Java17新增特性

前言

前面的文章，我们对Java9、Java10、Java11、Java12 、Java13、Java14、Java15、Java16 的特性进行了介绍，对应的文章如下

Java9新增特性

Java10新增特性

Java11新增特性

Java12新增特性

Java13新增特性

Java14新增特性

Java15新增特性

Java16新增特性

今天我们来一起看一下Java17这个版本的一些重要信息

版本介绍

Java 17 是 Java 平台的一个新版本，于 2021 年 9 月 14 日发布。这个版本是在 Java 11 之后的下一个主要版本，Java 17 是一个功能丰富的版本，引入了一些新的特性和改进，旨在提高安全性、性能和可维护性。

特性列表

• 默认的加密算法 ：Java 17 引入了一组新的默认加密算法，包括 AES-GCM 和 SHA-256。这些算法比以前的默认算法更安全，提供了更好的加密性能。

• ZGC 和 Sharding 增强 ：Java 17 对 ZGC（Z Garbage Collector）进行了改进，增加了对非堆内存的支持，并改进了并行处理能力。此外，Java 17 还引入了堆内存分片的概念，可以将堆内存分成多个片段，以更好地适应不同类型的工作负载。

• JDK 预编译 ：Java 17 引入了 JDK (Java Development Kit) 预编译功能。这个功能可以在开发过程中提前预编译 Java 类，从而加快应用程序的启动速度。

• 外部化配置 ：Java 17 引入了外部化配置的特性，允许将配置信息存储在外部文件中，而不是硬编码在应用程序中。这个特性可以让开发人员更容易地管理和维护应用程序的配置。

• 支持 Applet API ：Java 17 再次支持 Applet API，这个 API 可以让开发人员在网页中嵌入 Java 应用程序。虽然这个 API 的使用场景已经减少了很多，但对于一些特定的应用场景来说，它仍然是有用的。

• JDK 17 引入了新的 JIT（Just In Time）编译器 ：Graal。这个编译器是由 Oracle 开发的，可以更有效地编译 Java 代码，提高运行时的性能。

• Java 17 移除了 javah 工具（用于生成 C 语言头文件） ： 这个工具已经不再被推荐使用，因为它的功能已经被其他工具所取代。

• Java 17 引入了新的 API : 提供了 jdk.incubator.vector 来用于矢量计算。这个 API 可以更高效地处理向量化的数据操作。

• Java 17 引入了 instanceof 的模式匹配转正 : 这个特性可以让开发者更方便地使用 instanceof 运算符进行模式匹配。

• Java 17 移除了 RMI（Remote Method Invocation） ：这个特性已经被废弃，被其他的远程调用技术所取代。

• Java 17 引入了 sealed 类（密封类） ： 这个特性可以让开发者定义不能被继承或者不能被实现的类，从而增加代码的安全性和可维护性。

• Records（记录） ：Java 17引入了记录，这是一种新的数据类语法，可以更方便地创建数据密集型对象。记录会自动生成getter、setter方法和equals()、hashCode()等方法，使得编写简单的POJO类变得更加容易。

• Text Blocks（文本块）：Java 17引入了文本块，这是一种新的字符串语法，可以更方便地处理多行字符串。使用三重引号（“”"）可以定义一个文本块，并自动去除首尾的空白字符。

• Switch Expressions（开关表达式） ：Java 17引入了开关表达式，这是一种新的switch语句语法，可以使代码更加简洁和易读。开关表达式使用“switch (expression) { cases }”的语法，其中cases可以是常量、变量或表达式。

代码示例

• 如何使用Java 17中引入的局部类型推断特性：

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = new ArrayList<>();
        names.add("Alice");
        names.add("Bob");
        names.add("Charlie");
        
        for (var name : names) {
            System.out.println(name);
        }
    }
}

在上面的代码中，我们使用了局部类型推断特性来定义了一个类型为ArrayList的变量names。在for循环中，我们使用了“var”关键字来定义一个可以自动推断类型的迭代变量name。在循环体中，我们使用System.out.println()函数打印每个name的值。

• Java 17新特性的代码示例：

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.stream.Collectors;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = new ArrayList<>();
        names.add("Alice");
        names.add("Bob");
        names.add("Charlie");
        
        // 使用密封类和switch表达式
        switch (names) {
            case ArrayList al -> System.out.println("ArrayList: " + al);
            case LinkedList ll -> System.out.println("LinkedList: " + ll);
            default -> System.out.println("Other List implementation");
        }
        
        // 使用记录和文本块
        class Person {
            String name;
            int age;
            
            Person(String name, int age) {
                this.name = name;
                this.age = age;
            }
            
            @Override
            public String toString() {
                return "Person{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}';
            }
        }
        
        Person alice = new Person("Alice", 30);
        Person bob = new Person("Bob", 25);
        Person charlie = new Person("Charlie", 35);
        
        List<Person> people = List.of(alice, bob, charlie);
        List<Person> filteredPeople = people.stream()
                                           .filter(person -> person.age > 30)
                                           .collect(Collectors.toList());
        
        // 使用模式匹配和instanceof的例子
        Object obj = "Hello World";
        if (obj instanceof String str) { // instanceof模式匹配，注意这里的语法变化！
            System.out.println("String value: " + str);
        } else {
            System.out.println("Not a String value");
        }
    }
}

• 密封类和记录的更详细示例代码：

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.stream.Collectors;
// 定义一个密封类
sealed class Animal {
    String name;
    int age;
    
    public Animal(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    @Override
    public String toString() {
        return "Animal{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}';
    }
}
// 定义一个密封子类
final class Dog extends Animal {
    String breed;
    
    public Dog(String name, int age, String breed) {
        super(name, age);
        this.breed = breed;
    }
    
    @Override
    public String toString() {
        return "Dog{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + ", breed='" + breed + '\'' + '}';
    }
}
// 定义一个密封子类
final class Cat extends Animal {
    String color;
    
    public Cat(String name, int age, String color) {
        super(name, age);
        this.color = color;
    }
    
    @Override
    public String toString() {
        return "Cat{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + ", color='" + color + '\'' + '}';
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Animal> animals = new ArrayList<>();
        animals.add(new Dog("Spot", 5, "Golden Retriever"));
        animals.add(new Cat("Fluffy", 3, "White"));
        animals.add(new Animal("Elephant", 10)); // 非密封类实例化时不需要显式声明类名，直接使用Animal类即可。
        animals.add(new Dog("Rex", 8, "Poodle")); // 同上，可以继续实例化其他密封类的子类。
        animals.add(new Cat("Blackie", 5, "Black")); // 同上，可以继续实例化其他密封类的子类。
        animals.add(new Animal("Lion", 10)); // 非密封类实例化时不需要显式声明类名，直接使用Animal类即可。
        animals.add(new Dog("Spike", 12, "Bulldog")); // 同上，可以继续实例化其他密封类的子类。
        animals.add(new Animal("Tiger", 8)); // 非密封类实例化时不需要显式声明类名，直接使用Animal类即可。
        animals.add(new Animal("Penguin", 5)); // 非密封类实例化时不需要显式声明类名，直接使用Animal类即可。
        animals.add(new Dog("Lucy", 10, "Poodle")); // 同上，可以继续实例化其他密封类的子类。同时也可以看出，密封类不能被子类化，因此Dog和Cat都是Animal的最终子类。

密封类可以限制继承，只能被密封子类继承，不能被非密封类继承。
密封类的实例化必须显式声明类名，而非密封类则不需要。
记录是一种简化数据模型的方式，可以方便地定义和操作具有固定字段的数据结构。

总结

Java 17是Java的一个较新的版本，它有很多新特性和改进，可以提供更好的性能和更丰富的功能。然而，是否适合用于生产环境还需要根据具体情况进行评估。
在生产环境中，稳定性和可靠性是最重要的因素之一。Java 17可能还处于测试阶段，因此建议在生产环境中使用已经经过广泛验证的版本，如Java 8或Java 11。这些版本已经得到了社区的广泛支持和维护，具有更好的稳定性和可靠性。
另外，在选择Java版本时，还需要考虑与现有系统和应用的兼容性问题。如果现有的系统和应用都是基于较旧的Java版本开发的，那么升级到Java 17可能会导致兼容性问题。在这种情况下，建议在生产环境中继续使用与现有系统和应用兼容的Java版本。
总之，Java 17具有很多新特性和改进，但是否适合用于生产环境还需要根据具体情况进行评估。建议在生产环境中使用已经经过广泛验证的Java版本，以确保稳定性和可靠性。

拓展

AES-GCM

AES-GCM是高级加密标准（AES）的一种工作模式，全称是Galois/Counter Mode。它是一种有效的authenticated encryption算法，无需额外的认证算法，AES-GCM自带认证功能，可以同时完成加密和认证。
AES-GCM模式的主要特点有：

• 基于AES算法，使用AES的密码块进行加密操作。
• 使用Galois字段上的乘法进行认证，可以有效防止修改和重放攻击。
• 使用计数器（Counter）来避免在加密相同的明文时产生相同的密文，增强安全性。
• 认证标签长度较短（只有16字节），性能和带宽开销小。

AES-GCM模式是目前比较流行和高效的authenticated encryption算法，已被TLS、IPsec、MACsec等大量安全协议采用，在云计算、物联网和5G等领域有广泛的应用。

SHA-256

SHA-256是一种安全散列算法，它使用哈希函数来生成固定长度的摘要。SHA-256是SHA-2的一种，是专为防止密码破解而设计的。
SHA-256的特点包括：

• 安全性：SHA-256算法具有很高的安全性，可以抵御暴力破解和字典攻击等攻击方式。
• 唯一性：SHA-256算法生成的哈希值是唯一的，对于不同的输入数据，即使是微小的差异，也会产生完全不同的哈希值。
• 不可逆性：SHA-256算法是不可逆的，也就是说，无法从哈希值还原出原始数据。
• 长度固定：SHA-256算法生成的哈希值长度固定为256位，不会因为输入数据的长度而变化。
  SHA-256被广泛应用于密码学、数据完整性验证和数字签名等领域。