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JDK17新特性详解：新手入门教程

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Java

概述

JDK 17 引入了多个新特性和改进，包括密封类型、改进的 switch 语句、HTTP/2 和 HTTP/3 的支持、强类型返回等，这些特性显著提升了 Java 语言的安全性、灵活性和性能。本文将详细介绍这些新特性，并通过示例代码进行演示，帮助开发者更好地理解和应用 JDK17新特性。

引入与概览

JDK 17 是 Java 平台的一个长期支持（LTS）版本，发布于2021年9月14日。JDK 17 引入了一些重要的新特性和改进，这些特性旨在提高代码的可读性、安全性、稳定性和性能。本教程将详细介绍 JDK 17 的新特性，并通过示例代码进行演示。

JDK17新特性概述

JDK 17 引入了多个新特性和改进，包括密封类型（Sealed Types）、改进的 switch 语句、HTTP/2 和 HTTP/3 的支持、强类型返回（Strongly-typed return）等。这些特性增强了 Java 语言的表达能力和安全性，简化了开发流程，并提高了性能。

Sealed Types详解

什么是Sealed Types

密封类型（Sealed Types）是一种新的类和接口声明，它允许开发者明确地限制哪些类可以继承或实现该类型。密封类型有助于提高代码的安全性和可维护性，因为它可以确保只有预期的子类或实现类能够扩展或实现密封类型，从而减少意外的继承或实现。

如何声明和使用Sealed Types

在 JDK 17 中，声明密封类型的语法如下：

public sealed interface MyInterface permits SubClass1, SubClass2 {
    // 接口方法
}

public sealed class MyClass permits SubClass1, SubClass2 {
    // 类方法
}

在上述语法中，permits 关键字后面跟着一个或多个允许继承或实现该类型的类或接口列表。例如，MyClass 只能被 SubClass1 和 SubClass2 继承，而 MyInterface 只能被 SubClass1 和 SubClass2 实现。

示例代码展示

下面通过示例代码来演示如何声明和使用密封类型：

public sealed interface MyInterface permits SubClass1, SubClass2 {
    void myMethod();
}

public non-sealed class SubClass1 implements MyInterface {
    @Override
    public void myMethod() {
        System.out.println("SubClass1 implements myMethod");
    }
}

public final class SubClass2 implements MyInterface {
    @Override
    public void myMethod() {
        System.out.println("SubClass2 implements myMethod");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyInterface obj1 = new SubClass1();
        obj1.myMethod();

        MyInterface obj2 = new SubClass2();
        obj2.myMethod();
    }
}

上述代码展示了如何声明一个密封接口 MyInterface，并指定它只能被 SubClass1 和 SubClass2 实现。SubClass1 和 SubClass2 都实现了 MyInterface 接口，而其他类不能实现该接口。

强制使用的HTTP/2和HTTP/3

什么是HTTP/2和HTTP/3

HTTP/2 是 HTTP 协议的第二个主要版本，引入了多个新特性，包括多路复用、头部压缩、服务器推送等。这些特性显著提高了 Web 应用的性能和响应速度。HTTP/3 是 HTTP 协议的第三个主要版本，它基于 QUIC 协议，提供了更好的安全性和性能。

如何在JDK17中启用HTTP/2和HTTP/3

在 JDK 17 中，HTTP/2 和 HTTP/3 的支持已经默认启用。要使用 HTTP/2 和 HTTP/3，只需确保使用支持这些协议的客户端和服务器。例如，可以使用 Java 的 HttpClient 类来发送 HTTP/2 和 HTTP/3 请求。

示例代码展示：HTTP/2

下面通过示例代码来演示如何使用 HttpClient 发送 HTTP/2 请求：

import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;
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(URI.create("https://example.com"))
                .build();

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

        response.thenApply(HttpResponse::body)
                .thenAccept(System.out::println)
                .join();
    }
}

上述代码展示了如何创建一个 HttpClient 实例，并使用它发送一个 HTTP 请求。如果服务器支持 HTTP/2，客户端将自动使用 HTTP/2 协议来发送请求。

示例代码展示：HTTP/3

下面通过示例代码来演示如何使用 HttpClient 发送 HTTP/3 请求：

import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;
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(URI.create("https://example.com"))
                .build();

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

        response.thenApply(HttpResponse::body)
                .thenAccept(System.out::println)
                .join();
    }
}

上述代码展示了如何创建一个 HttpClient 实例，并使用它发送一个 HTTP 请求。如果服务器支持 HTTP/3，客户端将自动使用 HTTP/3 协议来发送请求。

新的Switch语义

Switch表达式的改进

JDK 17 引入了改进后的 switch 表达式，使其更加简洁和强大。新的 switch 表达式支持多种模式匹配和类型检查，从而使得 switch 语句的灵活性和功能得到显著提升。

使用模式匹配的Switch语句

JDK 17 中的 switch 语句可以使用模式匹配来处理不同类型的数据。模式匹配允许在 switch 语句中匹配并操作复杂的对象结构，从而使代码更加简洁和安全。

示例代码展示

下面通过示例代码来演示如何使用改进后的 switch 表达式：

import java.util.List;
import java.util.Map;

public class SwitchExample {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj = new Object();
        String result = switch (obj) {
            case 1 -> "One";
            case 2 -> "Two";
            case int i when i > 10 -> "Greater than 10";
            case List<String> list -> "List: " + list.size();
            case Map<String, String> map -> "Map: " + map.size();
            case Object o -> "Other";
            default -> "Unknown";
        };

        System.out.println(result);
    }
}

上述代码展示了如何使用改进后的 switch 表达式来处理不同类型的数据。switch 表达式可以根据不同的模式匹配不同的情况，并返回相应的结果。

示例代码展示：更复杂的模式匹配

下面通过一个更复杂的示例代码来演示如何使用模式匹配来处理更复杂的对象结构：

import java.util.List;
import java.util.Map;

public class ComplexSwitchExample {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj = new Object();

        String result = switch (obj) {
            case int i -> "Integer: " + i;
            case double d -> "Double: " + d;
            case List<Integer> list -> "List of Integers: " + list.size();
            case Map<String, Integer> map -> "Map of Strings to Integers: " + map.size();
            case Object o -> "Other Object";
            default -> "Unknown";
        };

        System.out.println(result);
    }
}

上述代码展示了如何使用新的 switch 表达式来处理更复杂的对象结构，如 List 和 Map，并返回相应的结果。

强类型返回

什么是Strongly-typed return

强类型返回（Strongly-typed return）是指在方法返回值时，返回值的类型是明确且固定的。这意味着方法的返回值类型在编译时就可以确定，从而避免了运行时类型错误。强类型返回有助于提高代码的安全性和可维护性。

如何在代码中实现

在 JDK 17 中，可以通过泛型和类型注解来实现强类型返回。例如，可以使用泛型来指定方法返回值的具体类型，从而确保返回值的类型是一致的。

示例代码展示

下面通过示例代码来演示如何实现强类型返回：

import java.util.List;

public class StronglyTypedReturnExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> result = getStrings();
        System.out.println(result.toString());
    }

    public static List<String> getStrings() {
        List<String> strings = List.of("Hello", "World");
        return strings;
    }
}

上述代码展示了如何使用泛型来实现强类型返回。getStrings 方法返回一个 List<String>，确保了返回值的类型是明确且固定的。

示例代码展示：使用类型注解

下面通过示例代码来演示如何使用类型注解来实现强类型返回：

import java.util.List;

public class StronglyTypedReturnExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> result = getStrings();
        System.out.println(result.toString());
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static List<String> getStrings() {
        List<String> strings = (List<String>) List.of("Hello", "World");
        return strings;
    }
}

上述代码展示了如何使用类型注解来实现强类型返回。getStrings 方法通过类型注解确保了返回值的类型是明确且固定的。

总结与实践建议

JDK17新特性总结

JDK 17 引入的密封类型、改进的 switch 语句、HTTP/2 和 HTTP/3 的支持、强类型返回等特性，增强了 Java 语言的安全性、灵活性和性能。这些新特性使得 Java 代码更加简洁、高效和可靠。

对于新手的实践建议

熟悉密封类型（Sealed Types）：尝试编写一些包含密封类型的代码，并理解其限制作用。
练习改进的 switch 语句：尝试使用新的 switch 表达式来处理不同类型的数据，并利用模式匹配来简化代码。
使用强类型返回：在编写代码时，尽量使用泛型和类型注解来确保返回值的类型明确且一致。
尝试使用 HTTP/2 和 HTTP/3：通过 HttpClient 类来发送 HTTP/2 和 HTTP/3 请求，体验新协议带来的性能提升。

通过这些实践，可以更好地掌握 JDK 17 的新特性，并将其应用到实际开发中，提高代码质量和开发效率。

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