Java15有哪些新特性

发布时间：2021-11-24 16:01:28 作者：iii
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Java 15有哪些新特性

Java 15于2020年9月15日正式发布，作为Java平台的最新版本，它带来了许多新特性和改进。本文将详细介绍Java 15中的新特性，帮助开发者更好地理解和应用这些新功能。

1. 密封类（Sealed Classes） - JEP 360

密封类是Java 15中引入的一个重要特性，它允许开发者控制哪些类可以继承或实现某个类或接口。通过密封类，开发者可以更精确地控制类的继承层次结构，从而提高代码的安全性和可维护性。

1.1 密封类的定义

密封类通过sealed关键字来定义，并且需要指定允许继承或实现的子类。以下是一个简单的密封类示例：

public sealed class Shape permits Circle, Square, Rectangle {
    // 类定义
}

public final class Circle extends Shape {
    // 类定义
}

public final class Square extends Shape {
    // 类定义
}

public final class Rectangle extends Shape {
    // 类定义
}

在这个例子中，Shape类被声明为密封类，并且只允许Circle、Square和Rectangle这三个类继承它。

1.2 密封类的优势

增强类型安全性：通过限制类的继承层次结构，密封类可以减少意外的子类化，从而增强类型安全性。
简化模式匹配：密封类与模式匹配（Pattern Matching）结合使用，可以简化代码逻辑，减少错误。
提高代码可读性：密封类使得类的继承关系更加明确，提高了代码的可读性和可维护性。

2. 隐藏类（Hidden Classes） - JEP 371

隐藏类是Java 15中引入的另一个重要特性，它允许在运行时动态创建类，并且这些类不会被其他类直接访问。隐藏类主要用于框架和库的开发，可以在不暴露内部实现的情况下动态生成类。

2.1 隐藏类的定义

隐藏类通过Lookup.defineHiddenClass方法来定义，以下是一个简单的隐藏类示例：

import java.lang.invoke.MethodHandles;
import java.lang.invoke.MethodHandles.Lookup;

public class HiddenClassExample {
    public static void main(String[] args) throws Throwable {
        Lookup lookup = MethodHandles.lookup();
        byte[] classBytes = // 类的字节码
        Class<?> hiddenClass = lookup.defineHiddenClass(classBytes, true).lookupClass();
        // 使用隐藏类
    }
}

在这个例子中，defineHiddenClass方法用于动态创建一个隐藏类，并且这个类不会被其他类直接访问。

2.2 隐藏类的优势

动态类生成：隐藏类允许在运行时动态生成类，适用于需要动态生成代码的场景。
封装性：隐藏类不会被其他类直接访问，从而提高了代码的封装性和安全性。
减少类加载开销：隐藏类的加载和卸载更加高效，减少了类加载的开销。

3. 文本块（Text Blocks） - JEP 378

文本块是Java 15中引入的一个新特性，它允许开发者以更简洁的方式定义多行字符串。文本块通过三个双引号（"""）来定义，可以避免传统字符串中的转义字符和换行符的繁琐处理。

3.1 文本块的定义

以下是一个简单的文本块示例：

public class TextBlockExample {
    public static void main(String[] args) {
        String textBlock = """
            This is a text block.
            It spans multiple lines.
            No need for escape characters.
            """;
        System.out.println(textBlock);
    }
}

在这个例子中，文本块"""用于定义一个多行字符串，避免了传统字符串中的转义字符和换行符的繁琐处理。

3.2 文本块的优势

简化多行字符串的定义：文本块使得多行字符串的定义更加简洁和直观。
减少转义字符的使用：文本块避免了传统字符串中需要使用转义字符的情况，提高了代码的可读性。
支持格式化：文本块支持格式化字符串，使得字符串的格式化更加方便。

4. 模式匹配的instanceof（Pattern Matching for instanceof） - JEP 375

模式匹配的instanceof是Java 15中引入的一个新特性，它允许开发者在instanceof操作符中直接进行类型转换，从而简化代码逻辑。

4.1 模式匹配的instanceof的定义

以下是一个简单的模式匹配的instanceof示例：

public class PatternMatchingExample {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj = "Hello, World!";
        if (obj instanceof String s) {
            System.out.println(s.toUpperCase());
        }
    }
}

在这个例子中，instanceof操作符不仅检查obj是否为String类型，还将其转换为String类型并赋值给变量s。

4.2 模式匹配的instanceof的优势

简化代码逻辑：模式匹配的instanceof避免了传统instanceof操作符后需要进行类型转换的繁琐步骤，简化了代码逻辑。
提高代码可读性：模式匹配的instanceof使得代码更加简洁和直观，提高了代码的可读性。
减少错误：模式匹配的instanceof减少了类型转换的错误，提高了代码的安全性。

5. ZGC的改进（ZGC: A Scalable Low-Latency Garbage Collector） - JEP 377

ZGC（Z Garbage Collector）是Java 15中引入的一个低延迟垃圾回收器，它旨在处理大内存堆的垃圾回收，同时保持低延迟。Java 15对ZGC进行了进一步的改进，使其更加高效和稳定。

5.1 ZGC的改进内容

支持大内存堆：ZGC可以处理高达16TB的内存堆，适用于需要大内存堆的应用场景。
低延迟：ZGC的目标是保持垃圾回收的停顿时间在10毫秒以内，适用于对延迟敏感的应用。
并发垃圾回收：ZGC在垃圾回收过程中不会暂停应用线程，从而减少了应用的停顿时间。

5.2 ZGC的优势

高吞吐量：ZGC在保持低延迟的同时，提供了高吞吐量的垃圾回收能力。
可扩展性：ZGC适用于大内存堆的应用场景，具有良好的可扩展性。
低延迟：ZGC的垃圾回收停顿时间极短，适用于对延迟敏感的应用。

6. 废弃和移除的功能

Java 15中还对一些过时的功能进行了废弃和移除，以保持Java平台的简洁和高效。

6.1 废弃的功能

Nashorn JavaScript引擎：Nashorn JavaScript引擎在Java 11中已被标记为废弃，Java 15中继续废弃，并计划在未来的版本中移除。
Biased Locking：偏向锁（Biased Locking）在Java 15中被标记为废弃，并计划在未来的版本中移除。

6.2 移除的功能

Solaris和SPARC端口：Java 15中移除了对Solaris和SPARC平台的支持，专注于更广泛使用的平台。
RMI激活系统：RMI激活系统在Java 15中被移除，因为它在现代应用中已经很少使用。

7. 其他改进

除了上述主要特性外，Java 15还包含了一些其他的改进和优化，包括：

改进的G1垃圾回收器：G1垃圾回收器在Java 15中进行了进一步的优化，提高了垃圾回收的效率和稳定性。
改进的JFR（Java Flight Recorder）：JFR在Java 15中进行了改进，提供了更多的监控和分析功能。
改进的JVM常量API：JVM常量API在Java 15中进行了改进，提供了更强大的常量处理能力。

8. 总结

Java 15作为Java平台的最新版本，带来了许多新特性和改进，包括密封类、隐藏类、文本块、模式匹配的instanceof、ZGC的改进等。这些新特性不仅提高了Java语言的表现力和安全性，还为开发者提供了更多的工具和选项来优化和简化代码。通过理解和应用这些新特性，开发者可以更好地利用Java 15的优势，构建高效、安全和可维护的应用程序。

以上是关于Java 15新特性的详细介绍，希望本文能帮助开发者更好地理解和应用这些新功能。随着Java平台的不断发展，未来还将有更多的创新和改进，开发者应持续关注和学习，以保持技术的前沿性。