Java 的发展史及新特性及代码示例

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于 2024-02-20 11:20:56 首次发布

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本文回顾了Java自1995年至今的关键版本更新，包括新特性如Lambda表达式、StreamAPI、模块化、G1收集器等，以及代码示例和具体使用案例，展示了Java语言演进对开发的影响。

**年份	版本	新特性**
1995	Java 1.0	初始版本，包含核心 API 和 Java 虚拟机
1996	Java 1.1	新增内部类、反射、JAR 文件等
1998	Java 1.2	新增 Java 2D API、JDBC 数据库连接 API 和 JNDI 命名服务
2000	Java 1.3	新增 HotSpot 虚拟机、RMI 远程方法调用和 JMX 管理 API
2002	Java 1.4	新增正则表达式、NIO 非阻塞 I/O 和 JMX 2.0
2004	Java 1.5	新增泛型、自动装箱/拆箱和枚举类型
2006	Java 1.6	新增注解、元数据和 Java SE 6 集合框架
2010	Java 1.7	新增 NIO.2、改进的 Fork/Join 并发框架和 invokedynamic 指令
2014	Java 1.8	新增 Lambda 表达式、方法引用、Nashorn JavaScript 引擎和 Stream API
2017	Java 1.9	新增模块化、Jigsaw 项目、Reactive Streams API 和 HttpClient API
2018	Java 10	新增 Local-Variable Type Inference、var 关键字、G1 收集器改进和 Application Class-Data Sharing
2019	Java 11	新增新的垃圾收集器: Epsilon GC 和 ZGC、局部变量类型推断增强、Flight Recorder、Dynamic CDS 和 GraalVM Native Image
2020	Java 14	新增 Records、Pattern Matching、文本块: 第二版和弃用 Finalization
2021	Java 17	新增 Sealed Classes、Switch Expressions (Incubating)、模式匹配 for instanceof (Incubating)和迁移到 UTF-8 默认值
2022	Java 18	新增文本块: 第三版、记录 with Foreign Keys、UTF-8 默认值、JEP 429: 值对象 (Preview) 和 JEP 430: Loom (Preview)
2023	Java 19	新增 Loom 项目: 虚拟线程、向量 API: SIMD 加速、模式匹配 for switch 和记录类: 不可变数据类型

Java 各版本新特性、代码示例和具体的使用案例

Java 8:

新特性:

Lambda 表达式
方法引用
Optional 类
Nashorn JavaScript 引擎
Stream API

代码示例:

Lambda 表达式:

Java

(x, y) -> x + y

方法引用:

Java

System.out.println("Hello, world!");

Optional 类:

Java

Optional<String> name = Optional.ofNullable("John Doe");

Nashorn JavaScript 引擎:

Java

ScriptEngine engine = new ScriptEngineManager().getEngineByName("nashorn");
engine.eval("print('Hello, world!')");

Stream API:

Java

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
int sum = numbers.stream().sum();

具体的使用案例:

Lambda 表达式: 可以用来替换匿名内部类，简化集合操作，编写流 API 代码。
方法引用: 可以用来代替 Lambda 表达式，使代码更加简洁易读。
Optional 类: 可以用来处理可能为 null 的值，避免空指针异常。
Nashorn JavaScript 引擎: 可以用来在 Java 代码中执行 JavaScript 代码。
Stream API: 可以用来对集合进行操作，简化代码。

Java 9:

新特性:

模块化
Jigsaw 项目
Reactive Streams API
HttpClient API

代码示例:

模块化:

Java

module com.example.myapp {
    requires java.base;
    exports com.example.myapp.api;
}

Jigsaw 项目:

Java

jdk.attach("pid");

Reactive Streams API:

Java

Publisher<String> publisher = ...;
Subscriber<String> subscriber = ...;
publisher.subscribe(subscriber);

HttpClient API:

Java

HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
    .uri(URI.create("https://www.example.com/"))
    .build();
HttpResponse response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());

具体的使用案例:

模块化: 可以用来将 Java 代码组织成模块，提高代码的可维护性和可扩展性。
Jigsaw 项目: 可以用来调试和分析 Java 应用程序。
Reactive Streams API: 可以用来编写异步非阻塞的应用程序。
HttpClient API: 可以用来发送 HTTP 请求和接收 HTTP 响应。

Java 10:

新特性:

局部变量类型推断
var 关键字
G1 收集器改进
Application Class-Data Sharing

代码示例:

局部变量类型推断:

var name = "John Doe";

var 关键字:

var numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

G1 收集器改进:

-XX:+UseG1GC

Application Class-Data Sharing:

-XX:+UseAppCDS

具体的使用案例:

局部变量类型推断: 可以简化代码，提高代码的可读性。
var 关键字: 可以用来声明局部变量，无需指定类型。
G1 收集器改进: 可以提高 Java 应用程序的性能。
Application Class-Data Sharing: 可以提高 Java 应用程序的启动速度。

Java 11:

新特性:

新的垃圾收集器: Epsilon GC 和 ZGC
局部变量类型推断增强
Flight Recorder
Dynamic CDS
GraalVM Native Image

代码示例:

新的垃圾收集器: Epsilon GC 和 ZGC:

-XX:+UseEpsilonGC
-XX:+UseZGC

局部变量类型推断增强:

var numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
var sum = numbers.stream().sum();

Flight Recorder:

jcmd <pid> FlightRecorder start
jcmd <pid> FlightRecorder stop
jcmd <pid> FlightRecorder dump

Dynamic CDS:

-XX:+UseDynamicCDS

GraalVM Native Image:

Java 14:

新特性:

Records
Pattern Matching
文本块: 第二版

代码示例:

Records:

record Person(String name, int age) {
    // ...
}

Pattern Matching:

switch (obj) {
    case String s:
        System.out.println("String: " + s);
        break;
    case Integer i:
        System.out.println("Integer: " + i);
        break;
    default:
        System.out.println("Unknown type: " + obj.getClass().getName());
}

文本块: 第二版:

String text = """
    This is a multiline
    string literal.
    """;

具体的使用案例:

Records: 可以用来创建不可变的数据类型，提高代码的安全性和可维护性。
Pattern Matching: 可以用来简化代码，提高代码的可读性。
文本块: 第二版: 可以用来编写多行字符串，简化代码。

Java 17:

新特性:

Sealed Classes
Switch Expressions (Incubating)
模式匹配 for instanceof (Incubating)

代码示例:

Sealed Classes:

sealed class Animal permits Dog, Cat {
    // ...
}

Switch Expressions (Incubating):

int result = switch (x) {
    case 1:
        yield 10;
    case 2:
        yield 20;
    default:
        yield 0;
};

模式匹配 for instanceof (Incubating):

if (obj instanceof String s) {
    System.out.println("String: " + s);
} else if (obj instanceof Integer i) {
    System.out.println("Integer: " + i);
} else {
    System.out.println("Unknown type: " + obj.getClass().getName());
}

具体的使用案例:

Sealed Classes: 可以用来表示有限数量的类型，提高代码的安全性和可维护性。
Switch Expressions (Incubating): 可以用来代替传统

Java 18:

新特性:

文本块: 第三版
Unicode 15.0 支持
JShell 增强
其他改进

代码示例:

文本块: 第三版:

String text = """
    This is a multiline
    string literal with
    interpolation.
    """;
    System.out.println(text.formatted("%s, %d", "Hello", 123));

Unicode 15.0 支持:

String text = "Hello, world!";
System.out.println(text.length()); // 13

JShell 增强:

jshell> var name = "John Doe";
name
$1 ==> "John Doe"

其他改进:
改进的垃圾收集器
新的 API 和工具

具体的使用案例:

文本块: 第三版: 可以用来编写多行字符串，并进行格式化。
Unicode 15.0 支持: 可以使用新的 Unicode 字符。
JShell 增强: 可以更方便地使用 JShell。
其他改进: 可以提高 Java 应用程序的性能、安全性和可维护性。

Java 19：

1. Pattern Matching for switch (Preview)

更加简洁地编写代码，提高代码的可读性。

switch (obj) {
    case Person person:
        System.out.println("Person: " + person.name);
        break;
    case Integer i:
        System.out.println("Integer: " + i);
        break;
    case String s:
        System.out.println("String: " + s);
        break;
    default:
        System.out.println("Unknown type: " + obj.getClass().getName());
}

具体的使用案例:

可以使用模式匹配 for switch 语句来代替传统的多重 if-else 语句，使代码更加简洁易读。
可以使用模式匹配来提取数据，例如从字符串中提取数字或日期。

2. Record Patterns (Preview)

可以更加方便地匹配记录类型

record Person(String name, int age) {}

switch (person) {
    case Person(name, age) when age > 18:
        System.out.println("Adult: " + name);
        break;
    case Person(name, age):
        System.out.println("Child: " + name);
        break;
}

具体的使用案例:

可以使用 Record Patterns 来匹配记录类型的字段值，例如匹配成年人或儿童。
可以使用 Record Patterns 来解构记录类型，例如提取姓名和年龄。

3. Text Blocks: Third Edition (Standard)

更加方便地编写多行字符串。

String text = """
    This is a multiline
    string literal with
    interpolation.
    """;
    System.out.println(text.formatted("%s, %d", "Hello", 123));

具体的使用案例:

可以使用文本块来编写多行字符串，例如文档注释或 SQL 查询。
可以使用文本块来进行格式化，例如插入变量或表达式。

4. Virtual Threads (Preview)

可以更加轻量级地执行任务，提高应用程序的性能。

var thread = VirtualThread.of(() -> {
    // ...
});
thread.start();

5. Project Loom (Incubating)

是一个孵化项目，旨在改进 Java 应用程序的性能和可扩展性。

参考资料:

Java 官方网站: https://www.java.com/
Java SE Documentation: JDK 21 Documentation - Home
Java 官方文档: JDK 19 Documentation - Home
Java 版本发布说明: JDK 19 Releases