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JDK9新特性教程：初学者快速上手指南

标签：

Java JVM

概述

JDK9新特性教程涵盖了模块化系统、新的API、JShell工具以及其他重要的改进。本文详细介绍了JDK9的各个新特性，并提供了实用的示例和实践方法，帮助开发者提高开发效率和代码质量。通过这些内容，读者可以全面了解JDK9的新功能并掌握其应用技巧。

JDK9简介

JDK9是Java平台开发工具包（JDK）的第九个主要版本，于2017年发布。JDK9的发布背景主要是为了改进Java平台的长期发展，引入了许多新的特性和改进，旨在提高开发效率、代码质量和安全性。

JDK9的主要更新内容

JDK9带来了众多新的特性和改进，主要更新内容包括：

模块化系统（Jigsaw项目）：引入了新的模块化系统，旨在改善类加载和依赖管理。
新的API：引入了许多新的API，提高了开发效率。
JShell工具：提供了一个交互式的命令行工具，用于快速测试Java代码。
改进的集合框架：增强了集合类的性能和灵活性。
其他改进：包括反射API、流API、性能改进等。

JDK9的优势和改进

JDK9的优势和改进包括：

性能提升：通过优化内存管理和代码生成，提高了应用的运行效率。
安全性增强：引入了新的安全增强功能，提升了应用的安全性。
开发效率提高：新的API和工具使得开发Java应用程序变得更加高效。

模块化系统（Jigsaw项目）

JDK9的一个重要特性是引入了模块化系统，这是Java开发者长期期待的一个功能。模块化系统的基本概念是将Java代码组织成模块，提高了代码的组织性和可维护性。

模块化系统的基本概念

模块化系统允许开发者将代码组织到独立的模块中。每个模块都定义了一个独立的代码单元，包含一组相关的类和接口。每个模块都可以声明其依赖关系（需要其他模块提供的功能）以及其导出的API（其他模块可以使用的功能）。模块化系统通过 module-info.java 文件定义模块的元数据信息。

使用模块化系统的好处

使用模块化系统的好处包括：

提高代码的组织性：模块化使得代码结构更加清晰，便于维护和更新。
减少依赖冲突：每个模块可以声明其依赖关系，使得依赖管理更加简单。
提高安全性：模块化系统可以限制对某些类和方法的访问，提高应用的安全性。
提高性能：模块化系统可以减少不必要的类加载，提高应用的启动速度。

如何在项目中使用模块化

要将项目迁移到模块化系统，需要以下步骤：

定义模块：在项目的根目录下创建 module-info.java 文件，文件内容如下：

module com.example.mymodule {
    requires java.base;
    requires java.logging;
    exports com.example.mymodule;
}

编译和打包：使用 javac 工具编译模块化项目，并使用 jar 工具打包模块化项目。

运行模块化项目：使用 java 命令运行模块化项目，例如：

java --module-path path_to_jar --module com.example.mymodule/com.example.mymodule.Main

示例代码

以下是一个简单的模块化项目示例，展示如何定义和使用模块：

// module-info.java
module com.example.mymodule {
    requires java.base;
    requires java.logging;
    exports com.example.mymodule;
}

// MyModule.java
package com.example.mymodule;

import java.util.logging.Logger;

public class MyModule {
    private static final Logger logger = Logger.getLogger(MyModule.class.getName());

    public static void main(String[] args) {
        logger.info("Module loaded successfully.");
    }
}

新增API介绍

JDK9引入了许多新的API，使得开发Java应用程序变得更加高效。这里将介绍一些常用的新增API。

常用的新API概览

JDK9引入了一些新的API，例如：

java.util.List.of()：创建不可变的列表。
java.util.Map.of()：创建不可变的映射。
java.util.Set.of()：创建不可变的集合。
java.time.format.DateTimeFormatterBuilder：用于构建日期/时间格式化器。
java.util.Comparator.thenComparingDouble()：扩展了比较器的能力。

如何使用新的API进行编程

这些新的API提供了更简单、更高效的方式来处理常见的数据结构和日期/时间操作。以下是一些示例代码：

import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.TreeMap;
import java.util.TreeSet;
import java.util.Comparator;

public class NewAPIExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建不可变列表
        List<String> immutableList = List.of("Java", "JDK9", "New APIs");
        System.out.println(immutableList); // 输出：[Java, JDK9, New APIs]

        // 创建不可变映射
        Map<String, Integer> immutableMap = Map.of("Java", 1, "JDK9", 2, "New APIs", 3);
        System.out.println(immutableMap); // 输出：{Java=1, JDK9=2, New APIs=3}

        // 创建不可变集合
        Set<String> immutableSet = Set.of("Java", "JDK9", "New APIs");
        System.out.println(immutableSet); // 输出：[Java, JDK9, New APIs]

        // 使用Comparator.thenComparingDouble()
        Comparator<Entry<String, Integer>> comparator = Comparator.comparingInt(Entry::getValue).thenComparingDouble(Entry::getKey);
        TreeMap<String, Integer> treeMap = new TreeMap<>(comparator);
        treeMap.put("Java", 1);
        treeMap.put("JDK9", 2);
        treeMap.put("New APIs", 3);
        System.out.println(treeMap); // 输出：{JDK9=2, Java=1, New APIs=3}
    }
}

新API的实际应用案例

例如，使用新的日期/时间API进行日期格式化：

import java.time.LocalDate;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
import java.time.format.DateTimeFormatterBuilder;
import java.util.Locale;

public class DateTimeExample {
    public static void main(String[] args) {
        LocalDate date = LocalDate.of(2023, 10, 1);
        DateTimeFormatter formatter = new DateTimeFormatterBuilder()
            .appendPattern("yyyy-MM-dd")
            .toFormatter(Locale.US);

        String formattedDate = date.format(formatter);
        System.out.println(formattedDate); // 输出：2023-10-01
    }
}

其他重要新特性

除了模块化系统和新的API，JDK9还引入了一些其他重要的新特性。

移动平台的改进

JDK9对移动平台的改进主要体现在支持ARM平台和改进的运行时性能。ARM平台的支持使得Java应用程序可以在移动设备上运行，提高了Java在移动平台的适用范围。

示例代码

以下是一个简单的Java应用程序，展示了如何在ARM设备上运行Java代码：

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

JShell工具的使用

JShell是JDK9引入的一个交互式命令行工具，可以用于快速测试Java代码。以下是JShell的基本使用示例：

$ jshell
|  Welcome to JShell -- Version 11.0.1
|  Use /exit to terminate this shell
>> String hello = "Hello JShell";
hello ==> "Hello JShell"
>> System.out.println(hello);
Hello JShell
>> /exit

JShell可以帮助开发者快速测试Java代码片段，提高开发效率。

其他值得注意的新功能

其他值得注意的新功能包括：

改进的反射API：提供了更强大的反射功能，简化了反射操作。
改进的流API：增强了流的处理能力，提高了数据处理的灵活性和性能。

开发环境配置

在开始使用JDK9进行开发之前，需要下载并安装JDK9，并配置开发环境。

如何下载并安装JDK9

下载JDK9可以访问Oracle官方网站或者通过其他可靠来源下载。以下是下载和安装的步骤：

访问Oracle官方网站或其他可靠下载来源。
选择合适的JDK9版本下载。
安装下载的JDK9包，按照安装向导的提示完成安装。

配置开发环境的步骤

配置开发环境的步骤如下：

设置环境变量：设置 JAVA_HOME 和 PATH 环境变量。

set JAVA_HOME=C:\Program Files\Java\jdk-9
set PATH=%JAVA_HOME%\bin;%PATH%

验证安装：打开命令提示符，输入 java -version 检查安装是否成功。
```
java -version
```
输出应该显示JDK9的版本信息。

解决常见配置问题的方法

如果在配置过程中遇到问题，可以参考以下解决方法：

环境变量设置错误：确保 JAVA_HOME 和 PATH 环境变量设置正确。
安装路径错误：检查JDK9的安装路径是否正确。
安装失败：重新下载并安装JDK9，确保安装包完整且未损坏。

实践练习

为了更好地理解和掌握JDK9的新特性，可以通过一些实际项目和练习进行实践。

小项目实践

一个简单的项目示例是创建一个模块化的Java应用程序，该应用程序可以读取并显示文件内容。以下是项目结构和代码示例：

模块化项目结构

my-module/
├── src/
│   ├── main/
│   │   ├── java/
│   │   │   ├── com/
│   │   │   │   └── example/
│   │   │   │       └── MyModule.java
│   │   └── module-info.java
└── pom.xml

编写模块化代码

module-info.java

module com.example.mymodule {
    requires java.base;
    requires java.logging;
    exports com.example.mymodule;
}

MyModule.java

package com.example.mymodule;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.nio.file.Paths;

public class MyModule {
    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(Paths.get("file.txt").toFile()))) {
            String line;
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

运行模块化项目
使用命令行工具运行模块化项目：

java --module-path path_to_jar --module com.example.mymodule/com.example.mymodule.MyModule

代码示例与解析

import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.TreeMap;
import java.util.TreeSet;
import java.util.Comparator;

public class NewAPIExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建不可变列表
        List<String> immutableList = List.of("Java", "JDK9", "New APIs");
        System.out.println(immutableList); // 输出：[Java, JDK9, New APIs]

        // 创建不可变映射
        Map<String, Integer> immutableMap = Map.of("Java", 1, "JDK9", 2, "New APIs", 3);
        System.out.println(immutableMap); // 输出：{Java=1, JDK9=2, New APIs=3}

        // 创建不可变集合
        Set<String> immutableSet = Set.of("Java", "JDK9", "New APIs");
        System.out.println(immutableSet); // 输出：[Java, JDK9, New APIs]

        // 使用Comparator.thenComparingDouble()
        Comparator<Map.Entry<String, Integer>> comparator = Comparator.comparingInt(Map.Entry::getValue).thenComparingDouble(Map.Entry::getKey);
        TreeMap<String, Integer> treeMap = new TreeMap<>(comparator);
        treeMap.put("Java", 1);
        treeMap.put("JDK9", 2);
        treeMap.put("New APIs", 3);
        System.out.println(treeMap); // 输出：{JDK9=2, Java=1, New APIs=3}
    }
}

练习题及解答

练习题1：使用JShell工具编写并测试一段Java代码。

$ jshell
|  Welcome to JShell -- Version 11.0.1
|  Use /exit to terminate this shell
>> int sum = 1 + 2 + 3;
>> System.out.println(sum);
6

解答：在JShell中输入代码片段 int sum = 1 + 2 + 3; System.out.println(sum);，输出结果为 6。

练习题2：编写一个模块化的Java应用程序，读取并显示文件内容。

package com.example.mymodule;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.nio.file.Paths;

public class MyModule {
    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(Paths.get("file.txt").toFile()))) {
            String line;
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

解答：创建一个模块化的Java应用程序，该应用程序可以读取并显示 file.txt 文件的内容。

通过这些实践和练习，开发者可以更好地掌握JDK9的新特性和最佳实践，提高开发效率和代码质量。

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