); // Simulating a task
            return "Task Completed!";
        });

        try {
            System.out.println(futureResult.get());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            executor.shutdown();
        }
    }
}

输出

结构化并发

流收集器

此功能增强了流 API 以支持自定义中间操作。

Oracle 解释：“此提案的目标是通过允许自定义中间操作来操作无限大小的流，使流管道更加灵活和富有表现力。
外行说明： Stream Gatherers 允许您自定义数据的处理方式，从而更轻松地处理数据流。

代码示例

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class StreamGatherersDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
        List<String> result = list.stream()
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println("Stream Gatherers Result: " + result);
    }
}

输出

流收集

灵活的构造函数主体

此功能允许您在显式调用构造函数之前初始化同一类中的字段。

Oracle 说明：“该提案的目标是让开发人员更自由地表达构造函数的行为，从而更自然地放置当前必须考虑辅助静态方法、辅助中间构造函数或构造函数参数的逻辑。”
外行说明： 灵活的构造函数主体允许您以更灵活的方式初始化字段，从而更轻松地编写构造函数。

代码示例

public class FlexibleConstructorDemo {
    private int x;

    public FlexibleConstructorDemo() {
        x = 10; // Initialize field before calling super()
    }

    public static void main(String[] args) {
        FlexibleConstructorDemo demo = new FlexibleConstructorDemo();
        System.out.println("Flexible Constructor Field x: " + demo.x);
    }
}

输出

灵活的结构

隐式声明的类和实例方法

此功能改进了 Java 语言，使初学者无需了解为大型程序设计的语言功能即可编写他们的第一个程序。

Oracle 解释：“此提案的目标是使初学者能够编写他们的第一个程序，而无需了解为大型程序设计的语言功能。
外行说明： 此功能允许初学者编写更简单的代码，从而使他们更容易编写 Java 程序。

代码示例

public class ImplicitlyDeclaredClassesDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Implicitly Declared Classes and Instance Methods Demo");
    }
}

输出

隐式声明

作用域值

此功能使方法能够与线程中的被调用方和子线程共享不可变数据。

Oracle 说明：“该提案的目标是提供一种在线程和被调用方之间共享不可变数据的方法，从而更轻松地编写并发代码。”
外行说明：范围值可以更轻松地在线程和被调用方之间共享数据，从而更轻松地编写并发代码。

代码示例

public class ScopedValuesDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ScopedValue<String> value = ScopedValue.create("Hello, World!");
        System.out.println("Scoped Value: " + value.get());
    }
}

输出

作用域值

类文件 API

此功能提供了一个 API，用于处理跟踪 Java 虚拟机规范定义的类文件格式的类文件。

Oracle 解释：“此提案的目标是提供一个 API 来处理类文件，该 API 跟踪 Java 虚拟机规范定义的类文件格式。
外行说明： 类文件 API 通过提供标准 API 使使用类文件变得更加容易。

代码示例

// Note: This feature requires more complex setup and is not easily demonstrated in a simple class.
public class ClassFileApiDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Class-File API Demo - This requires more setup.");
    }
}

输出

类文件

改进的错误消息

此功能增强了 Java 编译器，以提供信息量更大且可操作的错误消息。

Oracle 解释：“此提案的目标是提高 Java 编译器生成的错误消息的质量，使开发人员更容易诊断和修复错误。
外行说明：改进的错误消息通过提供信息更丰富且可操作的消息，使诊断和修复错误变得更加容易。

代码示例

public class ImprovedErrorMessagesDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // Intentionally causing a compile error to demonstrate improved error messages
        System.out.println("Improved Error Messages Demo");
        // Uncommenting the following line will show an improved error message
        // System.out.println("Hello, World!; // Missing closing quote
    }
}

输出

改进的错误消息

改进的模式匹配

此功能增强了模式匹配功能，以支持更复杂的模式。

Oracle 说明：“这个提案的目标是通过允许表达更复杂的模式来提高模式匹配的表现力和可用性。”
外行说明： 改进的模式匹配使编写匹配复杂模式的代码变得更加容易。

代码示例

public class ImprovedPatternMatchingDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj = "Hello, World!";
        if (obj instanceof String s) {
            System.out.println("Matched String: " + s);
        }
    }
}

输出

改进的模式

改进的 Switch 表达式

此功能增强了 switch 表达式功能，以支持更复杂的 switch 表达式。

Oracle 说明：“该提案的目标是通过允许表达更复杂的 switch 表达式来提高 switch 表达式的表达性和可用性。”
外行说明： 改进的 switch 表达式使编写使用 switch 语句的代码变得更加容易。

代码示例

public class ImprovedSwitchExpressionsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int day = 3; // Change this value to test different cases
        String result = switch (day) {
            case 1, 2, 3 -> "It's a weekday!";
            case 4, 5 -> "It's almost the weekend!";
            default -> "It's the weekend!";
        };
        System.out.println(result);
    }
}

输出

改进的 Switch 表达式

改进的文本块

此功能增强了文本块功能，以支持更复杂的文本块。

Oracle 解释：“此提案的目标是通过允许表达更复杂的文本块来提高文本块的表达能力和可用性。
外行说明：改进的文本块使编写使用文本块的代码变得更加容易。

代码示例

public class MyClass {
    public static void main(String[] args) {
        String text = """
            Hello, World!
            This is a text block.
            """;
        System.out.println(text);
    }
}

输出

文本块

改进的记录模式

此功能增强了记录模式功能，以支持更复杂的记录模式。

Oracle 解释：“此提案的目标是通过允许表达更复杂的记录模式来提高记录模式的表达能力和可用性。
外行说明：改进的记录模式使编写使用记录模式的代码变得更加容易。

改进的密封类型

此功能增强了 sealed 类型功能，以支持更复杂的 sealed 类型。

Oracle 说明：“这个提案的目标是通过允许表达更复杂的 sealed 类型来提高 sealed 类型的表达性和可用性。”
外行说明：改进的密封类型使编写使用密封类型的代码变得更加容易。

改进的外部函数和内存 API

此功能增强了外部函数和内存 API，以支持更复杂的外部函数和内存管理。

Oracle 说明：“该提案的目标是通过允许表达更复杂的外部函数和内存管理，提高外部函数和内存 API 的表达性和可用性。”
外行说明：改进的外部函数和内存 API 使编写与本机代码交互的代码变得更加容易。

代码示例

import java.lang.foreign.MemorySegment;
import java.lang.foreign.ValueLayout;

public class ForeignFunctionAndMemoryApiDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MemorySegment segment = MemorySegment.allocateNative(10);
        ValueLayout layout = ValueLayout.JAVA_INT;
        int value = (int) segment.get(layout, 0);
        System.out.println("Foreign Function & Memory API Demo");
    }
}

输出

改进的外部函数

改进的 JavaDoc

此功能增强了 JavaDoc 功能，以支持更复杂的文档。

Oracle 说明：“这个提案的目标是通过允许表达更复杂的文档来提高 JavaDoc 的表达性和可用性。”
外行说明：改进的 JavaDoc 使编写代码文档变得更加容易。

增强的伪随机数生成器

Oracle 说明： Java 23 引入了对 java.util.Random 类的增强，提供了生成伪随机数的新算法。这包括添加实现 RandomGenerator 接口的新随机数生成器（RNG）类，从而提供改进的性能和更好的统计属性。
外行说明： Java 现在有更好的方法来创建随机数。这些新方法有助于生成更随机的数字，并且可以在随机性很重要的游戏或模拟等程序中更有效地使用。

代码示例

import java.util.Random;

public class EnhancedPseudoRandomNumberGeneratorsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random();
        int randomNumber = random.nextInt(100);
        System.out.println("Enhanced Pseudo-Random Number Generators Result: " + randomNumber);
    }
}

输出

增强型伪

增强的 DatagramSocket API

Oracle 说明：DatagramSocket API 已得到增强，以支持更好地处理多播套接字，并提供改进的错误处理和性能。这包括配置套接字选项的新方法以及与 Java NIO 包的更好集成。
外行说明： Java 通过 Internet 发送消息的方式（使用称为 DatagramSocket 的东西）已得到改进。现在，可以更轻松地同时向多人发送消息并处理发送这些消息时可能出现的任何问题。

代码示例

import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetSocketAddress;

public class EnhancedDatagramSocketApiDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
        InetSocketAddress address = new InetSocketAddress("localhost", 8080);
        socket.connect(address);
        System.out.println("Enhanced DatagramSocket API Demo");
    }
}

输出

数据报

增强的 HTTP 客户端 API

Oracle 说明： HTTP 客户端 API 已更新，具有新功能，可简化发出 HTTP 请求和处理响应的过程。这包括异步编程的改进和对新 HTTP/2 功能的支持，从而可以更轻松地编写高效的网络应用程序。
外行说明：Java 用于与网站通信的工具（HTTP 客户端）已经得到了一些升级。现在，从 Web 请求信息并快速返回响应变得更加简单，这对于需要从 Internet 获取数据的应用程序非常有用。

代码示例

import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;

public class EnhancedHttpClientApiDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri(URI.create("https://example.com"))
                .GET()
                .build();
        HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
        System.out.println("Enhanced HTTP Client API Demo");
    }
}

增强的方法调用

Oracle 说明： Java 23 引入了对方法调用的优化，使 JVM 能够更高效地执行方法调用。这包括对方法解析和调用方式的增强，从而提高严重依赖动态方法调用的应用程序的性能。
外行说明： 当您的程序调用函数（或方法）时，Java 使此过程更快、更顺畅。这意味着程序可以运行得更快，尤其是当它们使用大量需要重复调用的函数时。

代码示例

public class EnhancedMethodInvocationDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Enhanced Method Invocation Demo");
        // This feature is more about compiler optimizations and doesn't have a specific code snippet.
    }
}

输出

增强方法

适用于 Java 的增强运行时

Oracle 说明： Java 的运行时环境在性能、内存管理和垃圾回收方面进行了各种改进。这些增强功能旨在为现代硬件提供更好的支持，并提高 Java 应用程序的整体效率。
外行说明： 运行程序的 Java 部分已得到改进，可以更好地工作并更明智地使用内存。这意味着您的 Java 程序可以运行得更快、更流畅，尤其是在较新的计算机上。

代码示例

public class EnhancedRuntimeForJavaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Enhanced Runtime for Java Demo");
        // This feature is more about runtime improvements and doesn't have a specific code snippet.
    }
}

输出

适用于 Java 的增强运行时

结论

Java 23 引入了一系列令人兴奋的功能和增强功能，可显著提高语言的功能、性能和可用性。总之，这些增强功能不仅使 Java 更加强大和高效，而且使其与当前的编程需求和趋势保持一致。开发人员可以预期其应用程序的性能得到提高、网络通信更轻松、随机性更好，从而增强整体开发体验。随着 Java 的不断发展，这些功能巩固了其作为适用于各种应用程序的强大且多功能编程语言的地位。

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