Java Record 详解

一、Record 的诞生背景

Java 的 Record（记录类）是 Java 14 引入的预览特性，于 Java 16 正式标准化。其设计初衷是简化不可变数据类的定义，解决传统 POJO 类中大量样板代码（如构造器、getter、equals、hashCode、toString 等）的问题。例如，一个简单的 Person 类在传统写法中需要 30+ 行代码，而用 Record 只需一行。

传统类 vs Record 类：

// 传统 POJO（30+ 行）
public class Person {
    private final int id;
    private final String name;
    // 构造器、getter、equals、hashCode、toString...
}

// Record 等效实现（1 行）
public record Person(int id, String name) {}

通过 Record，开发者可以专注于数据本身，而非重复的模板代码。

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二、Record 的核心特性

1. 不可变性

   • Record 的所有字段默认是 final 的，创建后不可修改，天然线程安全。
   • 适用于 DTO、配置项等需要数据一致性的场景。

2. 自动生成方法

   • 编译器自动生成以下方法：
     • 全参构造器
     • 字段访问器（如 id()、name()，而非 getId()）
     • equals()、hashCode()、toString()。

3. 简洁语法

   • 使用 record 关键字定义，语法紧凑：

     public record Point(int x, int y) {}
     

4. 限制性设计

   • Record 类是隐式 final 的，不可被继承。
   • 不能声明非静态实例字段（仅允许通过参数列表定义字段）。

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三、Record 的基本用法

1. 定义与实例化

public record User(String username, String email) {}

// 实例化
User user = new User("Alice", "[email protected]");
System.out.println(user.username()); // 输出 "Alice"

2. 自定义方法

Record 允许添加自定义方法：

public record Circle(double radius) {
    // 计算面积
    public double area() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

3. 参数校验（紧凑构造器）

通过紧凑构造器实现字段校验：

public record Email(String address) {
    public Email {
        if (!address.contains("@")) {
            throw new IllegalArgumentException("Invalid email");
        }
    }
}

4. 实现接口与泛型

Record 可以实现接口，支持泛型：

public record Pair<T, U>(T first, U second) implements Serializable {
    public String toJson() {
        return "{ \"first\": \"" + first + "\", \"second\": \"" + second + "\" }";
    }
}

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四、Record 的进阶应用

1. 替代 DTO/VO

   • 快速定义 API 响应模型：

     public record ApiResponse<T>(int code, String message, T data) {}
     

2. 模式匹配（Java 17+）

   • 结合 instanceof 解构数据：

     Object obj = new Point(3, 4);
     if (obj instanceof Point(int x, int y)) {
         System.out.println("坐标: (" + x + ", " + y + ")");
     }
     

3. 数据库映射

   • 简化 JDBC 结果集处理：

     try (ResultSet rs = statement.executeQuery()) {
         return new User(rs.getInt("id"), rs.getString("name"));
     }
     

4. 函数式编程

   • 作为轻量级元组（如 Pair、Triple）：

     record Pair<A, B>(A first, B second) {}
     List<Pair<String, Integer>> pairs = List.of(new Pair<>("Java", 1995));
     

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五、Record 与 Lombok 的对比

特性	Record	Lombok
不可变性	默认支持	需手动添加 final
代码生成	语言原生支持	依赖注解处理器
模式匹配	完全兼容	不支持
兼容性	需 JDK 16+	兼容旧版本
可变性	不可变	支持可变类（如 @Data）

选择建议：

• 优先 Record：需不可变类、使用模式匹配或 JDK 16+ 环境。
• 选择 Lombok：需可变类或兼容旧代码。

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六、注意事项

1. 不可继承性

   • Record 不能继承其他类（隐式继承 java.lang.Record）。

2. 字段限制

   • 所有字段必须通过参数列表声明，不支持动态添加实例字段。

3. 序列化

   • 需显式实现 Serializable 接口。

4. 框架兼容性

   • 部分框架（如旧版 Spring）可能需适配 Record 类型。

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七、未来展望

• 模式匹配增强：与 sealed class 结合，构建更严格的类型系统。
• 框架整合：Spring 等框架或默认支持 Record 作为数据载体。
• 函数式扩展：与 Stream、Optional 深度结合，提升代码表现力。

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总结

Java Record 通过极简语法和不可变性，显著减少了数据类的样板代码，同时提升了代码安全性和可维护性。其适用于 DTO、模式匹配、函数式编程等场景。