ArchGrid - 架构知识网格 - Java 14的新特性

Java 14带来了许多新功能，尤其是把之前一直处于预览状态的功能进行了实装。而且新加入的一些正在孵化的功能也是大大增强了Java的适用面。

本系列的文章有：

Switch表达式

Switch表达式是在Java 12中以预览版的身份被添加进来的。在Java语言的历史中，switch关键字始终是作为一个语句出现的。例如我们经常会用到的星期枚举类。

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public enum WeekDay {
    MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THUSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY;

    public bool isHoliday() {
        boolean isTodayHoliday = false;
        swtich (this) {
            case MONDAY:
            case TUESDAY:
            case WEDNESDAY:
            case THUSDAY:
            case FRIDAY:
                isTodayHoliday = false;
                break;
            case SATURDAY:
            case SUNDAY:
                isTodayHoliday = true;
                break;
            default:
                throw new IllegalArgumentException("Illegal days");
        }
        return isTodayHoliday;
    }
}

在这个示例中，用到了一个中间缓存变量来保存判断结果，而且整个switch结构还使用了fall-through的特性。这些特性集中在一起，就十分容易让开发人员犯各种错误。新版的switch结构被改成了一个表达式，而且还没有了fall-through带来的缺点，语法整体也被精简了许多。

下面这个示例是使用switch表达式语法重写上面这个示例。

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public enum WeekDay {
    MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THUSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY;

    public bool isHoliday() {
        return switch (this) {
            case MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY -> false;
            case SATURDAY, SUNDAY -> true;
            default -> throw new IllegalArgumentException("Illegal days");
        };
    }
}

改进的NPE提示

例如有以下会产生NullPointerException的语句。

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int[] arr = null;
arr[0] = 1;

在Java 14之前的版本中，会得到以下的错误提示。

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Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
at xyz.archgrid.demo.App.main(App.java:27)

但是在Java 14中，NPE的错误提示被加强了，而且变得更加有可读性和目的性，例如上面示例中的提示就会变成下面这样。

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java.lang.NullPointerException: Cannot store to int array because "arr" is null

预览版功能

文本块

文本块自Java 13以来还依旧处于预览状态。但是文本块功能在Java 14中增加了两个转义字符。

\加入到文本块中，可以表示两行之间的连接，只是用于文本块中的文本产生阅读视觉上的换行，但是其中并不真正的换行。
\s表示一个空格。

虚拟换行\仅仅是防止一行字符串写的太长，但是如果直接使用换行又会导致字符串的实际换行存在的。

instanceOf中的模式匹配

在Java 14中，移除了instanceOf的一些样板代码，例如在之前的版本中，如果变量的类型匹配上了，那么接下来就一定会产生如下的操作。

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if (obj instanceof String) {
    String str = (String) obj;
    // 完成其他对于字符串变量str的操作
}

为了移除这个并不必要的字符串变量声明，Java 14把变量声明与instanceOf操作符合并了。于是就变成了下面这个样子。

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if (obj instanceOf String str) {
    // 完成其他对于字符串变量str的操作。
}

记录类

在Java中定义一个POJO还是比较繁琐的，除了要定义用于保存数据的字段以外，还需要定义相应的getter和setter，必要的时候还需要重载hashCode()和equals()方法。所以这也是Lombok库能够引起大部分开发者共鸣的原因。

比如，借助Lombok库，我们可以这样来定义一个数据类。

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@Data
public class User {
    private int uid;
    private String username;
    private String password;
}

为了简化POJO的书写，也是从其他语言中借鉴，Java 14引入了一个名为记录类的预览版功能。这是一个新的关键字record，它用来声明一个特殊的类，效果与使用Lombok的@Data修饰的普通类几乎相同。但记录类的设计主旨是用于持有不可变数据的，所以其在使用的时候，还需要与以前的POJO区别开。

如果使用record关键字，那么上面这个示例就可以被改写成下面这个样子。

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public record User(int uid, String username, String password) { }

整个POJO类的声明就被简化成了类似于构造函数的样子，那么现在这个类就可以如同以下示例中这样来使用了。

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User user = new User(0, "John", "123");

assertEquals(0, user.id());
assertEquals("John", user.username());

可以看出，记录类中的字段都被转换成了方法，可以通过方法的调用来获取字段的值。而且记录类会自动提供hashCode()、equals()和toString()方法。

孵化功能

孵化功能与预览功能不同，这些功能比预览功能更加的实验性。孵化功能一般都被放置于jdk.incubator包中。

外部内存访问

外部内存访问API提供了程序对于JVM以外的系统内存的访问能力。这套API允许Java程序用十分安全、有效率的途径来访问外部内存。

新的外部内存访问API的功能主要是通过MemorySegment、MemoryAddress和MemoryLayout这几个类来提供的，可以允许程序同时访问堆内存和非堆内存。

打包工具

传统上Java程序所遵循的都是“Build once, run everywhere”的跨平台理念。在这个历年的支持下，Java程序一般都是以JAR包的形式出现和发布，在运行的时候都需要提供提供JAR运行所需的JVM环境。这也就是说用户至少需要在他们的机器上安装JRE。

但是无论是在Windows、macOS还是在Linux上，很多程序都是以安装包的形式出现的，用户只需要运行安装包，就可以把程序安装到系统中，并且可以直接拥有启动程序的快捷方式。

用户所期望的这些程序安装方式，Java都不能提供。所以在Java 14中，将一套专门的打包工具列入了孵化项目。

在这套工具中，常用的有两个工具：jlink和jpackage。其中jlink主要用于JDK和JRE的裁剪，仅为程序保留程序运行所需的最小模块。jpackage主要用来对程序和裁剪过后的JRE进行打包，形成可执行文件（例如Windows中的.exe，macOS中的.app），并同时形成相应的安装包。

打包工具的出现将极大的改变Java程序的发布和部署。

Java 14的新特性