Java 17 LTS版本核心特性解析

Java 17 于2021年9月14日正式发布，是继 Java 11 之后的又一个长期支持(LTS)版本，将获得至少8年的支持期。作为企业级开发的重要基础，Java 17 的诸多特性值得深入了解。

主要语言特性

1. 密封类 (Sealed Classes)

密封类通过 sealed、permits 和 non-sealed 关键字，允许开发者精确控制哪些类可以继承自某个类或实现某个接口，增强了类型系统的表达能力。

// 密封接口示例
public sealed interface Shape permits Circle, Rectangle, Triangle {
    double area();
}

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

// 其它实现类...

密封类的主要优势在于结合 Pattern Matching 使用时的穷尽性检查，编译器能确保 switch 表达式覆盖所有可能的子类型。

2. 模式匹配 Switch (预览特性)

Java 17 继续改进了 switch 表达式的模式匹配能力，允许针对对象类型和条件进行更复杂的匹配。

// 使用 instanceof 模式匹配和 switch 表达式
string formatValue(Object obj) {
    return switch(obj) {
        case null -> "null";
        case String s -> String.format("String: %s", s);
        case Number n -> String.format("Number: %s", n);
        case Shape s -> String.format("Shape with area: %f", s.area());
        default -> obj.toString();
    };
}

3. 记录类 (Record Classes)

在 Java 16 中正式发布的记录类，为创建不可变数据容器提供了简洁的语法。Java 17 进一步完善了这一特性。

// 记录类示例
public record Person(String name, int age) {
    // 紧凑构造函数，可以添加验证逻辑
    public Person {
        if (age < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Age cannot be negative");
        }
    }
    
    // 可以添加额外的方法
    public boolean isAdult() {
        return age >= 18;
    }
}

API 和运行时改进

1. 强封装 JDK 内部 API

Java 17 默认强封装了大多数内部 API，除了关键的几个如 sun.misc.Unsafe。这提高了 JDK 的安全性，但可能需要修改依赖这些内部 API 的代码。

2. 新的随机数生成器 API

引入了新的 RandomGenerator 接口及其实现，提供更好的随机数生成器 API，支持不同的算法。

// 使用新的随机数生成器 API
RandomGenerator generator = RandomGenerator.getDefault();
int randomValue = generator.nextInt(100);

// 使用特定算法的生成器
RandomGenerator xoshiro = RandomGenerator.of("Xoshiro256PlusPlus");
double randomDouble = xoshiro.nextDouble();

3. 增强的伪随机数生成器

新增了三种新的伪随机数生成器算法：

• Xoshiro256PlusPlus
• Xoroshiro128PlusPlus
• L64X128MixRandom

4. 向量 API (孵化器)

提供了一个向量计算的 API，能够利用 CPU 的 SIMD 指令进行高效的向量运算，适用于科学计算和图形处理等场景。

性能改进

1. 新的 G1 垃圾收集器改进

优化了 G1 垃圾收集器的性能和内存占用，减少了垃圾收集停顿时间。

2. ZGC 并发线程栈处理

ZGC 垃圾收集器现在可以并发处理线程栈，进一步减少停顿时间。

总结

Java 17 作为一个 LTS 版本，不仅带来了语言特性的改进，还对底层的性能和安全性进行了优化。对于企业而言，升级到 Java 17 是一个值得考虑的选择，尤其是随着 Java 8 和 Java 11 支持期限的临近。通过利用新特性，可以编写更简洁、更安全的代码，同时获得性能提升。