Java 15新特性解析

Java 15于2020年9月发布,作为一个非LTS(长期支持)版本,它带来了多项重要的JVM和语言特性更新。让我们来探讨一下Java 15的主要新特性。

1. 密封类(Sealed Classes)

密封类允许开发者对继承进行更精细的控制。

public sealed class Shape 
    permits Circle, Square, Rectangle {
    // ...
}

final class Circle extends Shape {
    // ...
}

final class Square extends Shape {
    // ...
}

non-sealed class Rectangle extends Shape {
    // ...
}

在这个例子中,Shape类只允许Circle、Square和Rectangle继承它。

2. 文本块(Text Blocks)

文本块使得处理多行字符串(如JSON、XML)变得更加容易。

String json = """
              {
                "name": "John Doe",
                "age": 30,
                "city": "New York"
              }
              """;

3. 模式匹配(Pattern Matching)类型检查

这是对Java 14中预览特性的增强。

if (obj instanceof String s && s.length() > 5) {
    System.out.println(s.toUpperCase());
}

4. 隐藏类(Hidden Classes)

隐藏类允许在运行时创建不可发现的类,主要用于框架开发。

String className = "HiddenClass";
byte[] classData = // ... 生成类字节码
Class<?> hiddenClass = MethodHandles.lookup()
    .defineHiddenClass(classData, true, MethodHandles.Lookup.ClassOption.NESTMATE)
    .lookupClass();

5. 记录(Records)

记录类型提供了一种简洁的方式来声明不可变数据类。

public record Person(String name, int age) {}

// 等同于以下类
public final class Person {
    private final String name;
    private final int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String name() { return name; }
    public int age() { return age; }

    // equals, hashCode, toString 方法自动生成
}

6. 外部内存访问API

这是对Java 14中引入的孵化特性的增强,允许Java程序安全高效地访问本地内存。

MemorySegment segment = MemorySegment.allocateNative(100);
MemoryAddress address = segment.baseAddress();
MemoryAccess.setInt(segment, 0, 42);
int value = MemoryAccess.getInt(segment, 0);

7. 垃圾收集器更新

ZGC和Shenandoah垃圾收集器现在成为了标准API的一部分。可以通过JVM参数启用:

-XX:+UseZGC
-XX:+UseShenandoahGC

8. Edwards-Curve数字签名算法(EdDSA)

Java 15引入了EdDSA加密签名的实现。

KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance("Ed25519");
KeyPair kp = kpg.generateKeyPair();
Signature sig = Signature.getInstance("Ed25519");
sig.initSign(kp.getPrivate());
sig.update(msg);
byte[] s = sig.sign();

9. 重新实现传统DatagramSocket API

这个更新提供了更简单、更现代化的java.net.DatagramSocket和java.net.MulticastSocket API实现,使其更易于维护和调试。

DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
InetAddress address = InetAddress.getByName("example.com");
byte[] buf = "Hello, DatagramSocket!".getBytes();
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length, address, 4445);
socket.send(packet);

Java 15虽然是一个非LTS版本,但它带来了多项重要的语言和JVM特性更新,为Java开发者提供了更多强大的工具和API。这些新特性不仅提高了开发效率,还为未来的Java版本奠定了基础。