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JDK9新特性学习入门：简单教程详解

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概述

本文详细介绍了JDK9的新特性，包括模块系统、HTTP客户端改进以及移除的旧特性等，旨在帮助读者快速掌握JDK9的使用方法。文章还提供了如何在实际项目中应用这些新特性的建议，使Java应用程序更加灵活高效。此外，文中还列举了一些学习JDK9新特性的资源，方便读者进一步学习和实践。全文围绕jdk9新特性学习入门展开，旨在为初学者提供全面的指导。

JDK9简介与安装

JDK9是Java SE的第九个发行版，于2017年9月21日发布。它引入了许多新的特性和改进，旨在提高Java程序的性能和安全性。JDK9的一个重要特性是引入了模块系统，这使得Java应用程序的开发和部署更加灵活和强大。此外，它还改进了HTTP客户端库，简化了API，使开发者在处理网络通信时更加高效。

如何安装JDK9

安装JDK9的过程十分简单。首先，访问Oracle官方网站或OpenJDK项目页面下载JDK9的安装包。下载完成后，根据操作系统的不同，选择适合的安装程序。在Windows上，运行下载的.exe文件开始安装过程；在macOS或Linux上，通常需要解压缩下载的包，然后根据说明执行安装步骤。

安装过程中，确保选择了合适的安装路径，并按照提示完成必要的配置。安装完成后，可以通过命令行工具（如java -version）来验证安装是否成功。

JDK9与JDK8的区别

JDK9在多个方面与JDK8有所不同，主要区别如下：

模块系统：JDK9引入了模块系统，使得Java应用程序的开发和部署更加灵活。开发者可以将应用程序划分为可管理的模块，每个模块可以声明其依赖关系和其他模块之间的交互。
HTTP客户端改进：JDK9改进了HTTP客户端库，引入了全新的HTTP客户端API。这个新的客户端API支持HTTP/2协议，并且更加简单和易用。
API改进：JDK9对许多API进行了改进，包括对java.util.stream和java.util.concurrent包的改进。这些改进使API更加现代化和高效。
语言特性：JDK9引入了一些新的语言特性，如var类型推断功能。这些新特性使得代码更加简洁和容易理解。
弃用的特性：JDK9还移除了许多旧的和不安全的特性，如java.util.Arrays中的asList和java.util.Collections中的newSetFromMap等。
性能改进：JDK9在性能方面做了许多改进，包括改进的垃圾回收器、更有效的内存管理以及更快的启动速度。

模块系统Module

模块化编程简介

模块化编程是一种将软件程序分解为独立模块的技术，每个模块负责程序的一部分功能。模块化编程的好处包括代码的可维护性、可重用性和易于测试。通过引入模块系统，Java应用程序可以更好地组织代码，提高开发效率，并且可以在不同的环境中更灵活地部署。

在模块化编程中，一个模块可以包含一个或多个包，每个包包含若干类和接口。模块与模块之间通过定义明确的依赖关系进行交互，从而使得代码更加清晰和易于理解。

如何在JDK9中使用模块

在JDK9中，模块是通过module-info.java文件来定义的。这个文件需要放在模块的根目录下，并且必须包含module关键字，后面跟着模块的名称。例如，如果要定义一个名为com.example.myapp的模块，可以在module-info.java文件中写入以下内容：

module com.example.myapp {
    requires java.base;
    requires java.logging;

    // 模块导出的包
    exports com.example.myapp.api;
}

在上面的示例中，requires关键字用于声明依赖的模块。每个模块可以依赖于其他模块，这些依赖关系在编译时被检查。exports关键字用于指定模块中可以被其他模块访问的包。

模块化的优点与缺点

优点：

清晰的依赖管理：模块系统使得依赖关系更加清晰，每个模块只依赖于它需要的其他模块。
安全性：模块系统增强了安全性，因为每个模块只能访问它权限内的包和类。
可维护性：模块化编程使得代码更加易于维护，每个模块可以独立地开发、测试和部署。
可重用性：模块化的代码可以更容易地被重用，因为模块可以独立地部署到不同的项目中。
可扩展性：新的功能可以很容易地添加到现有的模块中，而不会影响其他模块的功能。

缺点：

复杂性：模块化的开发模式可能会增加项目的复杂性，特别是在大型项目中。
开发成本：模块化编程需要额外的时间和精力来设计和实现模块的依赖关系。
兼容性问题：如果旧版本的Java应用程序没有模块化，升级到JDK9可能会遇到兼容性问题。
学习曲线：对于不熟悉模块化编程的开发人员来说，学习和适应模块化编程需要一段时间。

具体代码示例

以下是一个简单的模块化Java应用程序示例，展示了如何定义模块和模块内的代码：

模块定义文件 `module-info.java`

module com.example.myapp {
    requires java.base;
    requires java.logging;

    exports com.example.myapp.api;
}

模块内的代码 `src/main/java/com/example/myapp/api/HelloWorld.java`

package com.example.myapp.api;

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}

构建和运行模块化应用程序

使用javac和java命令行工具编译和运行模块化应用程序。

javac --module-path src/main/java --add-modules com.example.myapp -d build src/main/java/com/example/myapp/api/HelloWorld.java
java --module-path build --module com.example.myapp/com.example.myapp.api.HelloWorld

新增的HTTP客户端

旧版HttpUrlConnection的缺点

在JDK8之前，Java应用程序通常使用HttpURLConnection类来处理HTTP请求。虽然HttpURLConnection提供了基本的HTTP请求功能，但它的API相对复杂且不够灵活，特别是在处理复杂HTTP请求时。例如，HttpURLConnection不支持HTTP/2协议，无法轻松处理连接池和重试机制，也不支持WebSocket通信。

JDK9中的HTTP客户端使用方法

在JDK9中，引入了一个新的HTTP客户端API，它是java.net.http包的一部分。新的HTTP客户端API提供了更强大和灵活的功能，支持HTTP/2协议，支持异步请求和响应处理，并且可以更方便地处理连接池和重试机制。

新的HTTP客户端API主要通过HttpClient和HttpRequest对象来实现。HttpClient用于初始化HTTP客户端，而HttpRequest用于构建和发送HTTP请求。以下是使用新的HTTP客户端API发送GET请求的示例代码：

import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;
import java.net.http.HttpClient.Version;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;

public class HttpExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
            .uri(new URI("https://example.com"))
            .build();

        CompletableFuture<HttpResponse<String>> responseFuture = client.sendAsync(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());

        // 异步处理响应
        responseFuture.thenApply(response -> {
            System.out.println("Status code: " + response.statusCode());
            System.out.println("Response body: " + response.body());
            return null;
        })
        .join();
    }
}

示例代码演示

在上述示例代码中，首先创建了一个HttpClient对象，然后通过HttpRequest.newBuilder()方法构建了一个GET请求。HttpRequest对象的uri()方法用于指定请求的目标URL，build()方法用于构建完整的请求对象。

通过调用client.sendAsync()方法发送异步请求，返回一个CompletableFuture，可以异步地处理响应。thenApply()方法用于处理响应，join()方法用于阻塞并等待响应完成。

复杂场景代码示例

发送POST请求并上传文件

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;

public class FileUploadExample {
    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
        Path file = Paths.get("path/to/file.txt");
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
            .uri(new URI("https://example.com/upload"))
            .POST(HttpRequest.BodyPublishers.ofFile(file))
            .build();

        HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
        System.out.println("Status code: " + response.statusCode());
        System.out.println("Response body: " + response.body());
    }
}

处理HTTP响应头和状态码

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

public class ResponseHeaderExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
            .uri(new URI("https://example.com"))
            .build();

        HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());

        System.out.println("Status code: " + response.statusCode());
        System.out.println("Response body: " + response.body());
        Map<String, List<String>> headers = response.headers().map();
        headers.forEach((name, values) -> System.out.println(name + ": " + values.get(0)));
    }
}

超时设置和重试机制

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

public class TimeoutRetryExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        HttpClient client = HttpClient.newBuilder()
            .connectTimeout(Duration.ofSeconds(5))
            .build();

        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
            .uri(new URI("https://example.com"))
            .build();

        try {
            HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
            System.out.println("Status code: " + response.statusCode());
            System.out.println("Response body: " + response.body());
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("Request failed, retrying...");
            // Retry logic
        }
    }
}

移除的旧特性

移除的旧特性列表

JDK9中移除了许多旧的和不安全的特性，这些特性在过去的版本中已经被标记为过时（deprecated）。以下是部分被移除的旧特性列表：

java.util.Arrays.asList方法中的Object[]参数。
java.util.Collections.newSetFromMap方法。
java.lang.ClassLoader中的getPackage方法。
java.lang.Class中的forName方法中的loader参数。
sun.misc.Unsafe类（该类被标记为不安全，不建议使用）。

移除这些特性的原因

这些旧特性被移除的主要原因是为了提高Java平台的安全性和稳定性。例如，java.util.Arrays.asList方法中的Object[]参数可能导致数组越界异常，而java.lang.ClassLoader中的getPackage方法可能引起类加载问题。另外，sun.misc.Unsafe类虽然功能强大，但也带来了内存管理风险和不稳定性。

如何从旧代码迁移到新版本

为了从旧代码迁移到新版本，需要将旧的API替换为新的API。例如，可以使用java.util.Arrays.asList方法的泛型版本来替代旧的Object[]参数，使用java.lang.Class.forName()方法来替代forName方法中的loader参数。

示例代码：

// 使用旧API
List<String> oldList = Arrays.asList(new String[]{"a", "b", "c"});

// 使用新的API
List<String> newList = Arrays.asList("a", "b", "c");

// 旧API
Class<?> oldClass = Class.forName("java.lang.String", false, getClass().getClassLoader());

// 新API
Class<?> newClass = Class.forName("java.lang.String");

通过这种方式，可以逐步将旧的API替换成新的API，确保代码在新版本中能够正常运行。

其他新特性

种子集（JEP 118）和集合工厂方法

在JDK9中，引入了新的集合工厂方法，这些方法可以用来创建各种集合类型的实例。这些工厂方法位于java.util包下的各个集合接口和类中，使得生成集合实例更加简洁和方便。例如，List.of()方法可以用来创建不可变的列表实例，而Set.of()可以用来创建不可变的集合。

示例代码：

List<String> list = List.of("a", "b", "c");
Set<Integer> set = Set.of(1, 2, 3);

// 输出集合内容
System.out.println("List: " + list);
System.out.println("Set: " + set);

构建工具改进

JDK9改进了构建工具，引入了新的模块化构建工具，如jlink和jimage。这些工具可以帮助开发者更好地管理和打包Java应用程序。例如，jlink工具可以用于创建定制的JRE（Java运行时环境），而jimage工具可以用于创建和管理Java模块的读取映像。

示例代码：

# 使用jlink创建定制的JRE
jlink --module-path /path/to/modules --add-modules com.example.myapp --output customjre

# 使用jimage创建Java模块的读取映像
jimage --add-modules com.example.myapp --output customimage

工具接口

JDK9为java.util包引入了新的工具接口，这些接口提供了一些常用的实用程序方法。例如，java.util.concurrent包中的LongAdder和DoubleAdder接口可以用来高效地计算累加值。

示例代码：

import java.util.concurrent.atomic.LongAdder;

public class ToolInterfaceExample {
    public static void main(String[] args) {
        LongAdder adder = new LongAdder();
        adder.add(10);
        adder.add(20);
        System.out.println("Sum: " + adder.sumThenReset()); // 输出：Sum: 30
    }
}

过滤流和流的转换

JDK9改进了流的处理，引入了新的过滤流和流的转换方法。例如，Stream.ofNullable()方法可以用来创建包含空值的流，而Stream.mapToInt()方法可以用来将流元素映射为int值。

示例代码：

import java.util.Arrays;
import java.util.Optional;

public class StreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        Optional<String> optional = Optional.ofNullable("Hello World");
        Stream<String> stream = Stream.ofNullable(optional.orElse(null));

        long count = stream.filter(s -> s.length() > 5).count();
        System.out.println("Count: " + count); // 输出：Count: 1

        int sum = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5).stream().mapToInt(x -> x * 2).sum();
        System.out.println("Sum: " + sum); // 输出：Sum: 30
    }
}

通过这些新的流操作方法，可以更高效地处理流数据，使代码更加简洁和易读。

总结与实践

简要回顾JDK9的新特性

JDK9引入了许多新的特性和改进，包括模块系统、新的HTTP客户端、移除旧特性、集合工厂方法、改进的构建工具和流处理方法。这些新特性使得Java应用程序更加灵活、安全和高效。模块系统使得代码管理和部署更加清晰和方便，新的HTTP客户端使得网络通信更加简单和强大，集合工厂方法和流处理方法使得代码更加简洁和高效。

如何在实际项目中应用JDK9新特性

在实际项目中应用JDK9的新特性，可以从以下几个方面入手：

模块化编程：将项目划分为模块，每个模块负责一部分功能。通过定义模块之间的依赖关系，可以提高代码的可维护性和可重用性。
HTTP客户端：使用新的HTTP客户端API处理网络通信，利用其强大的功能和灵活性，提高网络请求的性能和效率。
集合工厂方法：使用新的集合工厂方法创建集合实例，简化代码并提高可读性。
流处理方法：利用改进的流处理方法处理大数据集，提高代码的效率和易读性。
构建工具：使用新的构建工具，如jlink和jimage，创建定制的JRE或Java模块读取映像，提高部署灵活性。

具体项目实例

模块化Java应用程序示例

// 模块定义文件 module-info.java
module com.example.myapp {
    requires java.base;
    requires java.logging;

    exports com.example.myapp.api;
}

// 模块内的代码 HelloWorld.java
package com.example.myapp.api;

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}

// 构建和运行模块化应用程序
javac --module-path src/main/java --add-modules com.example.myapp -d build src/main/java/com/example/myapp/api/HelloWorld.java
java --module-path build --module com.example.myapp/com.example.myapp.api.HelloWorld

使用新的HTTP客户端API的实际项目场景

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 {
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
            .uri(new URI("https://example.com"))
            .build();

        HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
        System.out.println("Status code: " + response.statusCode());
        System.out.println("Response body: " + response.body());
    }
}

使用构建工具和流处理方法的实际项目示例

# 使用jlink创建定制的JRE
jlink --module-path /path/to/modules --add-modules com.example.myapp --output customjre

# 使用jimage创建Java模块的读取映像
jimage --add-modules com.example.myapp --output customimage

import java.util.stream.Stream;

public class StreamProcessingExample {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5).mapToInt(x -> x * 2).sum();
        System.out.println("Sum: " + sum); // 输出：Sum: 30
    }
}

JDK9学习资源推荐

官方文档：Oracle官网提供了详细的JDK9文档，涵盖了所有新特性和改进。
在线教程：慕课网提供了许多详细的JDK9教程，包括视频教程和实战项目。
社区支持：加入Java开发者社区（如Stack Overflow、Reddit的Java板块），与其他开发者交流经验和技术问题。
书籍：虽然文章中不推荐书籍，但可以参考官方文档和在线教程，这些资源已经提供了足够的信息来学习JDK9的新特性。

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