艾彼苹果手机版
923.3M · 2025-10-06
JDK 16作为Java的第16个主要版本，延续了每6个月发布一次的节奏。这个版本包含了17个JEP（Java Enhancement Proposal） ，涵盖了语言特性、JVM改进、性能优化等多个方面。
Records从JDK 14开始作为预览特性引入，在JDK 15中继续预览，JDK 16中正式成为语言特性。这是Java语言的一个重大进步。
传统的数据载体类需要大量样板代码，包括构造函数、getter、equals、hashCode、toString等方法，增加了代码冗余和维护成本。
Records是一种特殊的类，编译器会自动生成构造函数、访问器方法、equals、hashCode和toString方法。它是不可变的，所有字段都是final的。
// 旧写法 - 传统数据类
public class PersonOld {
private final String name;
private final int age;
private final String email;
public PersonOld(String name, int age, String email) {
this.name = name;
this.age = age;
this.email = email;
}
public String getName() { return name; }
public int getAge() { return age; }
public String getEmail() { return email; }
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj) return true;
if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false;
PersonOld person = (PersonOld) obj;
return age == person.age &&
Objects.equals(name, person.name) &&
Objects.equals(email, person.email);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, age, email);
}
@Override
public String toString() {
return "PersonOld{name='" + name + "', age=" + age + ", email='" + email + "'}";
}
}
// 新写法 - 使用Records
public record Person(String name, int age, String email) {
// 可选：自定义构造器验证
public Person {
if (age < 0) {
throw new IllegalArgumentException("年龄不能为负数");
}
if (name == null || name.trim().isEmpty()) {
throw new IllegalArgumentException("姓名不能为空");
}
}
// 可选：添加自定义方法
public boolean isAdult() {
return age >= 18;
}
}
// 使用示例
public class RecordsDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建Person实例
Person person = new Person("张三", 25, "[email protected]");
// 自动生成的访问器方法
System.out.println("姓名: " + person.name());
System.out.println("年龄: " + person.age());
System.out.println("邮箱: " + person.email());
// 自动生成的toString
System.out.println("Person信息: " + person);
// 自动生成的equals和hashCode
Person person2 = new Person("张三", 25, "[email protected]");
System.out.println("是否相等: " + person.equals(person2)); // true
// 自定义方法
System.out.println("是否成年: " + person.isAdult()); // true
}
}
这个特性从JDK 14开始预览，JDK 15继续预览，JDK 16正式发布。它简化了instanceof操作后的类型转换。
传统的instanceof检查后需要显式类型转换，代码冗余且容易出错。
// 旧写法 - 传统instanceof + 类型转换
public class PatternMatchingOld {
public static String processObject(Object obj) {
if (obj instanceof String) {
String str = (String) obj; // 需要显式转换
return "字符串长度: " + str.length();
} else if (obj instanceof Integer) {
Integer num = (Integer) obj; // 需要显式转换
return "数字的平方: " + (num * num);
} else if (obj instanceof Double) {
Double d = (Double) obj; // 需要显式转换
return "小数部分: " + (d - Math.floor(d));
}
return "未知类型";
}
}
// 新写法 - Pattern Matching for instanceof
public class PatternMatchingNew {
public static String processObject(Object obj) {
if (obj instanceof String str) { // 直接声明并赋值
return "字符串长度: " + str.length();
} else if (obj instanceof Integer num) { // 直接声明并赋值
return "数字的平方: " + (num * num);
} else if (obj instanceof Double d) { // 直接声明并赋值
return "小数部分: " + (d - Math.floor(d));
}
return "未知类型";
}
// 复杂场景示例：嵌套条件
public static String analyzeValue(Object value) {
if (value instanceof String s && s.length() > 5) {
return "长字符串: " + s.toUpperCase();
} else if (value instanceof Integer i && i > 100) {
return "大整数: " + i;
} else if (value instanceof Double d && d > 0) {
return "正小数: " + String.format("%.2f", d);
}
return "其他情况";
}
}
// 实际应用示例：JSON处理
public class JsonProcessor {
public static void processJsonValue(String key, Object value) {
switch (key) {
case "id" -> {
if (value instanceof Integer id) {
System.out.println("处理ID: " + id);
}
}
case "name" -> {
if (value instanceof String name && !name.isEmpty()) {
System.out.println("处理姓名: " + name.trim());
}
}
case "score" -> {
if (value instanceof Double score && score >= 0 && score <= 100) {
System.out.println("处理分数: " + score + "%");
}
}
}
}
}
Sealed Classes在JDK 15中首次预览，JDK 16中进行第二次预览，进一步完善了语法和功能。
传统的继承体系缺乏对子类的精确控制，无法限制哪些类可以继承或实现某个类或接口。
// 密封类定义 - 限制继承
public sealed class Shape
permits Circle, Rectangle, Triangle {
protected final String name;
protected Shape(String name) {
this.name = name;
}
public abstract double area();
}
// 允许的子类1 - 最终类
public final class Circle extends Shape {
private final double radius;
public Circle(double radius) {
super("圆形");
this.radius = radius;
}
@Override
public double area() {
return Math.PI * radius * radius;
}
}
// 允许的子类2 - 继续密封
public sealed class Rectangle extends Shape
permits Square {
protected final double width;
protected final double height;
public Rectangle(double width, double height) {
super("矩形");
this.width = width;
this.height = height;
}
@Override
public double area() {
return width * height;
}
}
// 允许的子类3 - 开放继承
public non-sealed class Triangle extends Shape {
private final double base;
private final double height;
public Triangle(double base, double height) {
super("三角形");
this.base = base;
this.height = height;
}
@Override
public double area() {
return 0.5 * base * height;
}
}
// Rectangle的子类
public final class Square extends Rectangle {
public Square(double side) {
super(side, side);
}
}
// 与模式匹配结合使用
public class ShapeProcessor {
public static String processShape(Shape shape) {
return switch (shape) {
case Circle c -> "圆形，半径: " + c.radius + "，面积: " + c.area();
case Rectangle r -> "矩形，尺寸: " + r.width + "x" + r.height + "，面积: " + r.area();
case Triangle t -> "三角形，面积: " + t.area();
// 不需要default，编译器知道所有可能的子类
};
}
}
Vector API是Project Panama的一部分，旨在提供平台无关的向量计算能力，充分利用现代CPU的SIMD（单指令多数据）指令。
Java缺乏高性能的向量运算支持，在科学计算、机器学习等领域性能不足。
import jdk.incubator.vector.*;
// 传统数组运算
public class VectorDemo {
// 旧写法 - 标量运算
public static void traditionalArrayAdd(float[] a, float[] b, float[] result) {
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
result[i] = a[i] + b[i]; // 逐个元素运算
}
}
// 新写法 - 向量运算
public static void vectorArrayAdd(float[] a, float[] b, float[] result) {
var species = FloatVector.SPECIES_256; // 使用256位向量
int length = a.length;
int loopBound = species.loopBound(length);
int i = 0;
// 向量化运算
for (; i < loopBound; i += species.length()) {
var va = FloatVector.fromArray(species, a, i);
var vb = FloatVector.fromArray(species, b, i);
var vr = va.add(vb); // 向量加法，一次处理多个元素
vr.intoArray(result, i);
}
// 处理剩余元素
for (; i < length; i++) {
result[i] = a[i] + b[i];
}
}
// 复杂向量运算示例
public static void complexVectorOperation(float[] input, float[] output) {
var species = FloatVector.SPECIES_256;
int loopBound = species.loopBound(input.length);
for (int i = 0; i < loopBound; i += species.length()) {
var vector = FloatVector.fromArray(species, input, i);
// 复合运算：(x * 2 + 1) / 3
var result = vector
.mul(2.0f) // 乘以2
.add(1.0f) // 加1
.div(3.0f); // 除以3
result.intoArray(output, i);
}
}
// 性能测试
public static void performanceTest() {
int size = 1000000;
float[] a = new float[size];
float[] b = new float[size];
float[] result1 = new float[size];
float[] result2 = new float[size];
// 初始化数据
for (int i = 0; i < size; i++) {
a[i] = i * 1.5f;
b[i] = i * 2.0f;
}
// 传统方法计时
long start = System.nanoTime();
traditionalArrayAdd(a, b, result1);
long traditionalTime = System.nanoTime() - start;
// 向量方法计时
start = System.nanoTime();
vectorArrayAdd(a, b, result2);
long vectorTime = System.nanoTime() - start;
System.out.println("传统方法耗时: " + traditionalTime / 1000000 + "ms");
System.out.println("向量方法耗时: " + vectorTime / 1000000 + "ms");
System.out.println("性能提升: " + (traditionalTime / (double) vectorTime) + "倍");
}
}
这是Project Panama的另一个重要组成部分，旨在替代JNI，提供更安全、更高效的本地代码调用方式。
传统的JNI使用复杂、容易出错，且性能开销较大。
import jdk.incubator.foreign.*;
// 传统JNI方式调用C函数
public class TraditionalJNI {
// 需要编写C代码和头文件
public native int strlen(String str);
static {
System.loadLibrary("mylib"); // 需要编译动态库
}
}
// 新的Foreign Linker API
public class ForeignLinkerDemo {
public static void main(String[] args) {
try (var scope = ResourceScope.newConfinedScope()) {
// 查找系统函数
var linker = CLinker.getInstance();
var lookup = CLinker.systemLookup();
// 查找C标准库的strlen函数
var strlenSymbol = lookup.lookup("strlen").orElseThrow();
// 定义函数签名
var strlenDescriptor = FunctionDescriptor.of(
CLinker.C_LONG, // 返回值类型
CLinker.C_POINTER // 参数类型
);
// 创建方法句柄
var strlen = linker.downcallHandle(strlenSymbol, strlenDescriptor);
// 创建C字符串
var cString = CLinker.toCString("Hello, World!", scope);
// 调用C函数
long length = (long) strlen.invokeExact(cString.address());
System.out.println("字符串长度: " + length);
} catch (Throwable e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 调用更复杂的C函数示例
public static void mathFunctionExample() {
try (var scope = ResourceScope.newConfinedScope()) {
var linker = CLinker.getInstance();
var lookup = CLinker.systemLookup();
// 调用数学库函数sin
var sinSymbol = lookup.lookup("sin").orElseThrow();
var sinDescriptor = FunctionDescriptor.of(
CLinker.C_DOUBLE,
CLinker.C_DOUBLE
);
var sin = linker.downcallHandle(sinSymbol, sinDescriptor);
double result = (double) sin.invokeExact(Math.PI / 2);
System.out.println("sin(π/2) = " + result);
} catch (Throwable e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
// 适合：数据传输对象
public record UserDTO(String username, String email, LocalDateTime createTime) {}
// 适合：配置类
public record DatabaseConfig(String url, String username, String password, int maxConnections) {}
// 不适合：需要可变状态的类
// 不适合：复杂的业务逻辑类
// 重构现有的instanceof代码
public String formatValue(Object value) {
// 推荐：逐步重构现有代码
if (value instanceof String s) {
return "'" + s + "'";
} else if (value instanceof Number n) {
return n.toString();
}
return value.toString();
}
JDK 16作为一个重要的里程碑版本，为Java开发者带来了期待已久的语言特性和性能改进。Records的正式发布让数据类的编写变得简洁优雅，Pattern Matching提升了类型检查的开发体验，而Vector API则为高性能计算打开了新的大门。
