JDK9新特性学习：入门级教程详解

概述

JDK 9带来了多项重要的新特性和改进，其中最重要的新特性是模块化系统，它为Java引入了更加模块化的开发方式。此外，JDK 9还引入了新的集合工具、局部变量类型推断和改进的HTTP客户端等，这些新特性大大提高了开发效率和代码质量。通过学习这些新特性，开发者可以更好地理解和利用JDK 9的强大功能。

引入与概览

JDK 9是Java平台的重大更新，它引入了多项重要的新特性和改进。在JDK 9中，最引人注目的新特性之一是Jigsaw项目，该项目为Java引入了模块化系统。此外，JDK 9还带来了许多其他重要的改进，比如新的集合工具、局部变量类型推断、HTTP客户端改进等。这些改进不仅提高了开发效率和代码质量，还增强了Java平台的安全性和性能。

JDK9简介

JDK 9是Oracle公司发布的Java SE 9版本，它的主要目标是增强Java平台的安全性、性能和可维护性。通过引入模块化系统等新特性，JDK 9为开发者提供了更灵活、更高效的编程工具。

JDK 9是一个长期支持版本（LTS），这意味着它将获得更长时间的支持和更新，为开发者提供了更多的稳定性和可靠性。

新特性的背景与意义

JDK 9的新特性是基于社区的需求和反馈开发的。随着Java应用规模的不断增大，开发者和企业用户对Java平台提出了更高的要求。JDK 9的新特性旨在解决以下问题：

• 代码冗余：随着Java应用的不断增大，代码库变得越来越庞大，开发者需要花费更多的时间和精力来维护和管理这些代码。模块化系统可以帮助开发者更好地管理和组织代码库，减少代码冗余。
• 性能问题：随着Java应用的不断增大，性能问题也越来越突出。模块化系统可以帮助开发者更好地管理和组织代码库，减少不必要的依赖，从而提高性能。
• 安全性问题：随着Java应用的不断增大，安全性问题也越来越突出。模块化系统可以帮助开发者更好地管理和组织代码库，减少不必要的依赖，从而提高安全性。

JDK 9的新特性不仅有助于解决上述问题，还为开发者提供了更灵活、更高效的编程工具，提高了开发效率和代码质量。

模块化系统（Jigsaw项目）

JDK 9的一个重大新特性是模块化系统，这是Jigsaw项目的成果。模块化系统旨在解决Java平台在大型应用开发中的常见问题，如代码冗余、维护困难和安全性问题。模块化系统的引入使得Java程序更加模块化、可维护和安全。

模块的概念

模块是Java程序的基本构建块，它将一组相关的类和接口组织在一起。模块可以帮助开发者更好地管理和组织代码库，减少代码冗余，提高代码可维护性和安全性。每个模块都有一个定义文件，该文件指定了模块的名称、导出的包和依赖的其他模块。

模块定义文件（module-info.java）

模块定义文件是Java模块的核心部分。它是一个名为module-info.java的源文件，位于模块根目录下。模块定义文件中定义了模块的名称、导出的包和依赖的其他模块。

module com.example.myapp {
    exports com.example.myapp.util;
    requires java.base;
    requires com.example.common;
}

• module com.example.myapp：定义了模块的名称为com.example.myapp。
• exports com.example.myapp.util：导出了com.example.myapp.util包，使得其他模块可以访问这个包中的类和接口。
• requires java.base：声明了对Java平台的基本模块java.base的依赖。
• requires com.example.common：声明了对另一个模块com.example.common的依赖，使得当前模块可以访问com.example.common模块中的类和接口。

如何使用模块

使用模块化系统开发Java应用程序需要遵循以下步骤：

1. 定义模块：为每个模块创建一个module-info.java文件，并定义模块的名称、导出的包和依赖的其他模块。
2. 编译模块：使用javac命令编译模块源文件。
3. 运行模块：使用java命令运行模块。

示例代码

// module-info.java
module com.example.myapp {
    exports com.example.myapp.util;
    requires java.base;
    requires com.example.common;
}

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

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

// ModuleUtil.java
package com.example.myapp.util;

public class ModuleUtil {
    public static void sayHello() {
        System.out.println("Hello, Module Util!");
    }
}

编译模块

javac -d . module-info.java MyModule.java ModuleUtil.java

运行模块

java --module-path . --module com.example.myapp/com.example.myapp.MyModule

模块化的优势

模块化系统提供了许多优势，包括以下几点：

• 减少代码冗余：模块化系统将代码组织成相互独立的模块，减少了代码冗余，提高了代码的可维护性。
• 提高性能：模块化系统可以帮助开发者更好地管理和组织代码库，减少不必要的依赖，从而提高性能。
• 提高安全性：模块化系统可以帮助开发者更好地管理和组织代码库，减少不必要的依赖，从而提高安全性。

新的集合工具

JDK 9在集合工具方面也引入了一些重要的新特性，包括Stream API的新特性和Collection接口的更新。

Stream API的新特性

Stream API是Java 8引入的一个重要的新特性，它可以对集合进行复杂的操作，比如过滤、映射和聚合等。JDK 9对Stream API进行了改进和增强，使其更加灵活和强大。

1. Stream API的新特性

   • 可并行的Stream API：JDK 9引入了新的parallel方法，使得Stream API可以并行执行。这可以提高处理大型数据集的性能。
   • 新的Stream操作：JDK 9引入了一些新的Stream操作，比如takeWhile和dropWhile，用于根据条件过滤Stream中的元素。

   示例代码

   import java.util.Arrays;
   import java.util.List;
   import java.util.stream.Collectors;
   import java.util.stream.Stream;
   
   public class StreamExample {
      public static void main(String[] args) {
          List<String> list = Arrays.asList("1", "2", "3", "4", "5");
   
          // 使用takeWhile和dropWhile
          Stream<String> takeWhileStream = list.stream().takeWhile(s -> Integer.parseInt(s) < 4);
          Stream<String> dropWhileStream = list.stream().dropWhile(s -> Integer.parseInt(s) < 4);
   
          List<String> takeWhileList = takeWhileStream.collect(Collectors.toList());
          List<String> dropWhileList = dropWhileStream.collect(Collectors.toList());
   
          System.out.println("takeWhile: " + takeWhileList);
          System.out.println("dropWhile: " + dropWhileList);
   
          // 并行流
          List<String> parallelList = list.parallelStream()
                  .filter(s -> Integer.parseInt(s) > 2)
                  .collect(Collectors.toList());
   
          System.out.println("parallelList: " + parallelList);
      }
   }

   此代码示例展示了如何使用takeWhile和dropWhile操作过滤Stream中的元素，以及如何使用并行流处理列表中的元素。

2. Stream API的性能优化

   JDK 9对Stream API的内部实现进行了优化，提高了处理大型数据集的性能。这些优化包括改进了内部迭代器的实现和优化了并行流的执行。

Collection接口更新

JDK 9对Collection接口进行了更新，引入了一些新的方法，使得集合操作更加灵活和高效。

1. Collection接口的新特性

   • 新的默认方法：JDK 9为Collection接口引入了一些新的默认方法，比如removeIf和replaceAll，用于进行复杂的集合操作。

   示例代码

   import java.util.ArrayList;
   import java.util.List;
   
   public class CollectionExample {
      public static void main(String[] args) {
          List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));
   
          // 使用removeIf
          list.removeIf(n -> n < 3);
          System.out.println("removeIf: " + list);
   
          // 使用replaceAll
          list.replaceAll(n -> n * 2);
          System.out.println("replaceAll: " + list);
      }
   }

   此代码示例展示了如何使用removeIf和replaceAll方法进行集合操作。

2. Collection接口的性能优化

   JDK 9对Collection接口的实现进行了优化，提高了处理大型集合的性能。这些优化包括改进了内部迭代器的实现和优化了并行集合操作的执行。

局部变量类型推断

局部变量类型推断是JDK 9引入的一项新特性，它允许开发者使用var关键字来声明局部变量，而不需要显式指定变量的类型。局部变量类型推断使得代码更加简洁和易读，减少了重复的类型声明。

var关键字的应用

局部变量类型推断使用var关键字来声明局部变量，var关键字会根据赋值表达式自动推断出变量的类型。var关键字只能用于局部变量声明，不能用于其他类型的声明，比如字段声明或方法声明。

1. 基本示例

   var list = new ArrayList<String>();
   var map = new HashMap<String, Integer>();
   var str = "Hello, Variable!";

   在这些示例中，var关键字会根据赋值表达式自动推断出变量的类型。

2. 嵌套类型声明

   var list = new ArrayList<>() {
      @Override
      public boolean add(E e) {
          // 自定义添加逻辑
          return super.add(e);
      }
   };

   在这个示例中，var关键字会根据嵌套的类型声明自动推断出变量的类型。

3. 方法返回值

   var result = someMethod();

   在这个示例中，var关键字会根据someMethod方法返回值的类型自动推断出变量的类型。

类型推断的优势和局限性

局部变量类型推断提供了一些优势，但也存在一些局限性。

1. 优势

   • 代码简洁：局部变量类型推断使得代码更加简洁和易读，减少了重复的类型声明。
   • 代码一致性：局部变量类型推断使得代码更加一致，减少了由于类型声明错误导致的bug。

2. 局限性

   • 类型不明确：使用var关键字声明的变量的类型不明确，可能会导致代码的可读性降低。
   • 类型推断限制：局部变量类型推断的类型推断有一定的限制，比如不能推断出方法的返回类型。

移除旧的、弃用的工具和API

JDK 9移除了许多旧的、弃用的工具和API，这些工具和API在Java平台中已经不再被使用，或者已经被更现代的工具和API取代。移除这些工具和API可以帮助开发者更好地管理和维护Java平台，减少不必要的依赖，提高平台的安全性和性能。

移除的工具和API介绍

1. Nashorn JavaScript Engine

   Nashorn JavaScript Engine是一个基于JavaScript的动态脚本引擎，它允许开发者在Java平台中运行JavaScript代码。Nashorn JavaScript Engine在Java 9中被移除，开发者可以使用其他的JavaScript引擎，比如JVM上的Rhino或Nashorn的替代方案。

2. Java EE和CORBA模块

   Java EE和CORBA模块是Java平台的一部分，它们提供了一些企业级和分布式计算相关的工具和API。Java EE和CORBA模块在Java 9中被移除，开发者可以使用其他的工具和API，比如Java EE的替代方案Jakarta EE和新的分布式计算框架。

3. JAX-WS

   JAX-WS是一个基于SOAP的Web服务框架，它允许开发者在Java平台中创建和消费Web服务。JAX-WS在Java 9中被移除，开发者可以使用其他的Web服务框架，比如JAX-RS或Spring Web Services。

4. Java Management Extensions (JMX) Agent

   Java Management Extensions (JMX) Agent是一个Java平台的管理工具，它允许开发者管理和监控Java应用程序。Java Management Extensions (JMX) Agent在Java 9中被移除，开发者可以使用其他的管理工具，比如Java Management Extensions (JMX)的替代方案或新的管理框架。

5. Pack200工具

   Pack200工具是一个Java平台的压缩工具，它允许开发者压缩和解压缩Java类文件。Pack200工具在Java 9中被移除，开发者可以使用其他的压缩工具，比如ZIP或新的压缩框架。

对现有代码的影响

移除这些工具和API可能会对现有的代码产生一些影响，比如代码不再编译或运行。为了解决这些问题，开发者可以采取以下措施：

1. 更新代码：开发者可以更新代码，使用新的工具和API代替被移除的工具和API。

   示例代码

   // 原有代码使用JAX-WS
   import javax.xml.ws.WebService;
   @WebService
   public class MyWebService {
      public String hello(String name) {
          return "Hello, " + name;
      }
   }
   
   // 更新后的代码使用JAX-RS
   import javax.ws.rs.GET;
   import javax.ws.rs.Path;
   import javax.ws.rs.Produces;
   import javax.ws.rs.core.MediaType;
   
   @Path("/hello")
   public class MyResource {
      @GET
      @Produces(MediaType.TEXT_PLAIN)
      public String hello() {
          return "Hello, World!";
      }
   }

   在这个示例中，原有的代码使用了被移除的JAX-WS，更新后的代码使用了新的JAX-RS。

2. 使用新的替代方案：开发者可以使用新的替代方案，比如其他的JavaScript引擎、企业级框架、Web服务框架、管理工具或压缩工具。

3. 使用新的版本的Java平台：开发者可以使用新的版本的Java平台，这些版本可能已经包含了这些新的工具和API。

移除这些工具和API可以帮助开发者更好地管理和维护Java平台，减少不必要的依赖，提高平台的安全性和性能。

其他新特性

除了模块化系统、新的集合工具和局部变量类型推断，JDK 9还引入了一些其他的新特性和改进，包括HTTP客户端改进、私有接口成员和其他值得关注的新特性。

HTTP客户端改进

Java平台的HTTP客户端库在Java 9中得到了改进，它提供了一种新的API来创建和管理HTTP请求。新的HTTP客户端库是基于JDK 9的新模块化系统开发的，它提供了一种更现代、更灵活的API来处理HTTP请求。

1. 新的HTTP客户端API

   新的HTTP客户端API提供了一种更现代、更灵活的API来创建和管理HTTP请求。新的HTTP客户端API提供了一种新的HttpClient类，它允许开发者创建和管理HTTP客户端，发送HTTP请求，处理HTTP响应，使用连接池管理连接等。

   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.HttpRequest.BodyPublishers;
   import java.net.http.HttpResponse.BodyHandlers;
   import java.util.concurrent.CompletableFuture;
   
   public class HttpClientExample {
      public static void main(String[] args) throws Exception {
          HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
          HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
                  .uri(new URI("http://httpbin.org/get"))
                  .build();
   
          CompletableFuture<HttpResponse<String>> responseFuture = client.sendAsync(request, BodyHandlers.ofString());
   
          HttpResponse<String> response = responseFuture.join();
          System.out.println(response.body());
      }
   }

   此代码示例展示了如何使用新的HTTP客户端API创建HTTP客户端，发送HTTP请求，处理HTTP响应。

   注意事项

   • 新的HTTP客户端API是基于JDK 9的新模块化系统开发的，开发者需要使用新模块化系统来编译和运行代码。
   • 新的HTTP客户端API提供了更现代、更灵活的API来创建和管理HTTP客户端，发送HTTP请求，处理HTTP响应，使用连接池管理连接等。
   • 新的HTTP客户端API使用了异步编程模型，开发者可以使用CompletableFuture来处理异步请求的结果。

私有接口成员

Java平台的接口成员在Java 9中得到了改进，它提供了一种新的机制来定义私有接口成员。新的私有接口成员机制允许开发者定义私有的接口成员，这些成员只能被接口的实现类访问，不能被其他类访问。

1. 新的私有接口成员机制

   新的私有接口成员机制允许开发者定义私有的接口成员，这些成员只能被接口的实现类访问，不能被其他类访问。新的私有接口成员机制通过使用private关键字来定义私有的接口成员，这些成员只能被接口的实现类访问，不能被其他类访问。

   示例代码

   public interface MyInterface {
      private void privateMethod() {
          System.out.println("This is a private method in MyInterface");
      }
   
      void publicMethod();
   }
   
   public class MyInterfaceImpl implements MyInterface {
      @Override
      public void publicMethod() {
          privateMethod();
          System.out.println("This is a public method in MyInterfaceImpl");
      }
   }
   
   public class Main {
      public static void main(String[] args) {
          MyInterfaceImpl impl = new MyInterfaceImpl();
          impl.publicMethod();
      }
   }

   此代码示例展示了如何定义私有的接口成员，这些成员只能被接口的实现类访问，不能被其他类访问。

   注意事项

   • 新的私有接口成员机制允许开发者定义私有的接口成员，这些成员只能被接口的实现类访问，不能被其他类访问。
   • 新的私有接口成员机制通过使用private关键字来定义私有的接口成员，这些成员只能被接口的实现类访问，不能被其他类访问。
   • 新的私有接口成员机制使得Java平台的接口更加灵活和强大，允许开发者定义私有的接口成员，这些成员只能被接口的实现类访问，不能被其他类访问。

其他值得关注的新特性

除了模块化系统、新的集合工具、局部变量类型推断、HTTP客户端改进和私有接口成员之外，JDK 9还引入了一些其他的新特性和改进，包括新的文件系统API、新的日期和时间API、新的序列化API和其他新特性。

1. 新的文件系统API

   新的文件系统API提供了一种新的API来访问和管理文件系统。新的文件系统API提供了一种新的FileSystem类，它允许开发者创建和管理文件系统，访问文件系统中的文件和目录，使用文件系统提供者管理文件系统等。

   示例代码

   import java.nio.file.FileSystem;
   import java.nio.file.FileSystems;
   import java.nio.file.Path;
   import java.nio.file.Paths;
   
   public class FileSystemExample {
      public static void main(String[] args) {
          Path path = Paths.get("example.txt");
          FileSystem fileSystem = FileSystems.getDefault();
   
          Path resolvedPath = fileSystem.getPath(path.toString());
          System.out.println(resolvedPath);
   
          Path parent = path.getParent();
          System.out.println(parent);
   
          Path root = path.getRoot();
          System.out.println(root);
      }
   }

   此代码示例展示了如何使用新的文件系统API访问和管理文件系统。

   注意事项

   • 新的文件系统API提供了一种新的API来访问和管理文件系统。
   • 新的文件系统API提供了一种新的FileSystem类，它允许开发者创建和管理文件系统，访问文件系统中的文件和目录，使用文件系统提供者管理文件系统等。
   • 新的文件系统API使得Java平台的文件系统访问和管理更加灵活和强大。

2. 新的日期和时间API

   新的日期和时间API提供了一种新的API来处理日期和时间。新的日期和时间API提供了一种新的java.time包，它允许开发者创建和管理日期和时间，处理日期和时间的格式化和解析，使用时区管理日期和时间等。

   示例代码

   import java.time.LocalDate;
   import java.time.LocalDateTime;
   import java.time.LocalTime;
   import java.time.ZoneId;
   import java.time.format.DateTimeFormatter;
   
   public class DateTimeExample {
      public static void main(String[] args) {
          LocalDate date = LocalDate.now();
          LocalTime time = LocalTime.now();
          LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.now();
          LocalDateTime dateTimeWithZone = LocalDateTime.now(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));
   
          System.out.println("Date: " + date);
          System.out.println("Time: " + time);
          System.out.println("DateTime: " + dateTime);
          System.out.println("DateTime with Zone: " + dateTimeWithZone);
   
          DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
          String formattedDateTime = dateTime.format(formatter);
          System.out.println("Formatted DateTime: " + formattedDateTime);
      }
   }

   此代码示例展示了如何使用新的日期和时间API处理日期和时间。

   注意事项

   • 新的日期和时间API提供了一种新的API来处理日期和时间。
   • 新的日期和时间API提供了一种新的java.time包，它允许开发者创建和管理日期和时间，处理日期和时间的格式化和解析，使用时区管理日期和时间等。
   • 新的日期和时间API使得Java平台的日期和时间处理更加灵活和强大。

3. 新的序列化API

   新的序列化API提供了一种新的API来序列化和反序列化对象。新的序列化API提供了一种新的java.nio包，它允许开发者创建和管理序列化器和反序列化器，使用序列化提供者管理序列化和反序列化等。

   示例代码

   import java.io.ByteArrayInputStream;
   import java.io.ByteArrayOutputStream;
   import java.io.IOException;
   import java.io.ObjectInputStream;
   import java.io.ObjectOutputStream;
   import java.io.Serializable;
   
   public class SerializationExample {
      public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
          SerializableObject obj = new SerializableObject(123, "Hello, Serialization!");
   
          ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
          ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
          oos.writeObject(obj);
          byte[] serializedObj = bos.toByteArray();
          oos.close();
          bos.close();
   
          ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(serializedObj);
          ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
          SerializableObject deserializedObj = (SerializableObject) ois.readObject();
          ois.close();
          bis.close();
   
          System.out.println("Object: " + deserializedObj.getValue());
          System.out.println("Message: " + deserializedObj.getMessage());
      }
   
      static class SerializableObject implements Serializable {
          private int value;
          private String message;
   
          public SerializableObject(int value, String message) {
              this.value = value;
              this.message = message;
          }
   
          public int getValue() {
              return value;
          }
   
          public String getMessage() {
              return message;
          }
      }
   }

   此代码示例展示了如何使用新的序列化API序列化和反序列化对象。

   注意事项

   • 新的序列化API提供了一种新的API来序列化和反序列化对象。
   • 新的序列化API提供了一种新的java.nio包，它允许开发者创建和管理序列化器和反序列化器，使用序列化提供者管理序列化和反序列化等。
   • 新的序列化API使得Java平台的对象序列化和反序列化更加灵活和强大。

通过这些新特性和改进，JDK 9为开发者提供了更强大、更灵活的工具和API，帮助开发者更好地处理和管理Java应用程序。