JDK9新特性学习：面向初学者的简单教程

本文全面介绍了JDK9的新特性，包括模块化系统、局部变量类型推断、新的集合工厂方法和HTTP客户端API等，旨在帮助初学者理解和掌握这些关键概念。JDK9通过这些新特性和改进显著提升了Java开发的效率和安全性，为开发者提供了更加稳定和高效的开发环境。文章详细解释了每个新特性的重要性和应用实例，提供了丰富的示例代码来增强理解。通过学习这些内容，读者可以深入理解并充分利用JDK9的新特性。

JDK9的发布背景

JDK9是Java编程语言的第九个主要版本，于2017年9月21日正式发布。JDK9发布的主要目标之一是实现模块化，以提高开发效率和应用程序的性能。模块化系统允许开发者将应用程序拆分为更小、更易于管理的模块。这不仅有助于提高代码的可维护性和可重用性，还能确保每个模块只依赖必要的部分。

JDK9的发布背景还包括了Java平台的长期支持（Long Term Support，LTS）策略。LTS版本通常每三年发布一次，旨在为开发人员提供稳定、可靠的Java平台。JDK9正是继JDK8之后的第一个LTS版本，这对于Java社区来说是一个重要的里程碑。

JDK9的主要更新点

JDK9引入了多个重要的新特性和改进，其中包括模块化系统（Project Jigsaw）、局部变量类型推断（var）、新的集合工厂方法、HTTP客户端API等。下面将逐一介绍这些新特性。

JDK9的优势和改进

JDK9的更新带来了许多显著的优势和改进，以下是其中的一部分：

1. 模块化系统：通过引入模块化系统，JDK9提高了应用程序的性能，并减少了类路径的复杂性。模块化系统帮助开发者更好地管理和维护代码库。
2. 性能提升：新的模块化系统和对垃圾回收器（GC）的改进使得JDK9在性能方面有了显著的提升。
3. 安全性增强：模块化系统增强了应用程序的安全性，通过限制类和包之间的访问来减少安全漏洞的风险。
4. 开发效率提升：局部变量类型推断和新的集合工厂方法等特性简化了代码编写过程，从而提高了开发效率。
5. 资源文件改进：JDK9引入了新的资源文件格式，使得资源的管理和加载变得更加方便。

接下来，我们将详细介绍JDK9中最重要的新特性之一：模块化系统。

模块化系统的基本概念

模块化系统是JDK9中的一个重大更新，它将Java平台转变为一个更加模块化的环境。模块化系统的核心思想是将应用程序分解为更小、更独立的模块，每个模块具有明确的定义，并且可以独立地进行开发、测试和部署。

在模块化系统中，每个模块都定义在一个名为module-info.java的文件中，该文件包含模块的声明、导出的包以及模块的依赖关系。通过这种方式，模块化系统可以确保应用程序只依赖于必要的模块，并且可以避免潜在的类路径冲突。

模块化系统的好处

模块化系统带来了许多好处：

1. 更清晰的依赖关系：通过定义明确的依赖关系，模块化系统帮助开发者更好地理解和管理应用程序的依赖关系。
2. 减少类路径冲突：模块化系统通过限制类和包之间的访问来减少类路径冲突，从而提高应用程序的稳定性和可靠性。
3. 增强的安全性：模块化系统增强了应用程序的安全性，通过限制类和包之间的访问来减少安全漏洞的风险。
4. 提高开发效率：通过模块化系统，开发者可以更轻松地管理和维护代码库。

如何使用模块化系统

使用模块化系统需要创建一个包含module-info.java文件的项目，并定义模块的基本信息，例如模块名、导出的包以及依赖的模块。以下是一个简单的例子，展示了如何创建一个模块化的Java项目：

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

在这个例子中，模块名是com.example.myproject，它依赖于java.base和java.logging模块，并导出了com.example.myproject包。通过这种方式，模块化系统可以帮助开发者更好地管理和维护代码库。

示例代码

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

// Main.java
package com.example.myproject;

import java.util.logging.Logger;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Logger logger = Logger.getGlobal();
        logger.info("Hello, World!");
    }
}

编译和运行：

javac --module-source-path src -d mods src/module-info.java src/com/example/myproject/Main.java
java --module-path mods --module com.example.myproject

局部变量类型推断的意义

局部变量类型推断是JDK9引入的一个新特性，它允许开发者使用var关键字来声明局部变量，而无需显式指定变量的类型。这个特性简化了代码，并使得代码更加简洁易读。

局部变量类型推断的关键在于它能够根据赋值表达式的类型自动推断出变量的类型。这意味着开发者可以编写更简洁、更易读的代码，同时保持类型安全。

如何使用var关键字

使用var关键字声明局部变量时，只需在声明语句中使用var关键字，并省略变量类型。编译器会根据赋值表达式的类型自动推断出变量的类型。以下是一个简单的例子，展示了如何使用var关键字：

var myString = "Hello, World!";
var myNumber = 42;
var myList = List.of(1, 2, 3);
var myMap = Map.of("key", "value");

var myComplexType = new ComplexObject("example", 123);

class ComplexObject {
    public ComplexObject(String name, int id) {
        this.name = name;
        this.id = id;
    }

    private String name;
    private int id;
}

var关键字的优点

使用var关键字的主要优点包括：

1. 简洁易读：使用var关键字可以使代码更加简洁易读，特别是在声明复杂类型的变量时。
2. 提高开发效率：通过减少显式指定变量类型的需要，var关键字可以提高开发效率，特别是在大型代码库中。
3. 保持类型安全：使用var关键字不会牺牲类型安全，因为编译器会根据赋值表达式的类型自动推断出变量的类型。

集合工厂方法的使用场景

新的集合工厂方法是JDK9引入的一个新特性，它提供了一种更简洁的方式创建集合对象。新的集合工厂方法可以用于创建List、Set和Map等集合对象，并且提供了多种创建集合的方法，例如静态方法和lambda表达式。

如何使用新的集合工厂方法

使用新的集合工厂方法可以创建集合对象，例如List、Set和Map等。以下是一个简单的例子，展示了如何使用新的集合工厂方法：

var list = List.of("apple", "banana", "orange");
var set = Set.of("apple", "banana", "orange");
var map = Map.of("name", "John", "age", 30);

// 创建不可修改的集合
var immutableList = List.of("apple", "banana", "orange");
var immutableSet = Set.of("apple", "banana", "orange");
var immutableMap = Map.of("name", "John", "age", 30);

// 创建可修改的集合
var mutableListOf = new ArrayList<>(List.of("apple", "banana", "orange"));
var mutableSet = new HashSet<>(Set.of("apple", "banana", "orange"));
var mutableMap = new HashMap<>(Map.of("name", "John", "age", 30));

在这个例子中，我们使用了新的集合工厂方法创建了List、Set和Map等集合对象。List.of()、Set.of()和Map.of()方法创建的是不可修改的集合，而通过创建ArrayList、HashSet和HashMap实例的方式创建的是可修改的集合。

示例代码

以下是一个更详细的示例代码，展示了如何使用新的集合工厂方法创建并操作集合对象：

import java.util.*;

public class CollectionFactoryMethodsExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建不可修改的集合
        var immutableList = List.of("apple", "banana", "orange");
        var immutableSet = Set.of("apple", "banana", "orange");
        var immutableMap = Map.of("name", "John", "age", 30);

        // 打印集合对象
        System.out.println("Immutable List: " + immutableList);
        System.out.println("Immutable Set: " + immutableSet);
        System.out.println("Immutable Map: " + immutableMap);

        // 创建可修改的集合
        var mutableListOf = new ArrayList<>(List.of("apple", "banana", "orange"));
        var mutableSet = new HashSet<>(Set.of("apple", "banana", "orange"));
        var mutableMap = new HashMap<>(Map.of("name", "John", "age", 30));

        // 对可修改的集合进行操作
        mutableListOf.add("grape");
        mutableSet.add("grape");
        mutableMap.put("location", "New York");

        // 打印可修改的集合对象
        System.out.println("Mutable List: " + mutableListOf);
        System.out.println("Mutable Set: " + mutableSet);
        System.out.println("Mutable Map: " + mutableMap);
    }
}

在这个示例代码中，我们创建了不可修改和可修改的集合对象，并展示了如何使用集合工厂方法创建集合对象以及如何对可修改的集合对象进行操作。

HTTP客户端API的基础知识

HTTP客户端API是JDK9引入的一个新特性，它提供了一种内置的方式来发送HTTP请求和接收HTTP响应。HTTP客户端API基于java.net.http包，提供了HttpClient和HttpRequest等类来发送HTTP请求，以及HttpResponse类来接收HTTP响应。

HTTP客户端API的设计目标是提供一种简单、高效的方式来发送HTTP请求和接收HTTP响应，而无需依赖第三方库。通过这种方式，开发者可以更方便地进行网络开发，而无需引入额外的依赖。

如何使用HTTP客户端API

使用HTTP客户端API发送HTTP请求和接收HTTP响应的基本步骤如下：

1. 创建一个HttpClient实例。
2. 创建一个HttpRequest实例。
3. 调用HttpClient实例的send方法发送HTTP请求并接收HTTP响应。
4. 处理接收到的HTTP响应。

以下是一个简单的例子，展示了如何使用HTTP客户端API发送一个GET请求并接收响应：

import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;
import java.net.http.HttpClient.Version;
import java.net.http.HttpRequest.BodyPublishers;
import java.net.http.HttpResponse.BodyHandlers;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;

public class HttpClientExample {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        // 创建HttpClient实例
        HttpClient client = HttpClient.newBuilder().version(Version.HTTP_1_1).build();

        // 创建HttpRequest实例
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri(URI.create("https://www.example.com"))
                .GET()
                .build();

        // 发送HTTP请求并接收HTTP响应
        HttpResponse<String> response = client.send(request, BodyHandlers.ofString());

        // 处理接收到的HTTP响应
        System.out.println("Status Code: " + response.statusCode());
        System.out.println("Response Body: " + response.body());
    }
}

在这个例子中，我们使用HttpClient.newBuilder()方法创建了一个HttpClient实例，然后使用HttpRequest.newBuilder()方法创建了一个HttpRequest实例，并指定了请求的目标URL。接下来，我们调用HttpClient实例的send方法发送HTTP请求并接收HTTP响应，最后处理接收到的HTTP响应。

示例代码

以下是一个更详细的示例代码，展示了如何使用HTTP客户端API发送一个POST请求并接收响应：

import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;
import java.net.http.HttpClient.Version;
import java.net.http.HttpRequest.BodyPublishers;
import java.net.http.HttpResponse.BodyHandlers;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;

public class HttpClientPostExample {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        // 创建HttpClient实例
        HttpClient client = HttpClient.newBuilder().version(Version.HTTP_1_1).build();

        // 创建HttpRequest实例
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri(URI.create("https://www.example.com/api"))
                .header("Content-Type", "application/json")
                .POST(BodyPublishers.ofString("{\"key\":\"value\"}"))
                .build();

        // 发送HTTP请求并接收HTTP响应
        HttpResponse<String> response = client.send(request, BodyHandlers.ofString());

        // 处理接收到的HTTP响应
        System.out.println("Status Code: " + response.statusCode());
        System.out.println("Response Body: " + response.body());
    }
}

在这个示例代码中，我们使用HttpClient.newBuilder()方法创建了一个HttpClient实例，然后使用HttpRequest.newBuilder()方法创建了一个HttpRequest实例，并指定了请求的目标URL和请求头。接下来，我们调用HttpClient实例的send方法发送HTTP请求并接收HTTP响应，最后处理接收到的HTTP响应。

移除的旧接口和类

JDK9中移除了一些旧接口和类，这些接口和类已经不再被广泛使用，并且存在一些潜在的问题。以下是一些被移除的接口和类的示例：

• sun.misc.Unsafe：sun.misc.Unsafe是一个不安全的类，允许开发者直接操作内存和反射，但是它存在一些潜在的安全风险。因此，sun.misc.Unsafe在JDK9中被移除了。
• java.util.Comparable：Comparable接口在JDK9中被移除了，因为它已经不再被广泛使用，并且存在一些潜在的问题。

示例代码

// 使用 sun.misc.Unsafe 的示例
import sun.misc.Unsafe;
import java.lang.reflect.Field;

public class UnsafeExample {
    private static Unsafe unsafe;

    static {
        try {
            Field field = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
            field.setAccessible(true);
            unsafe = (Unsafe) field.get(null);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 使用 Unsafe 进行内存操作的示例
        // 例如获取对象的地址、分配内存等
    }
}

新的API和工具

JDK9引入了一些新的API和工具，这些API和工具可以帮助开发者更方便地进行开发和调试。以下是一些新的API和工具的示例：

• java.util.concurrent包：java.util.concurrent包引入了一些新的API和工具，例如CompletableFuture和StampedLock等，这些API和工具可以帮助开发者更方便地进行并发编程。
• jlink：jlink是JDK9引入的一个新的工具，它可以用于创建自定义的JRE（Java运行时环境），并且可以将JRE的大小减小到最小。

JDK9其他重要更新点的概述

JDK9引入了多个重要的新特性和改进，以下是一些其他重要的更新点的概述：

• 垃圾回收器改进：JDK9引入了新的垃圾回收器（GC）改进，例如G1垃圾回收器的改进和ZGC垃圾回收器的引入。这些改进可以显著提高应用程序的性能和稳定性。
• 新的JShell工具：JDK9引入了一个新的工具jshell，它是一个交互式的Java Shell，可以帮助开发者更方便地进行Java编程和调试。
• 新的JFR（Java Flight Recorder）工具：JDK9引入了一个新的工具jfr，它可以用于收集Java应用程序的运行时信息，例如CPU使用率、内存使用情况等。