【JDK8/11/17流行版本对比详解】

JDK8、JDK11和JDK17在互联网企业中流行的原因

1. 高性能：这些版本的JDK在性能方面得到了大幅提升，尤其是JDK8和JDK11，它们在内存处理和并发处理方面表现优异，适合大规模互联网应用的处理需求。

2. 安全：JDK8、JDK11和JDK17都提供了更强大的安全功能，包括加密解密、数字签名、认证和授权等方面的增强，使得它们更适合处理敏感数据和交易的场景。

3. 支持新特性：JDK8、JDK11和JDK17都引入了很多新的语言特性和API，如Lambda表达式、Stream API、新的日期时间API、Var关键字等，这些新特性能够提高代码的可读性、可维护性和灵活性，也使得开发更加高效和简便。

4. 生态支持：JDK8、JDK11和JDK17都有丰富的生态支持，包括各种开源框架、库、工具和平台，可以帮助企业快速开发和上线应用，提升开发效率和质量。

综上所述，JDK8、JDK11和JDK17在互联网企业中流行是因为它们具有高性能、安全、新特性和丰富的生态支持，能够满足互联网企业高效处理数据的需求。

JDK8语言特性和API

JDK8是Java平台的一个版本，它引入了许多新的语言特性和API。以下是一些主要的特性和API：

1. Lambda表达式

Lambda表达式允许使用函数式编程范式编写代码，可以用很少的代码实现复杂的功能。

Lambda表达式是Java8引入的一个新特性，它允许我们像使用对象一样使用方法，将方法作为一等公民进行传递，从而实现简洁的代码编写。Lambda表达式本质上是一个匿名函数，它可以被赋值给一个变量，或者作为参数传递给其他方法。Lambda表达式的基本语法如下：

(parameter1, parameter2, ..., parameterN) -> { 
   // Lambda表达式的代码块
}

其中，参数列表是可选的，如果参数列表为空，则可以使用一对空括号代替。Lambda表达式的代码块可以是单条语句，也可以是多条语句。如果代码块只有一条语句，则可以省略花括号和return关键字。

Lambda表达式在底层实现上，会被编译成一个类似于匿名内部类的形式。这个类会实现一个对应的函数式接口，该接口只有一个抽象方法，Lambda表达式的代码块会成为这个抽象方法的实现。

Java代码示例：

// 使用Lambda表达式对集合元素进行遍历操作
List<String> list = Arrays.asList("Java", "Python", "C++", "JavaScript");
list.forEach(str -> System.out.println(str));

// 使用Lambda表达式对集合进行过滤操作
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8);
List<Integer> evenNumbers = numbers.stream().filter(n -> n % 2 == 0).collect(Collectors.toList());

// 使用Lambda表达式对集合进行排序操作
List<String> names = Arrays.asList("Tom", "Jerry", "Alice", "Bob");
Collections.sort(names, (s1, s2) -> s1.compareTo(s2));

// 自定义函数式接口并使用Lambda表达式进行实现
interface MyFuncInterface {
    int apply(int a, int b);
}
MyFuncInterface add = (a, b) -> a + b;
MyFuncInterface multiply = (a, b) -> a * b;
System.out.println(add.apply(2, 3)); // 输出5
System.out.println(multiply.apply(2, 3)); // 输出6

Lambda表达式的使用场景非常广泛，它可以大大简化代码的编写，并提高代码的可读性和可维护性。常见的应用场景包括集合的过滤、排序和转换等操作，以及函数式编程中的高阶函数等。因此，掌握Lambda表达式是Java开发中非常重要的一个技能。

2. Stream API

Stream API是用于处理集合数据的新API，它提供了一种函数式编程的方式来处理数据，可以大大简化集合的处理过程。

Stream API是Java 8引入的一种处理集合数据的新API。它采用函数式编程的思想，使用流式操作来处理集合数据，大大简化了集合操作的代码复杂度，提高了代码可读性、可维护性和可扩展性。

Stream API核心主要包括两个部分：流式操作（Stream）和终止操作（Terminal Operation）。流式操作是对集合数据进行一系列中间操作，可链式调用，每一个中间操作都返回一个新的流对象，可以无限延续。而终止操作是对流式操作中的数据进行最终处理，生成最终的结果，终止操作会关闭流，使流不能再被使用。

Stream API的核心作用包括以下几个方面：

1. 简化集合操作：使用Stream API可以用更简洁的方式对集合数据进行操作，同时提高了代码的可读性。

2. 并行处理：Stream API支持并行处理，可以充分利用多核处理器，提高程序的处理效率。

3. 易于扩展：使用Stream API可以轻松地实现自定义操作，使得代码具有更好的可扩展性。

4. 延迟执行：Stream API采用惰性求值的方式，只有在终止操作时才会对集合数据进行处理，避免了不必要的计算，提高了程序的效率。

示例代码如下：

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

public class StreamApiDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建测试数据
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            list.add(i);
        }

        // 使用Stream API对数据进行操作
        List<Integer> result = list.stream()
                .filter(num -> num % 2 == 0) // 过滤出偶数
                .map(num -> num * 2) // 将偶数乘以2
                .collect(Collectors.toList()); // 转换为列表

        // 输出结果
        System.out.println(result);
    }
}

该示例代码使用Stream API对集合数据进行操作，过滤出偶数并将其乘以2，最终生成一个新的列表。通过该示例可以看出，Stream API的代码简洁、可读性高，而且可以进行链式调用，可以大大提高程序的可维护性和可扩展性。

总之，Stream API是一种非常强大的集合处理工具，它能够大大简化集合处理的代码复杂度，提高程序的效率和可维护性。在Java 8及以上版本中，使用Stream API已经成为一种主流的集合处理方式。

3. Default方法

Default方法是指在接口中定义的默认实现方法，这样在其它类中实现该接口时可以不必实现该方法。

Java 8 引入了默认方法，允许在接口中定义具有默认实现的方法，这使得在接口中添加新的方法时兼容旧的接口实现，并且可以减少重复代码。在接口中定义默认方法的语法格式为：

public interface InterfaceName {
    public void normalMethod();

    default void defaultMethod() {
        // 默认实现
    }
}

默认方法具有以下特性：

1. 默认方法可以有方法体，可以被其它实现该接口的类直接调用；
2. 默认方法可以被覆盖，这样实现该接口的类可以使用自己的实现；
3. 默认方法可以被标记为 abstract，这意味着实现该接口的类必须提供该方法的实现；
4. 如果一个类实现了多个接口，并且这些接口有相同的默认方法，那么实现该接口的类必须覆盖该默认方法。

默认方法的工作原理：

当一个类实现一个带有默认方法的接口时，实现类会自动继承该默认方法。在编译时，编译器会检查实现类是否覆盖了默认方法，如果没有覆盖，则使用默认方法的实现。在运行时，当调用该方法时，虚拟机会选择使用实现类的方法还是默认方法的实现，这取决于实现类是否覆盖了该方法。

下面是一个实现了默认方法的接口示例：

public interface Animal {
    void makeSound();

    default void sleep() {
        System.out.println("Animal is sleeping");
    }
}

在这个接口中，定义了一个抽象方法 makeSound() 和一个默认方法 sleep()。makeSound() 方法必须在实现类中实现，而 sleep() 方法可以使用默认实现，也可以在实现类中覆盖。

下面是一个实现了 Animal 接口的类示例：

public class Cat implements Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Meow");
    }

    @Override
    public void sleep() {
        System.out.println("Cat is sleeping"); // 覆盖了默认方法的实现
    }
}

Cat 类实现了 Animal 接口，并覆盖了 sleep() 方法的默认实现。这时，Cat 类就拥有了自己的 sleep() 方法实现，而不是使用 Animal 接口中默认的实现。

下面是一个演示使用默认方法的示例：

public static void main(String[] args) {
    Animal animal = new Cat();
    animal.makeSound(); // 输出 "Meow"
    animal.sleep(); // 输出 "Cat is sleeping"，调用的是 Cat 类中覆盖的实现
}

在这个示例中，创建了一个 Cat 类的实例，并将其赋值给 Animal 类型的变量 animal。然后调用 animal 的 makeSound() 和 sleep() 方法，分别输出 “Meow” 和 “Cat is sleeping”。可以看到，sleep() 方法使用的是 Cat 类中覆盖的实现，而不是 Animal 接口中默认的实现。

总的来说，默认方法是 Java 8 引入的一个非常有用的特性，它们使得接口的使用更加灵活，同时也提高了代码的可维护性和可读性。

默认方法的存在使得接口的演化成为可能，可以在不破坏已有接口实现的情况下向接口中添加新的方法。它还使得代码更加简洁，减少了重复的代码量，同时也提高了代码的可读性。

4. 可重复注解

Java 8允许在同一个元素上多次使用同一个注解。

在Java 8之前，一个注解只能在同一个元素上使用一次。但是，Java 8允许在同一个元素上多次使用同一个注解，这也称为“重复注解”（Repeated Annotations）。

重复注解的语法允许在同一个注解类型上多次使用@Repeatable注解，将这个注解类型声明为可重复注解类型。例如：

@Repeatable(FooContainer.class)
public @interface Foo {
    String value();
}

public @interface FooContainer {
    Foo[] value();
}

上面的代码中，@FooContainer注解是一个容器注解，它包含一个@Foo注解的数组。@Foo注解包含一个字符串类型的value属性。

现在，我们可以在同一个元素上使用@Foo注解多次，例如：

@Foo("first")
@Foo("second")
public class MyClass {
   // class body
}

上面的代码中，我们在MyClass类上使用了两次@Foo注解，每次使用的value属性值都不同。

当我们通过反射获取MyClass类上的注解时，我们会得到一个Foo注解数组，而不再是单个Foo注解。

重复注解的机制通过在编译器和运行时解析@Repeatable注解和容器注解来实现。在编译器中，如果我们使用了重复注解，则编译器会检查@Repeatable注解是否存在，如果存在，则会转换为容器注解中的值。在运行时，我们可以通过容器注解和反射来访问重复注解的值。

以下是Java代码示例：

import java.lang.annotation.*;

@Repeatable(FooContainer.class)
@interface Foo {
    String value();
}

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface FooContainer {
    Foo[] value();
}

@Foo("first")
@Foo("second")
public class MyClass {

    public static void main(String[] args) {
        Foo[] annotations = MyClass.class.getAnnotationsByType(Foo.class);
        for (Foo foo : annotations) {
            System.out.println(foo.value());
        }
    }
}

在上面的示例中，我们定义了一个@Foo注解和一个@FooContainer注解作为其容器注解。我们还在MyClass类上使用了两个@Foo注解。

在main方法中，我们使用反射获取MyClass类上的所有@Foo注解，并遍历输出它们的value属性值。运行该程序，输出结果为：

first
second

重复注解的引入使得Java注解的语义更加灵活，可以更好地支持各种类型的场景。

5. 时间日期API

Java 8引入了全新的时间日期API，提供了更简单、更灵活、更好用的日期时间处理方式。

Java 8引入的全新时间日期API主要包括两个部分：日期时间API和格式化API。

日期时间API主要解决了旧API中关于日期时间的一些问题，例如：

1. 旧API中的Date类是可变的，而新API中的LocalDate、LocalTime和LocalDateTime类都是不可变的，避免了出现并发问题。

2. 新API中的各种日期时间类型都是线程安全的，因为它们没有任何静态字段。

3. 新API中的日期时间类型支持任意精度，旧API不支持纳秒及比纳秒更细的精度。

4. 新API中的日期时间类型提供了更好的时区支持，可以很方便地在不同时区之间进行转换。

格式化API主要提供了DateTimeFormatter类，用于将日期时间类型格式化为字符串或将字符串解析为日期时间类型。

Java 8的日期时间API底层主要是基于Joda-Time框架实现的。Joda-Time是一个非常流行的日期时间处理框架，它在Java 8之前就已经存在，被广泛应用于Java开发中。

以下是一个Java代码示例，用于演示Java 8日期时间API的用法：

import java.time.*;
import java.time.format.DateTimeFormatter;

public class DateTimeExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取当前日期时间
        LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
        System.out.println("当前日期时间: " + now);

        // 使用自定义格式化输出日期时间
        DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        String formattedDateTime = now.format(formatter);
        System.out.println("格式化后的日期时间: " + formattedDateTime);

        // 解析字符串为日期时间类型
        String dateTimeStr = "2021-12-31 23:59:59";
        LocalDateTime parsedDateTime = LocalDateTime.parse(dateTimeStr, formatter);
        System.out.println("解析出来的日期时间: " + parsedDateTime);

        // 获取任意日期时间
        LocalDate date = LocalDate.of(2022, Month.JANUARY, 1);
        LocalTime time = LocalTime.of(0, 0, 0);
        LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.of(date, time);
        System.out.println("任意日期时间: " + dateTime);

        // 在不同的时区之间转换日期时间
        ZonedDateTime utcDateTime = ZonedDateTime.now(ZoneOffset.UTC);
        ZonedDateTime shanghaiDateTime = utcDateTime.withZoneSameInstant(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));
        System.out.println("UTC时间: " + utcDateTime);
        System.out.println("上海时间: " + shanghaiDateTime);
    }
}

输出结果：

当前日期时间: 2022-09-14T14:20:03.468416
格式化后的日期时间: 2022-09-14 14:20:03
解析出来的日期时间: 2021-12-31T23:59:59
任意日期时间: 2022-01-01T00:00
UTC时间: 2022-09-14T14:20:03.484144Z
上海时间: 2022-09-14T22:20:03.484144+08:00[Asia/Shanghai]

Java 8的日期时间API提供了全新的时间日期处理方式，使得对时间日期的操作更加简单、灵活和方便。同时，新API也更加安全和稳定，避免了旧API中的一些问题。

6. 函数式接口

函数式接口是只包含一个抽象方法的接口，用于函数式编程。

函数式接口其实是Java 8中的一个新特性，它的主要目的是为了支持Lambda表达式和方法引用。Lambda表达式是一种匿名函数，通过Lambda表达式可以简洁地定义一个函数，而函数式接口则定义了这个Lambda表达式的类型。也就是说，函数式接口是Lambda表达式的一种契约形式。

在Java中，函数式接口必须满足以下三个条件：

1. 接口中只能有一个抽象方法。
2. 接口可以有多个默认方法或静态方法。
3. 接口中使用@FunctionalInterface注解来标识该接口是一个函数式接口。

Lambda表达式与函数式接口的关系十分密切，因为Lambda表达式必须与函数式接口对应。当Lambda表达式的参数列表和返回值类型与函数式接口的抽象方法的参数列表和返回值类型相同时，它就可以被视为函数式接口的实现。Lambda表达式的实现方式是通过创建一个实现了函数式接口的匿名类来实现的。

除了Lambda表达式，函数式接口还可以与方法引用一起使用。方法引用是一种更简洁的Lambda表达式的写法，它可以直接引用已有的方法作为Lambda表达式。当被引用的方法与函数式接口的抽象方法的参数列表和返回值类型相同时，方法引用也可以被视为函数式接口的实现。

下面是一个简单的Java代码示例，演示了如何创建一个函数式接口，并使用Lambda表达式和方法引用来实现它：

@FunctionalInterface
interface MyInterface {
    void doSomething(); // 接口中只有一个抽象方法
    default void doSomethingElse() {}; // 接口中可以有多个默认方法
    static void doStaticThing() {}; // 接口中可以有多个静态方法
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用Lambda表达式来实现函数式接口
        MyInterface myLambda = () -> System.out.println("Lambda实现函数式接口");
        myLambda.doSomething(); // 输出：Lambda实现函数式接口

        // 使用方法引用来实现函数式接口
        MyInterface myMethodRef = Main::myMethod;
        myMethodRef.doSomething(); // 输出：方法引用实现函数式接口
    }

    public static void myMethod() {
        System.out.println("方法引用实现函数式接口");
    }
}

总之，函数式接口是Java 8中为了支持函数式编程而引入的一个新特性。它定义了Lambda表达式的类型，是Lambda表达式的契约形式。同时，函数式接口还可以与方法引用一起使用，进一步简化代码。理解函数式接口的工作原理和运行原理，对于Java语言的深度理解和应用都是非常有帮助的。

7. CompletableFuture

CompletableFuture是Java 8中用于异步编程的API，它可以异步地执行任务，然后等待任务完成后再执行其它任务。

CompletableFuture是Java 8中新增的一个API，用于异步编程。它可以用来解决传统的回调函数嵌套、线程池竞争等问题，提高异步编程的效率和可读性。

CompletableFuture的核心是Future和Callback两个机制。Future是用来获取异步操作的结果的，Callback是用来处理异步操作完成后的逻辑的。CompletableFuture利用了这两个机制，将异步操作和逻辑处理分离，让代码更加清晰简洁。

在使用CompletableFuture时，需要将需要异步执行的任务封装在一个CompletableFuture对象中，然后通过链式调用的方式设置回调函数。当任务执行完成后，回调函数会被自动触发，处理异步执行结果。

除此之外，CompletableFuture还支持多个异步操作的组合，可以将多个异步操作连接起来，形成一个任务链，从而实现更加复杂的异步编程逻辑。

下面是一个简单的CompletableFuture示例代码，演示如何利用CompletableFuture进行异步编程：

import java.util.concurrent.CompletableFuture;

public class CompletableFutureExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个CompletableFuture对象，并指定异步操作
        CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(1000); // 模拟耗时操作
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "Hello, CompletableFuture!";
        });

        // 设置回调函数，在异步操作完成后处理结果
        future.thenAccept(result -> System.out.println(result));

        // 主线程继续执行其他任务
        System.out.println("Main thread continues...");

        // 等待异步操作完成
        future.join();
    }
}

在上面的示例中，我们首先创建了一个CompletableFuture对象，并指定了一个异步操作，这个异步操作会在另一个线程中执行，模拟了一个耗时的操作。

然后我们通过链式调用的方式设置了一个回调函数，当异步操作完成后，这个回调函数会被自动触发，处理异步执行的结果。

在回调函数设置完成后，主线程继续执行其他任务，并最终调用了future.join()等待异步操作完成。

运行上述代码的输出结果类似于：

Main thread continues...
Hello, CompletableFuture!

可以看到，主线程在异步操作完成前已经继续执行了其他任务，而异步操作的结果则在后面回调函数中被处理输出。

这个简单的示例只是展示了CompletableFuture的一部分功能，更复杂的异步编程逻辑需要更多的学习和实践。

在底层，CompletableFuture利用了Java语言的并发机制，如线程池、锁、原子操作等，来实现异步执行和回调函数的自动触发。通过掌握这些底层机制，我们可以更好地理解CompletableFuture的运行原理，并能够更好地理解和使用Java语言的并发机制。

8. 新的集合处理方法

Java 8引入了许多新的集合处理方法，例如forEach、map、filter等，让集合的处理更加简洁明了。

Java 8中引入的新的集合处理方法是通过Lambda表达式和函数式接口实现的。Lambda表达式是一种匿名函数，可以将其作为参数传递给其他方法。而函数式接口是只包含一个抽象方法的接口，Lambda表达式可以与这些接口匹配。

其中，forEach方法用于迭代集合中的每个元素，并对其执行给定的操作；map方法将集合中的每个元素都应用于给定的函数，从而生成一个新的集合；filter方法根据给定的条件过滤集合中的元素，只留下符合条件的元素。

这些方法的实现原理基于Java集合框架中的迭代器和函数式编程概念。集合框架中的迭代器用于遍历集合中的元素，而函数式编程则强调函数作为一等公民的概念，即函数可以作为参数或返回值传递。

示例代码：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class CollectionExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个字符串类型的集合
        List<String> names = new ArrayList<>();
        names.add("Alice");
        names.add("Bob");
        names.add("Charlie");

        // forEach方法遍历集合中的每个元素，输出其值
        names.forEach(name -> System.out.println(name));

        // map方法将集合中的每个元素转换为大写，生成一个新的集合
        List<String> upperCaseNames = names.stream().map(name -> name.toUpperCase()).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(upperCaseNames);

        // filter方法过滤出集合中长度为5的元素，生成一个新的集合
        List<String> filteredNames = names.stream().filter(name -> name.length() == 5).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(filteredNames);
    }
}

以上代码演示了Java 8中的集合处理方法的使用。其中，通过Lambda表达式实现了forEach、map和filter方法的操作，通过函数式接口实现了集合处理方法的匹配。这些方法可以帮助我们更加简单、高效地处理集合中的数据，提高代码的可读性和可维护性。

通过Lambda表达式和函数式接口，Java 8的集合处理方法实现了更加简洁明了的集合处理方式，提高了代码的可读性和可维护性。同时，这种方法还可以并行处理大规模数据集，提高处理效率。

9. Nashorn JavaScript引擎

Nashorn是Java 8中全新的JavaScript引擎，它可以在Java代码中执行JavaScript代码。

Nashorn是Java 8中引入的全新的JavaScript引擎。它与Java的紧密集成使得Java开发人员可以轻松地在Java代码中嵌入JavaScript代码，从而更加方便地实现复杂的逻辑处理。

Nashorn引擎使用了基于Java虚拟机（JVM）的实现，因此它比传统的JavaScript引擎更加快速和高效。与此同时，它还支持新的JavaScript特性，比如Lambda表达式、扩展操作符等。这些特性使得Nashorn成为一个强大的JavaScript引擎，大大增强了Java的功能和灵活性。

在使用Nashorn时，Java开发人员可以使用Java的API来直接访问JavaScript对象，并使用JavaScript的语法来编写逻辑代码。此外，Nashorn还提供了许多与JavaScript相关的API，如JSON、XML等，方便Java开发人员在使用JavaScript时更加便捷。

在运行时，Nashorn将JavaScript代码编译为Java字节码，然后在JVM上运行，这意味着在执行旧的JavaScript代码时，Nashorn的性能要比其他JavaScript引擎更高。另外，Nashorn还提供了一些调试和优化工具，方便开发人员对JavaScript代码进行调试和优化。

下面是一个简单的Java代码示例，演示了如何使用Nashorn执行JavaScript代码：

import javax.script.ScriptEngine;
import javax.script.ScriptEngineManager;
import javax.script.ScriptException;

public class NashornExample {
    public static void main(String[] args) {
        ScriptEngineManager manager = new ScriptEngineManager();
        ScriptEngine engine = manager.getEngineByName("nashorn");

        try {
            // 执行JavaScript代码
            engine.eval("print('Hello, world!')");
        } catch (ScriptException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在上面的代码中，我们使用了Java标准库中的javax.script包，其中包含了用于在Java中执行脚本代码的API。我们首先创建了一个ScriptEngineManager对象，它用于获取特定的脚本引擎。在这里，我们通过调用getEngineByName方法并传入“nashorn”参数，获取了Nashorn引擎实例。

接下来，我们使用engine.eval方法执行了一段简单的JavaScript代码，它打印了“Hello, world!”。在执行过程中，Nashorn将JavaScript代码编译为Java字节码，然后在JVM上运行。最后，我们捕捉了任何ScriptException异常，并打印了堆栈跟踪信息。

这只是一个简单的例子。在实际应用中，我们可以使用Nashorn执行更复杂的JavaScript代码，包括调用JavaScript函数、操作JavaScript对象等等。

总之，Nashorn是一个强大的JavaScript引擎，它为Java开发人员提供了一种简单而高效的方式来操作JavaScript代码。它的高效性和灵活性使得它成为Java开发中重要的一部分，可以帮助开发人员更好地实现复杂的逻辑处理。

JDK11语言特性和API

JDK11引入了一些有趣的语言特性和API，其中包含以下内容：

1. HTTP Client API

JDK11引入的新的HTTP客户端API是一个非常强大的工具，它基于异步非阻塞IO模型，并支持WebSocket和HTTP/2。这个API提供了许多新的功能和改进，使得它成为构建现代、高效、可靠的应用程序所必需的。

一些新特性包括：

1.支持HTTP/2和WebSocket协议：HTTP/2是HTTP协议的下一代，它提供了更好的性能和效率。WebSocket是一种全双工协议，允许在单个TCP连接上进行双向通信。

2.异步非阻塞IO模型：通过使用CompletableFuture和Reactive Streams API，该API提供了一种易于使用的异步编程模型。

3.流式处理：该API支持将请求和响应体分段处理，以处理大型文件或流。

4.缓存策略：该API提供了一个强大的缓存策略，可以通过请求头和响应头来指定。

5.重定向：该API支持对重定向进行细粒度控制，以确保不会出现无限循环。

以下是一个简单的Java代码示例，使用JDK11的新的HTTP客户端API发送一个GET请求：

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

public class HttpClientExample {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        
        // 创建一个HttpClient对象
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
        
        // 创建一个GET请求
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri(URI.create("https://www.example.com"))
                .GET()
                .build();
        
        // 发送请求并获取响应
        HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
        
        // 打印响应信息
        System.out.println(response.statusCode());
        System.out.println(response.headers().map());
        System.out.println(response.body());
    }
}

这个示例中，我们首先创建了一个HttpClient对象，然后创建了一个GET请求，并使用 send 方法发送请求并获取响应。通过 HttpResponse 对象，我们可以获取响应的状态码、响应头和响应体。

总之，JDK11引入的新的HTTP客户端API是一个现代、高效、可靠的工具，可以大大简化HTTP请求的处理，并提供了强大的功能和改进。这个API对于构建现代应用程序和服务是非常有用的，尤其是在处理大量HTTP请求和数据时。

2. 变量的Lambda表达式

在Lambda表达式中使用var定义变量是JDK11引入的一个新特性。它使得我们可以在Lambda表达式中使用本地类型推断。本地类型推断是指根据右侧的表达式进行类型推断，而不需要显式地声明类型。

例如，以下代码在JDK11中是合法的：

(Function<String, Integer>) (var s1, var s2) -> s1.length() + s2.length();

在Lambda表达式中，我们可以使用var来定义参数的类型。在上述代码中，var推断出了s1和s2的类型为String。

这个特性的实现原理其实比较简单。在编译期，Java编译器会根据Lambda表达式的语法结构，将Lambda表达式中的var推断出对应的类型。然后将这个类型作为参数类型传递给Lambda表达式。

需要注意的是，Lambda表达式中的var只能用于定义参数类型，不能用于定义方法的返回类型。这是因为方法的返回类型不能被推断，所以必须显式地定义。

此外，需要注意的是，var只适用于局部变量。对于类成员变量、方法返回值、方法参数等情况，我们还是应该显式地声明类型，以提高代码的可读性和可维护性。

以下是使用Lambda表达式中var定义变量的Java代码示例：

//Lambda表达式中使用var定义变量示例
public class LambdaVarExample {

    public static void main(String[] args) {

        //定义Lambda表达式，使用var推断参数类型
        MyLambdaInterface myLambda = (var s1, var s2) -> s1.length() + s2.length();

        //调用Lambda表达式
        System.out.println(myLambda.getStringLength("Hello", "World!"));
    }

    //定义Lambda表达式接口
    interface MyLambdaInterface {
        int getStringLength(String s1, String s2);
    }
}

在上述示例中，使用MyLambdaInterface接口定义了一个Lambda表达式，使用var推断了参数s1和s2的类型为String。然后在main方法中调用Lambda表达式，输出了字符串"Hello"和"World!"的长度之和。

需要注意的是，var只能在Lambda表达式中定义参数类型，不能在接口定义中使用。此外，示例中使用了注解和详细的代码注释，以便理解和阅读。

总之，在Lambda表达式中使用var定义变量是JDK11引入的一个方便的新特性，可以让我们写出更加简洁而富有表现力的代码。

3. ZGC垃圾收集器

ZGC是一种用于Java堆垃圾收集的新式收集器。它与JDK 11一起发布，目标是为使用非常大的Java堆的应用程序提供低停顿时间的垃圾回收。

ZGC的设计目标是为多核和大内存系统提供高吞吐量和低延迟的垃圾收集。它采用的是可并行的并发垃圾收集算法，这意味着收集器在应用程序运行的同时执行。这种并发性使ZGC在处理内存压力较大的情况下表现良好。

ZGC收集器的主要优势是其非常低的停顿时间，即对应用程序暂停时间的影响非常小。这对于需要快速响应时间的应用程序尤其重要。与传统的垃圾收集器不同，ZGC的暂停时间不会随着堆大小而增加，因此它可以有效处理TB级别的内存。

ZGC的实现基于一组高度可调整的算法，可以根据不同的应用程序需求进行优化。它还使用了一些特殊技术来避免在数据移动期间对运行时系统造成影响，例如内存预分配，对象复制和内存压缩。

以下是一个简单的Java代码示例，展示使用ZGC收集器的方法：

import java.util.ArrayList;

public class ZgcDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        for(int i=0; i<1000000; i++) {
            list.add(i);
        }
        System.out.println("List size: " + list.size());
        // 使用ZGC收集器进行垃圾回收
        System.gc();
        System.out.println("Garbage collection completed");
    }
}

该示例中创建了一个包含100万个整数的ArrayList对象，然后使用ZGC收集器进行垃圾回收。在程序运行过程中，ZGC收集器会在应用程序运行时并行执行垃圾回收操作，因此暂停时间非常低。在需要处理大内存和快速响应时间的应用程序中，ZGC收集器可以提供更好的性能表现。

总体而言，ZGC的出现为Java应用程序提供了一个高性能垃圾收集器的选择，特别是对于需要处理大内存的应用程序。它对于需要高吞吐量和快速响应时间的应用程序尤其有用，可以显著提高应用程序的性能。

4. Unicode 10支持

JDK11支持Unicode 10标准，这意味着Java现在可以使用更广泛的字符集。Unicode是一个标准，用于表示世界上所有文本字符的编码。Unicode字符集可以处理各种语言的字符，从西方语言如英语、德语和法语到东方语言如中文、日语和韩语。

在Java中，字符串是Unicode字符的序列。在早期版本的Java中，字符串使用UTF-16编码，这意味着每个字符使用16位来表示。但是，Unicode字符集已经发展到了超过16位，因此JDK11现在支持更大的字符集。JDK11支持UTF-8，UTF-16和UTF-32编码，这些编码可以处理Unicode字符集中的所有字符。

除了更大的字符集之外，JDK11还提供了一些新的Unicode相关功能。其中一个是Unicode文本块，这是一种在Java中表示Unicode字符串的新方式。文本块可以将多行文本嵌入到Java代码中，而无需使用转义序列。这使得Java中处理多语言字符串更加容易。

JDK11还支持Unicode标准中的一些其他功能，例如emoji字符和符号。Java现在可以处理和显示这些字符，这使得在Java应用程序中使用emoji和符号更加容易。

示例代码如下：

public class UnicodeDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // 使用Unicode表示中文字符
        String chinese = "\u4e2d\u6587";
        System.out.println(chinese); // 输出：中文

        // 使用Unicode文本块表示多行文本
        String multiline = """
                这是多行文本，
                可以直接嵌入到Java代码中，
                而无需使用转义序列。
                """;
        System.out.println(multiline); 

        // 支持emoji字符和符号
        String emoji = "";
        System.out.println(emoji); // 输出：
    }

}

输出结果：

中文
这是多行文本，
可以直接嵌入到Java代码中，
而无需使用转义序列。

总之，JDK11的Unicode支持为Java提供了更强大的多语言和字符集处理能力。Java开发人员现在可以更轻松地处理各种语言和字符，从而更好地满足现代应用程序的需求。

5. 新的字符串方法

JDK11引入的新方法如下：

1. strip()：去除字符串首尾空格
2. stripLeading()：去除字符串开头空格
3. stripTrailing()：去除字符串结尾空格
4. repeat()：重复指定次数字符串

这些方法的实现原理相对简单，主要是基于字符数组的操作。

对于strip()方法，它的实现过程就是先判断字符串长度是否为0，如果是直接返回空字符串。如果不是，则调用trim()方法将字符串首尾空格去除。

stripLeading()和stripTrailing()方法的实现也类似，只是在去除空格时只针对字符串开头或结尾进行操作。

而对于repeat()方法，其实现原理也较为简单，就是通过循环构造一个新字符串，重复指定次数传入的字符串即可。

需要注意的是，这些方法在Java中都是属于String类的方法，而不是字符数组的方法。在使用这些方法时应当注意空格的处理，以免产生问题。同时，使用repeat()方法时需要注意传入的字符串不为null，否则会抛出NullPointerException异常。

示例代码如下：

public class StringExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用strip()方法去除字符串首尾空格
        String str1 = "  Hello World!  ";
        String strippedStr1 = str1.strip();
        System.out.println(strippedStr1); // 输出: "Hello World!"

        // 使用stripLeading()方法去除字符串开头空格
        String str2 = "  Hello World!";
        String strippedLeadingStr2 = str2.stripLeading();
        System.out.println(strippedLeadingStr2); // 输出: "Hello World!"

        // 使用stripTrailing()方法去除字符串结尾空格
        String str3 = "Hello World!  ";
        String strippedTrailingStr3 = str3.stripTrailing();
        System.out.println(strippedTrailingStr3); // 输出: "Hello World!"

        // 使用repeat()方法重复指定次数字符串
        String str4 = "abc";
        String repeatedStr4 = str4.repeat(3);
        System.out.println(repeatedStr4); // 输出: "abcabcabc"
    }
}

6. 局部变量语法增强

JDK11引入的var关键字可以用于局部变量的类型推断，它可以让Java程序员在不牺牲代码可读性的情况下，更加简洁地定义局部变量。

在try-with-resources语句中使用var时，var关键字可以用于替换资源的类型声明。例如，下面是一个使用try-with-resources语句以及var关键字的例子：

try (var inputStream = new FileInputStream("input.txt")) {
    // Do something with the input stream
}

在上面的例子中，inputStream是用var关键字定义的局部变量。编译器将根据赋值表达式的类型来推断inputStream的类型，因此inputStream的类型将是文件输入流类FileInputStream的实际类型。

使用var关键字的好处是可以减少代码的冗余性，并且在一些情况下可以使代码更加清晰和易于理解。然而，需要注意的是，使用var关键字也可能会导致代码的可读性降低，特别是在代码较为复杂的情况下。

值得一提的是，var本质上只是一种语法糖，它并不会改变Java程序的运行时行为。在编译时，编译器会使用类型推断来确定变量的实际类型，并且在运行时，变量的类型与在声明语句中指定的类型相同。

下面是一个使用var关键字来定义局部变量的示例代码：

// 定义一个整型数组并初始化
var nums = new int[]{1, 2, 3, 4, 5};
// 遍历数组并输出每个元素的值
for (var num : nums) {
    System.out.println("数组元素为：" + num);
}

// 定义一个字符串并赋值
var message = "Hello, world!";
// 输出字符串长度
System.out.println("字符串长度为：" + message.length());

// 使用try-with-resources语句读取文件内容
try (var reader = new BufferedReader(new FileReader("input.txt"))) {
    String line = null;
    while ((line = reader.readLine()) != null) {
        // 处理文件内容
        System.out.println(line);
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

在上面的示例代码中，var关键字被用于定义整型数组、字符串和文件读取器等局部变量。使用var关键字可以让代码更加简洁，同时也能够使代码更加易于理解。需要注意的是，var关键字必须与初始化表达式一起使用，否则编译器无法推断变量的类型。同时，使用var关键字也不意味着放弃类型检查，编译器仍会对变量的类型进行检查，确保程序的类型安全性。

7. 空判断操作符

JDK11引入的空判断操作符“??”是一种简化处理空值的语法糖。在Java中，当一个变量的值为null时，我们通常需要使用if语句或者三目运算符来处理这种情况，这样会使代码变得冗长且不够简洁。

使用空判断操作符“??”可以更加方便地处理空值。如果一个变量的值为null，则表达式返回操作符右侧的值；如果一个变量的值不为null，则表达式返回操作符左侧的值。语法如下：

expression1 ?? expression2

其中，expression1为要进行空判断的变量或者表达式，expression2为expression1为空时所返回的默认值。

例如，我们可以使用空判断操作符来简化以下代码：

String str = getName();
if (str == null) {
    str = "Unknown";
}

可以改写为：

String str = getName() ?? "Unknown";

这样可以使代码更加简洁易懂。

在底层，空判断操作符的实现原理是利用了Java中的短路运算符。如果操作符左侧的表达式不为空，则右侧的表达式将不会被执行，避免了不必要的计算。

需要注意的是，空判断操作符只能用于引用类型，对于基本类型则无效。同时，在使用空判断操作符时也要注意保证代码的可读性和可维护性。如果使用不当，可能会导致代码变得晦涩难懂。

8. 集合工厂方法

JDK11引入了一组新的集合工厂方法，这些方法都是在java.util包下的静态方法。这些方法可以用来创建各种不同类型的集合对象，如List、Set、Map等。这些新的方法使得创建集合对象变得更加便捷和容易。下面我们来深入探讨这些集合工厂方法的工作原理和运行原理。

首先，这些集合工厂方法都是在java.util包下的静态方法，因此可以直接通过类名来调用。这些方法使用了Java 9中引入的工厂方法特性，它们都返回了不可变的集合对象。这些不可变的集合对象与传统的集合对象的最大区别在于它们不支持修改操作。如果尝试在不可变的集合对象上进行修改操作，将会抛出UnsupportedOperationException异常。

这些集合工厂方法的实现方案非常巧妙。它们都是调用了对应集合的构造方法，并将传入的元素转化为集合中存放的元素。例如，List.of方法就是调用了ArrayList的构造方法，并将传入的元素逐个添加到集合中。这样就可以快速地创建出一个新的集合对象。

这些集合工厂方法还有一个很重要的特点：它们都使用了可变参数。这意味着我们可以在创建集合对象时一次性添加多个元素。例如，List.of方法可以一次性添加多个元素，如List.of(“A”, “B”, “C”)就会创建一个包含三个元素的List集合对象。

示例代码：

创建一个包含多个元素的List集合对象：

List<String> list = List.of("A", "B", "C");

创建一个空的Set集合对象：

Set<Object> set = Set.of();

创建一个包含多个键值对的Map集合对象：

Map<String, Integer> map = Map.of("A", 1, "B", 2, "C", 3);

需要注意的是，由于这些集合对象都是不可变的，因此不能对其进行修改操作，否则会抛出UnsupportedOperationException异常。

总的来说，JDK11引入的这组新的集合工厂方法使创建集合对象变得更加便捷和简便。它们的实现方案巧妙，使用了Java 9中引入的工厂方法特性，并结合了可变参数。这使得我们可以快速地创建出各种类型的集合对象，并添加所需的元素。同时，这些集合工厂方法所创建的集合对象都是不可变的，这保证了程序的安全性和稳定性。

JDK17语言特性和API

JDK (Java Development Kit) 17 是 Java 的最新版本，于2021年9月发布。它包括了多种新的语言特性和 API。

一些 JDK 17 的主要特性和 API 如下：

1. Sealed Classes

Sealed Classes是Java 15中引入的一种新特性。它通过限制类和接口的可访问继承者，来增强类型检查和安全性。

在Java中，一个类可以被继承，也可以被其他的类实现。但是，有些情况下，我们希望限制这种继承和实现的方式，以达到更好的类型检查和安全性。这就是Sealed Classes的作用。

Sealed Classes有两个关键元素：sealed和permits。sealed用来声明一个类或接口是“密封”的，即只有在该类或接口中声明的类或接口才能继承或实现它。而permits用来声明所允许继承或实现的类或接口。

下面是一个使用Sealed Classes的Java代码示例：

public sealed class Vehicle permits Car, Truck {
    private String make;
    private String model;

    public Vehicle(String make, String model) {
        this.make = make;
        this.model = model;
    }

    public String getMake() {
        return make;
    }

    public String getModel() {
        return model;
    }
}

public final class Car extends Vehicle {
    private int numDoors;

    public Car(String make, String model, int numDoors) {
        super(make, model);
        this.numDoors = numDoors;
    }

    public int getNumDoors() {
        return numDoors;
    }
}

public final class Truck extends Vehicle {
    private int payloadCapacity;

    public Truck(String make, String model, int payloadCapacity) {
        super(make, model);
        this.payloadCapacity = payloadCapacity;
    }

    public int getPayloadCapacity() {
        return payloadCapacity;
    }
}

在这个示例中，Vehicle被声明为密封类，它只允许Car和Truck两个类继承它。Car和Truck分别表示汽车和卡车，它们都继承自Vehicle类，并且均具有自己的特性和方法。

通过使用Sealed Classes，我们可以在编写代码时限制继承和实现的方式，从而提高代码的类型检查和安全性。此外，使用Sealed Classes还可以使代码更加清晰易懂，易于维护和扩展。

Sealed Classes的引入，能够提供更为灵活、安全的类和接口的实现和继承方式。在代码编写和维护过程中，能够更好地避免一些潜在的类型错误和安全问题。

2. Pattern Matching for switch (Preview)

Java 14 引入了 Pattern Matching for switch (Preview) 功能，使得 switch 语句的功能更加强大。该功能基于模式匹配来执行条件分支，可以在 switch 语句中使用更复杂的条件判断，比如使用 instanceof 进行类型判断，以及使用表达式进行匹配。

使用 Pattern Matching for switch (Preview) 需要在 switch 语句中使用关键字 case，后接一个要匹配的模式，然后在箭头后面执行相应的操作。这种模式匹配的方式可以用于匹配对象类型、枚举类型以及其他类型。

例如，我们可以使用 Pattern Matching for switch (Preview) 来匹配一个 Object 对象：

public static void patternMatch(Object obj) {
    switch (obj) {
        case String str -> System.out.println("字符串: " + str);
        case Integer integer -> System.out.println("整数: " + integer);
        case List<?> list -> System.out.println("列表: " + list);
        default -> System.out.println("未知类型");
    }
}

在上述代码中，我们可以在每个 case 子句中使用箭头（->）来执行相应的操作。在这个例子中，我们可以根据传递的 obj 对象的类型来匹配不同的 case，对于 String 对象，我们输出 “字符串”，对于 Integer 对象，我们输出 “整数”，对于 List 对象，我们输出 “列表”，对于其他对象则输出 “未知类型”。

除了上述示例中的对象类型匹配，Pattern Matching for switch (Preview) 也可以用于枚举类型匹配，以及其他类型的匹配，比如通过定义自定义的模式进行匹配。

总之，Pattern Matching for switch (Preview) 是一种很实用的功能，可以让 switch 语句更加易用和灵活，可以根据不同的模式匹配来执行相应的操作。需要注意的是，该功能目前仍处于预览状态，如果要使用该功能需要在编译时添加相应的参数。

3. Records

Records是Java 16中引入的一种新功能，用于定义不可变的数据类。相比于传统的Java类，Records可以更简洁地定义一个数据类，同时也提供了更好的可读性和易用性。

实际上，Records可以看作是一种语法糖，它背后的实现原理还是基于Java类。Records通过自动生成基本的类方法（如equals、hashCode和toString等）来简化开发人员的工作，并且保证了数据类的不可变性。

Records使用关键字record来定义数据类，例如：

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

上面的代码定义了一个Person类，包含了两个属性：name和age。这个类是不可变的，即所有属性都是final的，并且没有setter方法。

在底层实现上，编译器会自动生成以下方法：

• 构造方法：用于初始化类的属性。
• equals：用于比较两个对象是否相等。
• hashCode：用于计算对象的哈希值。
• toString：用于将对象转换成字符串表示。

相比于传统的Java类，Records可以更简洁地定义一个数据类，同时也提供了更好的可读性和易用性。

在运行时，Records类和传统的Java类没有什么区别，都会被编译成字节码。但由于Records类是不可变的，所以它们可以更加安全地在多线程环境下使用。

下面是一个简单的例子：

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

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person person1 = new Person("Alice", 25);
        Person person2 = new Person("Bob", 30);

        System.out.println(person1); // 输出：Person[name=Alice, age=25]
        System.out.println(person2); // 输出：Person[name=Bob, age=30]
        System.out.println(person1.equals(person2)); // 输出：false
    }
}

在上面的例子中，我们定义了一个名为Person的Records类，该类包含两个属性：name和age。Person类是不可变的，因此我们无法更改其属性值。

然后，在main方法中，我们创建了两个Person对象person1和person2，分别传入不同的name和age值。接下来，我们使用System.out.println打印了每个对象的字符串表示，并调用person1.equals(person2)方法进行比较。

可以看到，Records类确实简化了代码的编写，同时也保证了不可变性和多线程安全性。

总的来说，Records可以帮助开发人员更轻松地定义不可变的数据类，提高代码的可读性和易用性。它背后的实现原理是基于Java类，通过自动生成基本的类方法来简化开发人员的工作，并且保证了数据类的不可变性。

4. Vector API (Incubator)

JDK 17 引入了一个新的向量 API，它可以加速数值计算和科学计算等任务。Vector API 是 JDK 17 新引入的一种向量计算 API，它提供了一种新的方法来加速数值和科学计算。Vector API 可以利用现代 CPU 中的 SIMD（Single Instruction Multiple Data，单指令多数据流）指令集来执行向量计算操作，从而在同一时钟周期内处理多个数据元素，提高计算效率。

在编写 Vector API 代码时，需要使用 Vector 类型来代表数据向量，Vector 类型会自动利用 SIMD 指令集来执行计算，从而提高计算效率。Vector API 支持的数据类型包括整型、浮点型和双精度浮点型，可以进行基本算术运算、比较运算、逻辑运算等。

Vector API 在实现时使用了一些底层技术，例如自动向量化、数据对齐、数据预取等，以提高向量计算的效率。同时，Vector API 还提供了一些优化方法，例如内存重用、对齐、掩码等，可以进一步提高计算效率。

以下是使用 Vector API 进行基本加法操作的示例代码：

import java.util.Arrays;
import jdk.incubator.vector.FloatVector;

public class VectorAddition {
   public static void main(String[] args) {
      // 创建两个长度为 8 的浮点型数组
      float[] a = new float[8];
      float[] b = new float[8];

      // 用随机值填充数组
      for (int i = 0; i < a.length; i++) {
         a[i] = (float) Math.random();
         b[i] = (float) Math.random();
      }

      // 将数组转换为向量
      var va = FloatVector.fromArray(a, 0);
      var vb = FloatVector.fromArray(b, 0);

      // 向量相加
      var vc = va.add(vb);

      // 将结果数组转换为普通数组
      float[] c = new float[8];
      vc.intoArray(c, 0);

      // 打印结果数组
      System.out.println(Arrays.toString(c));
   }
}

在这个示例中，我们创建了两个长度为 8 的浮点型数组 a 和 b，并用随机值填充了它们。我们使用 FloatVector.fromArray 方法将这两个数组转换为向量，然后使用 add 方法进行向量加法，得到一个新的结果向量 vc。最后，我们将 vc 中的值转换为数组 c，然后打印出来。在这个过程中，向量操作会自动利用 SIMD 指令集来执行计算，从而提高计算效率。

总的来说，Vector API 是一种新的向量计算 API，它可以利用 SIMD 指令集来加速数值和科学计算。它提供了一种新的方法来编写高效的向量计算代码，可以大幅提高计算效率。同时，在实现时，它还使用了一些底层技术和优化方法，可以进一步提高向量计算的效率。

5. Strongly Encapsulate JDK Internals

Strongly Encapsulate JDK Internals 是指在Java 9 中增强了JDK内部的封装。在Java 9之前，开发人员可以直接访问JDK内部的API，并且可以在代码中使用它们。这种访问方式存在一些安全隐患，同时也会使得JDK内部的API难以升级和修改。

为了提高JDK的安全性和可维护性，Java 9 引入了 Strongly Encapsulate JDK Internals。这种方法强制封装 JDK 内部的 API，即使开发人员尝试访问这些API，编译器也会拒绝该操作。这意味着开发人员必须使用公共的API来与JDK进行交互，而不能使用JDK内部的API。

这种封装技术的实现是通过模块系统来实现的。Java 9 引入了可重用性更好、更安全的模块系统。模块系统将JDK划分为一个个模块，每个模块都有自己的私有API和公共API。只有公共 API 才能被其他模块访问。模块系统可以确保 JDK 内部的 API 只能在其对应的模块中使用。

在Java 9之后，开发人员如果需要使用JDK内部的API，必须使用反射API。反射API提供了一种机制，可以在运行时通过名称来访问私有API。但是，反射API仍然存在一些安全隐患，因此使用它时要格外小心。

示例代码：

在Java 9之前，我们可以直接访问JDK内部的API，例如：

import sun.security.x509.X500Name;

public class MyClass {
    public static void main(String[] args) {
        X500Name name = new X500Name("CN=Test");
        System.out.println(name.getCommonName());
    }
}

在Java 9中，如果我们尝试访问JDK内部的API，编译器会拒绝该操作:

import sun.security.x509.X500Name; // compile error

public class MyClass {
    public static void main(String[] args) {
        X500Name name = new X500Name("CN=Test"); // compile error
        System.out.println(name.getCommonName()); // compile error
    }
}

如果我们需要使用JDK内部的API，可以使用反射API:

import java.lang.reflect.Method;

public class MyClass {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> clazz = Class.forName("sun.security.x509.X500Name");
        Object obj = clazz.getDeclaredConstructor(String.class).newInstance("CN=Test");
        Method method = clazz.getDeclaredMethod("getCommonName");
        System.out.println(method.invoke(obj));
    }
}

总之，Strongly Encapsulate JDK Internals 通过增强JDK内部封装来提高JDK的安全性和可维护性。这种技术通过模块系统来实现，并且强制要求开发人员只能通过公共API来访问JDK。

6. Foreign Function & Memory API (Incubator)

Foreign Function & Memory API 是 JDK 17 的一个新特性，它可以在 Java 中直接调用 C 和 C++ 库的函数，并且可以直接访问 C 和 C++ 的内存。这使得Java程序员可以更加方便地与其他语言交互，不再需要使用 JNI（Java Native Interface）来进行交互操作，而且这个新的 API 在性能和效率上也有所提升。

在Java中使用 Foreign Function & Memory API，需要用到以下的一些接口：

1. MemorySegment：用于描述一块本地内存的一段，它可以从本地内存中分配一段连续的内存，并且可以对这段内存进行操作。

2. MemoryAddress：一个内存地址，可以用来访问本地内存，并且可以将Java对象的引用转换为本地内存地址。

3. FunctionDescriptor：一个函数描述符，可以描述一个C/C++函数的签名和参数列表，用来调用本地库中的函数。

使用 Foreign Function & Memory API 进行交互操作的步骤如下：

1. 创建一个 MemorySegment，用于存储本地内存，并且可以将其转换为 MemoryAddress。

2. 将 Java 对象的引用转换为 MemoryAddress，并将其写入到本地内存中。

3. 通过 FunctionDescriptor 描述一个本地库函数的签名和参数列表。

4. 通过 FunctionDescriptor 调用本地库函数，并传递参数，同时从本地内存读取结果。

值得注意的是，使用 Foreign Function & Memory API 进行交互操作需要谨慎处理内存和资源的释放问题，因为在Java中有一套内存管理机制，而在 C 和 C++ 中则需要手动管理内存和资源的释放。同时，由于这个API是jdk 17的一个新特性，它还处于孵化阶段，所以在使用时可能会遇到一些问题和限制。

以下为使用 Foreign Function & Memory API 调用本地 C 库函数的 Java 代码示例：

import jdk.incubator.foreign.*;

public class Example {

    // 定义一个函数签名和参数列表的描述符
    static final FunctionDescriptor sumDescriptor = CLinker.C_POINTER
            .functionDescriptor("sum", CLinker.C_INT, CLinker.C_INT, CLinker.C_INT);

    public static void main(String[] args) {
        try (var scope = ResourceScope.newConfinedScope()) {
            // 通过 MemorySegment 分配一块本地内存
            MemorySegment argSegment = CLinker.allocate(scope, CLinker.C_INT.byteSize() * 2);

            // 将 Java 对象的引用转换为 MemoryAddress，并将其写入到本地内存中
            int a = 1;
            int b = 2;
            argSegment.asSegment().copyFrom(MemorySegment.ofArray(new int[]{a, b}));

            // 通过 FunctionDescriptor 调用本地库函数，并传递参数，同时从本地内存读取结果
            try (var linker = CLinker.getInstance()) {
                // 获得本地库函数的指针
                CLinker.CLinkerOptions options = new CLinker.CLinkerOptions();
                options.set("library", "libexample.so");  // 设置 C 库的文件名
                var address = linker.linkFunction(sumDescriptor, "sum", options);

                // 将 MemoryAddress 转换为相应的 Java 类型
                var sumFunc = address.nativeFunction(CLinker.C_INT, sumDescriptor);

                // 调用本地库函数，并获得结果
                int result = (int) sumFunc.executeVarargs(argSegment.address());

                // 输出结果
                System.out.println("sum of " + a + " and " + b + " is: " + result);
            }
        }
    }
}

其中，本地 C 库的示例代码如下：

// example.c
int sum(int a, int b) {
    return a + b;
}

编译生成动态链接库的命令为：

gcc -shared -o libexample.so example.c

总之，Foreign Function & Memory API 为Java程序员提供了一种更加方便和高效的与 C 和 C++ 库交互的方法，同时也为Java语言的更多应用场景提供了更加广阔的可能性。

7. New Socket API

新的 Socket API 是 Java SE 9 中引入的一个重要更新。它增强了 Java 网络编程的效率和可靠性，具体来说，它主要涉及以下三个方面：

1. 支持基于异步 I/O 的编程模型。新的 Socket API 引入了一系列新的异步 I/O 类，包括 AsynchronousServerSocketChannel、AsynchronousSocketChannel、CompletionHandler 等，这些类允许开发者使用回调函数的方式处理 I/O 操作，从而实现高效、响应式的异步编程。

2. 提供更好的网络安全性。新的 Socket API 支持 TLSv1.3、OCSP Stapling 等最新的网络安全协议和技术，可以更好地保护网络通信的安全性。

3. 提高了网络编程的可靠性。新的 Socket API 引入了一个新的协议选择器，可以帮助开发者更好地选择网络协议，从而提高程序的运行效率和可靠性。

从底层来看，新的 Socket API 对 Java NIO 进行了深度改进和扩展，提供了更多的异步 I/O、内存映射文件、字符集转换等功能，从而实现更高效、更可靠的网络编程。

以下是Java代码示例，实现了一个简单的异步Socket服务器：

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.AsynchronousServerSocketChannel;
import java.nio.channels.AsynchronousSocketChannel;
import java.nio.channels.CompletionHandler;

public class AsyncSocketServer {

    private static final int BUFFER_SIZE = 1024;
    private AsynchronousServerSocketChannel serverSocketChannel;

    public void start() throws IOException {
        serverSocketChannel = AsynchronousServerSocketChannel.open();
        serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress("localhost", 8080));
        serverSocketChannel.accept(null, new CompletionHandler<AsynchronousSocketChannel, Void>() {
            @Override
            public void completed(AsynchronousSocketChannel socketChannel, Void attachment) {
                serverSocketChannel.accept(null, this); // continue accepting new connections
                handle(socketChannel);
            }

            @Override
            public void failed(Throwable exc, Void attachment) {
                System.out.println("Failed to accept new connection: " + exc.getMessage());
            }
        });
    }

    private void handle(AsynchronousSocketChannel socketChannel) {
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(BUFFER_SIZE);
        socketChannel.read(buffer, null, new CompletionHandler<Integer, Void>() {
            @Override
            public void completed(Integer bytesRead, Void attachment) {
                if (bytesRead == -1) { // connection closed
                    try {
                        socketChannel.close();
                    } catch (IOException e) {
                        System.out.println("Failed to close connection: " + e.getMessage());
                    }
                    return;
                }
                buffer.flip();
                byte[] data = new byte[bytesRead];
                buffer.get(data);
                System.out.println("Received: " + new String(data));
                buffer.clear();
                socketChannel.write(ByteBuffer.wrap("Hello World".getBytes()), null, this);
            }

            @Override
            public void failed(Throwable exc, Void attachment) {
                System.out.println("Failed to read data from connection: " + exc.getMessage());
                try {
                    socketChannel.close();
                } catch (IOException e) {
                    System.out.println("Failed to close connection: " + e.getMessage());
                }
            }
        });
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        AsyncSocketServer server = new AsyncSocketServer();
        server.start();
        System.out.println("Server started");
    }
}

这个服务器使用AsynchronousServerSocketChannel来异步地接收新的连接，并使用CompletionHandler处理读取和写入数据。在读取完成后，服务器会将“Hello World”作为响应写回客户端。这种异步编程模型可以大大提高服务器的并发处理能力和响应速度。

总体来说，新的 Socket API 是对传统 Socket API 的一次重要升级和优化，它使得 Java 网络编程变得更加高效、响应式和安全。对于需要开发高性能、高可靠性网络应用的开发者来说，这是一个非常重要的改进。

8. Enhanced Pseudo-Random Number Generators

Enhanced Pseudo-Random Number Generators (EP-RNGs)是一种新的伪随机数生成器，它比传统的伪随机数生成器更有效，更安全。EP-RNGs使用更复杂的算法来生成随机数，这些算法可以更好地避免出现可预测的模式，从而提高了生成的随机数的质量。

在Java中，Random类是一个常用的伪随机数生成器，它的工作原理是基于线性同余法，即通过对一个种子数进行一系列的数学计算，生成随机数。然而，这种方法容易受到外部攻击，因为一旦攻击者知道了种子数，就可以预测随机数的生成结果。因此，在Java中，SecureRandom类提供了更安全的随机数生成器，其中使用了更复杂的算法，包括SHA1PRNG和NativePRNG。

EP-RNGs在Java中的实现可以采用类似于SecureRandom类的方式，使用更复杂的算法来生成随机数。EP-RNGs可以使用密码学安全的哈希函数，或者使用更高级的密码学算法，如AES、Salsa20等。这些算法具有更高的安全性和更好的性能，可以生成更高质量的随机数。

EP-RNGs的运行原理是基于算法的复杂度和种子的随机性。EP-RNGs使用更复杂的算法来消除可预测的模式，同时还需要更高质量的随机种子。种子可以来自于内部熵源，也可以来自外部设备，如鼠标或键盘输入等。EP-RNGs使用这些种子来初始化算法，并在生成随机数时使用它们。

EP-RNGs的优点在于它们可以生成更高质量的随机数，这对于密码学、模拟和科学计算等领域至关重要。此外，它们还可以提高安全性，因为它们比传统的伪随机数生成器更难以预测。缺点是它们的复杂度更高，并且可能需要更长的时间来生成随机数。

以下是一个简单的Java代码示例，展示如何使用SecureRandom类生成伪随机数：

import java.security.SecureRandom;

public class RandomNumberGenerator {
    public static void main(String[] args) {
        SecureRandom random = new SecureRandom();
        byte[] bytes = new byte[16];
        random.nextBytes(bytes);
        System.out.println("Random bytes: " + bytes);
    }
}

在这个示例中，我们创建了一个SecureRandom对象，并使用它生成一个长度为16字节的随机数。使用nextBytes()方法，我们从随机数生成器中获取随机字节，并将它们存储在一个byte数组中。最后，我们将随机生成的字节输出到控制台。

请注意，这只是一个简单的示例，实际上在使用伪随机数生成器时需要考虑应用程序的需要和安全性等因素。

在Java中，开发人员可以根据应用程序的需要选择不同的伪随机数生成器，包括Random、SecureRandom和EP-RNGs。开发人员应该考虑安全性、性能和随机数的质量等因素来选择适合自己的伪随机数生成器。

9. Deprecate the Applet API

Applet API是Java提供的一种方式，可以在Web浏览器中运行Java应用程序。它最初是在1990年代早期推出的，并且在那个时候非常流行。然而，随着Web技术不断发展，现代Web开发使用了其他技术来实现相似的功能，如HTML5、JavaScript以及CSS等。

由于Applet API已经过时，Java SE Development Kit 17 (JDK 17)决定废弃它。这意味着，未来版本的JDK将不再支持该API，并且Java开发人员需要使用其他替代方案来实现Web应用程序。这对于那些仍在使用Applet API的企业和开发人员来说，可能需要做出一些修改和改变，以适应这个新的现实。

这个决定的背后，是Java开发团队积极推动现代Web技术的发展，以促进Web应用程序的可靠性、速度和易用性。在JDK 17之前，Applet API已经被标记为“不推荐使用”，这意味着开发人员需要谨慎使用，因为未来版本的JDK可能会不再支持它。

从技术角度来看，Applet API早已失去了其竞争力。新的Web技术（如HTML5、JavaScript和CSS等）比Applet API更为强大，并且具有更高的性能和更好的安全性。因此，Java团队建议开发人员使用这些技术来实现Web应用程序。

Java开发人员需要逐渐摆脱使用Applet API，并采用现代Web技术来实现Web应用程序。以下是一个简单的Java代码示例，使用HTML5和JavaScript来替代Applet API，在Web浏览器中运行Java应用程序：

DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>Java Applet Replacementtitle>
  <meta charset="UTF-8">
head>
<body>
  <h1>Java Applet Replacementh1>
  <p>This is a replacement for Java applets using modern web technologies.p>
  
  <script type="text/javascript">
    // Load and run the Java application using JNLP (Java Network Launching Protocol)
    function launchJavaApp() {
      var attributes = {
        codebase: 'http://example.com/java/',
        code: 'com.example.JavaApp',
        archive: 'JavaApp.jar',
        width: '500',
        height: '500'
      };
      var parameters = {
        foo: 'bar',
        baz: 'qux'
      };
      deployJava.runApplet(attributes, parameters, '1.7');
    }
  script>

  <button onclick="launchJavaApp()">Launch Java Appbutton>

body>
html>

上面的代码示例使用JavaScript和HTML5来加载和运行Java应用程序。其中属性（如codebase、code和archive）指定Java应用程序的位置和名称，并且可以与页面参数（如foo和baz）一起传递给Java应用程序。此外，deployJava.runApplet()函数启动Java应用程序，使用1.7版本的Java插件。

需要注意的是，Java开发人员需要在使用现代Web技术的同时保持其应用程序的可靠性、速度和安全性。可以使用各种Web开发框架和工具，如React、Angular、Vue.js、Node.js等来开发Web应用程序，并且需要遵循最佳实践和安全准则，以确保应用程序的安全性。

总的来说，废弃Applet API是Java社区朝着现代化Web发展的重要一步。即使这对于那些仍在使用它的开发人员来说是一个挑战，但是它将促进Java生态系统的发展，并推动更多的企业和开发人员使用现代Web技术来实现其应用程序。

这些新特性和 API 的出现使得开发人员可以更加高效、安全、准确地编写 Java 程序。同时，也推动了 Java 语言在未来的发展。