Java 17 的新特性

下面我来更详细地介绍 Java 17 的新特性，并提供相关的示例。

1. 嵌套式访问控制（Nest-Based Access Control）

嵌套式访问控制允许外部类访问内部类的私有成员，同时限制非内部类的访问。使用该特性，我们可以更好地封装代码，并提高安全性。下面是一个使用嵌套类进行测试的例子：

class NestingDemo {
    private int x = 1;

    class Inner {
        private int y = 2;

        public void test() {
            System.out.println(x + y);
        }
    }

    public void runInner() {
        Inner in = new Inner();
        in.test();
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        NestingDemo nd = new NestingDemo();
        nd.runInner(); // 输出 3
    }
}

在上述代码中，Inner 类可以访问 NestingDemo 类中的私有变量 x，但其他对象不能访问它。

2. Switch 表达式增强

Switch 表达式的增强使得我们可以更简洁地书写代码。下面是一个使用 Lambda 表达式和 yield 关键字的 Switch 表达式的例子：

public class SwitchDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int day = 5;
        String dayType = switch (day) {
            case 1, 2, 3, 4, 5 -> {
                yield "Weekday";
            }
            case 6, 7 -> {
                yield "Weekend";
            }
            default -> {
                yield "Invalid day";
            }
        };
        System.out.println(dayType); // 输出：Weekday
    }
}

在上述代码中，我们使用 switch 表达式和 Lambda 表达式来判断一周中的某一天属于哪种类型。使用 yield 关键字直接返回结果，避免了使用 break 语句。

3. Sealed 类和接口

Sealed 类和接口可以限制一个类或接口允许被哪些类继承或实现。下面是一个示例：

public sealed class Shape
    permits Rectangle, Circle {

}

final class Rectangle extends Shape {
    private final int width;
    private final int height;

    public Rectangle(int width, int height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    public int getWidth() {
        return width;
    }

    public int getHeight() {
        return height;
    }
}

final class Circle extends Shape {
    private final int radius;

    public Circle(int radius) {
        this.radius = radius;
    }

    public int getRadius() {
        return radius;
    }
}

在上述代码中，我们声明了一个抽象类 Shape 并使用 permits 子句来指定它所允许的子类。然后，我们定义了两个继承自 Shape 的子类 Rectangle 和 Circle。这样，我们就可以控制哪些类可以继承 Shape 了。

4. 基于内存的数据访问 API（Memory Access API）

基于内存的数据访问 API 可以直接操作 JVM 内存中的数据，这样可以提高数据访问和处理的效率。以下是一个使用 VarHandle 类进行原子操作的例子：

import java.lang.invoke.VarHandle;

public class AtomicDemo {
    private static final VarHandle COUNT_HANDLE;

    static {
        try {
            COUNT_HANDLE = MethodHandles.lookup()
                    .findVarHandle(AtomicDemo.class, "count", int.class);
        } catch (Exception e) {
            throw new Error(e);
        }
    }

    private volatile int count; // 需要使用 volatile 关键字

    public void increment() {
        int oldValue;
        int newValue;
        do {
            oldValue = (int) COUNT_HANDLE.getVolatile(this);
            newValue = oldValue + 1;
        } while (!COUNT_HANDLE.compareAndSet(this, oldValue, newValue));
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

在上述代码中，我们使用 VarHandle 类来实现原子操作，从而避免了传统对象引用操作的额外开销。

5. 其他改进

除了上述几个新特性之外，Java 17 还引入了一些其他的改进，包括：

• 改进了 G1 垃圾收集器的性能和稳定性，特别是对于大堆内存的情况。
• 支持使用 JDK 拓展机制加载和运行 GVM 架构的二进制文件。
• 统一 OpenSSL 引擎 API ，提高并发性能，增强安全性，减少复杂性和开销。