一、為什么要從Java 11遷移？

盡管Java 11是一個(gè)長期支持版本，且被廣泛應(yīng)用于許多應(yīng)用程序中，但這里有些重要的理由需要考慮遷移到Java 17：8

• 對(duì)Java 11的支持將結(jié)束：Java 11的官方支持將持續(xù)到2023年9月，并提供擴(kuò)展支持直至2026年9月。這意味著在支持結(jié)束后，我們將不能再獲得任何補(bǔ)?。ㄉ踔潦前踩a(bǔ)丁）。
• Spring 6：最新的Spring版本Spring 6需要Java 17才能正常運(yùn)行，而且許多與Spring配套使用的庫也將遷移到Java 17。如果你的應(yīng)用程序依賴于Spring框架，那么應(yīng)該考慮遷移到Java 17。
• Java 17提供免費(fèi)的Oracle JDK：Java 17采用了新的NFTC（Oracle免費(fèi)條款和條件）許可證，可以在生產(chǎn)環(huán)境和商業(yè)用途中免費(fèi)使用Oracle JDK。相比之下，Java 11不允許在這些情況下免費(fèi)使用Oracle JDK。

二、Java 17有什么新功能？

Java 17引入了一些改進(jìn)和新功能，這些功能將得到長期支持。

1. 文本塊

Java引入了文本塊功能，這使代碼更易讀，并避免了不必要的字符串格式化操作。現(xiàn)在，我們可以將文本放在三引號(hào)之間，并在其中包含多個(gè)雙引號(hào)字符串，而無需使用轉(zhuǎn)義字符。下面是一個(gè)示例：

private static void jsonBlock() {
    String text = """
            {
              "name": "John Doe",
              "age": 45,
              "address": "Doe Street, 23, Java Town"
            }
          """;
    System.out.println(text);
}

正如所看到的，這樣可以很容易地編寫需要大量使用轉(zhuǎn)義字符的Json和類似的字符串。

此外，結(jié)尾的三個(gè)雙引號(hào)表示文本塊的開始或其在輸出中的縮進(jìn)。在上面的示例中，輸出中每行的位置都比最后一個(gè)字符后面的雙引號(hào)向后兩個(gè)空格。

引入了兩個(gè)新的轉(zhuǎn)義字符，'\s'用于添加空格，'\n'用于刪除換行符。在編寫長SQL語句時(shí)特別有用。

private static void sqlStatement() {
    String sql = """
    SELECT id, firstName, lastName\s\
    FROM Employee
    WHERE departmentId = "IT" \
    ORDER BY lastName, firstName""";
    System.out.println(text);
}

2. 改進(jìn)的Switch語句

在Java 17中，對(duì)Switch語句進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)，可以解決忘記寫break關(guān)鍵字導(dǎo)致的bug問題。

Switch表達(dá)式是一種更靈活的Switch語法形式，在每個(gè)case塊中可以返回一個(gè)值，并且可以在賦值等操作中使用這些返回值。它使用箭頭符號(hào)（->）代替冒號(hào)（:）來表示返回的表達(dá)式。

在此表達(dá)式中，當(dāng)使用switch返回時(shí)，不需要使用break關(guān)鍵字來終止每個(gè)case塊，但是需要使用default case。

這種改進(jìn)使得Switch語句更加簡潔和易讀，并且減少了由于忘記寫break而導(dǎo)致的錯(cuò)誤。

private static void improvedSwitch(Fruit fruit) {
    String text = switch (fruit) {
        case APPLE, PEAR -> {
            System.out.println("the given fruit was: " + fruit);
            yield "Common fruit";
        }
        case ORANGE, AVOCADO -> "Exotic fruit";
        default -> "Undefined fruit";
    };
    System.out.println(text);
}

如果在switch case中進(jìn)行多個(gè)操作，我們可以使用case塊，并使用yield關(guān)鍵字表示返回值。yield在這里是上下文相關(guān)的關(guān)鍵字，即在函數(shù)的其他地方可以有一個(gè)變量名yield。

3. 'record'類型

Record類是一種特殊的不可變類，旨在替代數(shù)據(jù)傳輸對(duì)象（DTO）。

通常情況下，如果我們想在類或方法中使用一些POJO（普通Java對(duì)象），我們需要聲明該類，并定義所有的getters、setters、equals和hashCode函數(shù)。例如，在其他地方使用一個(gè)樣例 Fruit 類，我們需要用以下方式定義類：

public class Fruit {
    private String name;
    private int price;

    //獲取器和設(shè)置器方法、equals 和 hashcode 方法
}

盡管可以使用像 lombok 這樣的庫來減少大部分樣板代碼，但是如果借助 records，可以進(jìn)一步減少代碼量，無需依賴額外的庫。

使用 records 后，相同的代碼變?yōu)椋?/p>

public static void doSomething() {
  record Fruit(String name, int price) {}
  Fruit fruit = new Fruit("Apple", 100);
  System.out.println(fruit.getPrice());
}

如我們所見，使用Record類甚至可以在方法內(nèi)定義一個(gè)局部的record對(duì)象。這個(gè)record對(duì)象會(huì)自動(dòng)為其所有字段生成getter、setter、equals和hashCode方法。

Record中的字段是不可變的，只能通過在聲明record時(shí)提供的參數(shù)進(jìn)行定義。但我們可以定義靜態(tài)變量。我們還可以定義一個(gè)自定義構(gòu)造函數(shù)來驗(yàn)證字段。建議不要重寫record的getter和setter，否則會(huì)影響其不可變性。

下面是一個(gè)具有多個(gè)構(gòu)造函數(shù)、靜態(tài)變量和方法的 record 的示例：

public record Employee(int id, String firstName,
                       String lastName)
{

   static int empToken;

    // 緊湊構(gòu)造函數(shù)
    public Employee
    {
        if (id < 100) {
            throw new IllegalArgumentException(
                "Employee Id cannot be below 100.");
        }
        if (firstName.length() < 2) {
            throw new IllegalArgumentException(
                "First name must be 2 characters or more.");
        }
    }

    
    // 另一種構(gòu)造函數(shù)
    public Employee(int id, String firstName)
    {
        this(id, firstName, null);
    }

    // 實(shí)例方法
    public void getFullName()
    {
        if (lastName == null)
            System.out.println(firstName());

        else
            System.out.println(firstName() + " "
                               + lastName());
    }

    // 靜態(tài)方法
    public static int generateEmployeeToken()
    {
        return ++empToken;
    }
}

record 類的更多特性還包括：

• 可以在 record 中使用嵌套類和接口。
• 可以嵌套記錄，嵌套記錄將自動(dòng)成為靜態(tài)的。
• 記錄可以實(shí)現(xiàn)接口。
• 可以創(chuàng)建泛型記錄類。
• 記錄可序列化。

4. 'sealed' 類

sealed 類為我們提供了更多對(duì)擴(kuò)展類的控制權(quán)。

在 Java 11 中，類可以是 final 或可擴(kuò)展的。如果您想控制哪些類可以擴(kuò)展您的超類，可以將所有類放在同一個(gè)包中，并將超類設(shè)為包可見性。然而，從包外部無法訪問超類。例如，看下面的代碼：

public abstract class Fruit {
}
public final class Apple extends Fruit {
}
public final class Pear extends Fruit {
}

private static void problemSpace() {
    Apple apple = new Apple();
    Pear pear = new Pear();
    Fruit fruit = apple;
    class Avocado extends Fruit {};
}

在這里，我們無法阻止 Avocado 擴(kuò)展 Fruit 類。如果我們將 Fruit 類設(shè)置為默認(rèn)訪問級(jí)別，那么將無法把 apple 分配給 fruit 對(duì)象。

Java 17 引入sealed 類新特性，用于限制類的繼承層級(jí)。通過使用 sealed 關(guān)鍵字，可以控制哪些類可以擴(kuò)展或?qū)崿F(xiàn)一個(gè)特定的父類或接口，只允許特定的類擴(kuò)展我們的超類。以下是一個(gè)示例：

public abstract sealed class FruitSealed permits AppleSealed, PearSealed {
}
public non-sealed class AppleSealed extends FruitSealed {
}
public final class PearSealed extends FruitSealed {
}

如我們所見，這里使用了一個(gè)新的關(guān)鍵字 sealed 來表示這是一個(gè) sealed 類。使用 permits 關(guān)鍵字定義可以擴(kuò)展的類。任何擴(kuò)展 sealed 類的類都可以是 final 類，如 PearSealed，或者可以在聲明類時(shí)使用 non-sealed 關(guān)鍵擴(kuò)展的其他類，比如 AppleSealed。

這種實(shí)現(xiàn)允許將 AppleSealed 分配給 FruitSealed 類，但不允許 permits 關(guān)鍵字未定義的其他類擴(kuò)展 FruitSealed 類。

5. 使用 'instanceof' 的模式匹配

在 Java 11 中，我們通常使用 instanceof 運(yùn)算符來檢查一個(gè)對(duì)象是否屬于某個(gè)類。如果我們希望在 instance of 檢查返回 true 后對(duì)其進(jìn)行某些操作，需要顯式將對(duì)象轉(zhuǎn)換為該特定類。以下是一個(gè)示例：

private static void oldStyle() {
    Object o = new Grape(Color.BLUE, 2);
    if (o instanceof GrapeClass) {
        Grape grape = (Grape) o;
        System.out.println("This grape has " + grape.getPits() + " pits.");
    }
}

在這里，我們需要顯式將對(duì)象轉(zhuǎn)換為 Grape 類型，然后找出核數(shù)。

使用 Java 17，可以將其更改為：

private static void patternMatchingInJava17() {
     Object o = new Grape(Color.BLUE, 2);
     if (o instanceof Grape grape) {
         System.out.println("This grape has " + grape.getPits() + " pits.");
     }
}

可以將 instance of 檢查與 &&（and）條件配對(duì)使用，但不能使用 ||（or）條件。因?yàn)槿绻恰皁r”條件，即使 instance of 檢查返回 false，語句也可能達(dá)到另一個(gè)條件。

如果 instance of 檢查返回 true，變量 grape 的作用域甚至可以超出 if 塊。在下面的示例中，如果對(duì)象不是 Grape 類型，將拋出 RuntimeException 異常，因此編譯器在達(dá)到打印語句時(shí)會(huì)確保 grape 對(duì)象存在。

private static void patternMatchingScopeException() {
    Object o = new Grape(Color.BLUE, 2);
    if (!(o instanceof  Grape grape)) {
        throw new RuntimeException();
    }
    System.out.println("This grape has " + grape.getPits() + " pits.");
}

6. 有用的空指針異常（NullPointerException）

在Java 11中，當(dāng)遇到空指針異常時(shí)，我們只能得到異常發(fā)生的行號(hào)，但無法得知導(dǎo)致空指針異常的方法或變量。

在Java 17中，錯(cuò)誤消息得到了改進(jìn)，空指針異常的消息會(huì)告訴我們導(dǎo)致空指針異常的具體方法調(diào)用。

public static void main(String[] args) {
    HashMap<String, Grape> grapes = new HashMap<>();
    grapes.put("grape1", new GrapeClass(Color.BLUE, 2));
    grapes.put("grape2", new GrapeClass(Color.WHITE, 4));
    grapes.put("grape3", null);
    var color = ((Grape) grapes.get("grape3")).getColor();
}

正如所看到的，這里試圖獲取一個(gè)為null的"grape3"對(duì)象的顏色。當(dāng)我們比較在Java 11和Java 17中獲得的錯(cuò)誤消息時(shí)，我們可以看到錯(cuò)誤消息的差異，現(xiàn)在我們確切地知道在map中對(duì)null對(duì)象調(diào)用get方法導(dǎo)致了異常。

// Java 11
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
        at com.rg.java17.HelpfulNullPointerExceptions.main(HelpfulNullPointerExceptions.java:13)

// Java 17
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException: Cannot invoke "com.rg.java17.Grape.getColor()" because the return value of "java.util.HashMap.get(Object)" is null
    at com.rg.java17.HelpfulNullPointerExceptions.main(HelpfulNullPointerExceptions.java:13)

三、更多改進(jìn)

1. 支持緊湊型數(shù)字格式化

在NumberFormat類中添加了一個(gè)工廠方法，用于根據(jù)Unicode標(biāo)準(zhǔn)以緊湊、人類可讀的形式格式化數(shù)字。有SHORT和LONG兩種格式可用，示例如下：

NumberFormat shortFormat = NumberFormat.getCompactNumberInstance(Locale.ENGLISH, NumberFormat.Style.SHORT);
System.out.println(shortFormat.format(1000))

NumberFormat longFormat = NumberFormat.getCompactNumberInstance(Locale.ENGLISH, NumberFormat.Style.LONG);
System.out.println(shortFormat.format(1000))
// 輸出
1K
1 thousand

2. 新增日周期支持

在DateTime模式中添加了一個(gè)新的模式"B"，用于指定一天中的時(shí)間。

DateTimeFormatter timeOfDayFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern("B");
System.out.println(timeOfDayFormatter.format(LocalTime.of(8, 0)));
System.out.println(timeOfDayFormatter.format(LocalTime.of(13, 0)));
System.out.println(timeOfDayFormatter.format(LocalTime.of(20, 0)));
System.out.println(timeOfDayFormatter.format(LocalTime.of(23, 0)));
System.out.println(timeOfDayFormatter.format(LocalTime.of(0, 0)));
// 輸出
早上
下午
晚上
夜間
午夜

3. 性能基準(zhǔn)測試

在內(nèi)存使用和時(shí)間復(fù)雜度方面，Java 17相對(duì)于Java 11也有所改進(jìn)。其中進(jìn)行了一項(xiàng)基準(zhǔn)測試，對(duì)兩個(gè)版本的代碼進(jìn)行性能測試，讓它們執(zhí)行一系列任務(wù)。

一些總體結(jié)果如下：

• 對(duì)于G1GC（默認(rèn)垃圾收集器），Java 17比Java 11快8.66%，比Java 16快2.41%。
• 對(duì)于ParallelGC（并行垃圾收集器），Java 17比Java 11快6.54%，比Java 16快0.37%。
• 并行垃圾收集器（Java 17可用）比G1垃圾收集器（Java 11使用的垃圾收集器）快16.39%。

從Java 11遷移到Java 17可帶來多項(xiàng)好處，包括新功能和性能改進(jìn)。然而，在遷移過程中需要注意潛在的問題。許多庫也會(huì)升級(jí)到支持Java 17的新版本，因此在使用外部庫時(shí)需要謹(jǐn)慎。通過了解可能出現(xiàn)的問題并采取必要的步驟解決，可以確保您順利地遷移到Java 17。