java9新特性詳情 - Java,模塊化,HTTP,Java,後端開發肆式青春博客

Java 9 在2017年9月發佈，它不僅是Java 8之後一次重要的更新，更是帶來了許多深刻影響開發方式的變革，尤其是模塊化系統的引入。下面這個表格可以幫助你快速把握其核心特性概覽。

特性類別	核心亮點	主要價值
模塊化系統 (JPMS)	引入了模塊 (`module`) 概念，通過 `module-info.java`文件聲明依賴和暴露的包。	實現強封裝、精細依賴管理、減小運行時體積。
集合工廠方法	為 `List`, `Set`, `Map`提供了 `of()`靜態方法，快速創建不可變集合。	創建簡潔安全，線程安全，性能更好。
接口私有方法	允許在接口中使用 `private`關鍵字定義私有方法。	提高接口內代碼複用性，減少冗餘。
JShell (REPL)	提供交互式命令行工具，可直接輸入代碼片段並立即查看結果。	快速測試代碼片段，學習語言特性。
Stream API 增強	新增 `takeWhile`, `dropWhile`, `iterate`重載等方法。	更精細控制流，簡化迭代操作。
Optional 增強	新增 `stream()`, `ifPresentOrElse()`, `or()`等方法。	更優雅處理可能為空對象。
進程API增強	引入 `ProcessHandle`接口，提供查詢和控制本地進程的API 。	更強大管理操作系統進程。
HTTP/2 客户端	提供新的標準化HTTP客户端，支持HTTP/2和WebSocket 。	替代老舊 `HttpURLConnection`，支持現代網絡協議。

🔧 核心特性詳解

模塊化系統 (JPMS)

Java 平台模塊系統（JPMS，即 Project Jigsaw）是 Java 9 最具革命性的特性。它旨在解決傳統 JAR 文件在大型應用中面臨的類路徑混亂、依賴隱式暴露和 JRE 臃腫等問題。

模塊的核心是一個名為 module-info.java的描述文件，放在代碼根目錄下。它明確聲明瞭以下內容：

requires: 聲明該模塊依賴哪些其他模塊。
exports: 聲明該模塊的哪些包可以被其他模塊訪問。未導出的包在模塊外部是不可見的，實現了強封裝 。
provides ... with 和 uses: 用於聲明和服務提供者接口（SPI）。

一個簡單的模塊定義示例如下：

// module-info.java
module com.mycompany.app {
    requires java.sql; // 聲明依賴
    exports com.mycompany.app.api; // 只暴露api包，其他包隱藏
}

通過模塊化，你可以使用 jlink工具創建一個只包含應用所需模塊的自定義運行時鏡像，顯著減小部署體積。

集合工廠方法

Java 9 引入了創建不可變集合的簡便工廠方法，代碼更加簡潔。

// 創建不可變列表
List<String> list = List.of("A", "B", "C");
// 創建不可變集合
Set<String> set = Set.of("A", "B", "C");
// 創建不可變映射
Map<String, Integer> map = Map.of("Key1", 1, "Key2", 2);
// 或者使用Map.ofEntries創建更多鍵值對
Map<String, Integer> map2 = Map.ofEntries(
    Map.entry("Key1", 1),
    Map.entry("Key2", 2)
);

這些方法創建的集合是不可變的，嘗試修改會拋出 UnsupportedOperationException。它們相比 Arrays.asList()更具線程安全性，且實現上可能更節省內存。

接口私有方法

為了解決 Java 8 中接口的默認方法(default方法)可能產生的代碼重複問題，Java 9 允許在接口中定義私有方法。

public interface MyInterface {
    default void methodA() {
        commonHelper();
        // ... 方法A的特有邏輯
    }
    
    default void methodB() {
        commonHelper();
        // ... 方法B的特有邏輯
    }
    
    // 私有幫助方法，被默認方法共享
    private void commonHelper() {
        // ... 公共邏輯
    }
    
    // 也支持私有靜態方法
    private static void staticHelper() {
        // ... 靜態公共邏輯
    }
}

JShell

JShell 提供了一個交互式環境，讓你無需先編寫類定義和 main方法就能快速測試代碼想法。

$ jshell
|  歡迎使用 JShell -- 版本 9
|  要查看簡介，請鍵入：/help intro

jshell> int x = 10;
x ==> 10

jshell> String greeting = "Hello, JShell!";
greeting ==> "Hello, JShell!"

jshell> System.out.println(greeting + " x is: " + x);
Hello, JShell! x is: 10

jshell> /vars
|    int x = 10
|    String greeting = "Hello, JShell!"

你可以定義類、方法，導入包，以及使用 /list, /vars, /methods等命令查看狀態。

Stream API 增強

takeWhile(Predicate) 和 dropWhile(Predicate): 根據條件處理流。takeWhile會一直取元素直到條件第一次為 false，而 dropWhile會一直丟棄元素直到條件第一次為 false，然後返回剩餘元素。

Stream.of(1, 2, 3, 4, 2, 1)
    .takeWhile(n -> n < 4) // 取出 1, 2, 3 (遇到4時停止)
    .forEach(System.out::println); 

Stream.of(1, 2, 3, 4, 2, 1)
    .dropWhile(n -> n < 4) // 丟棄 1, 2, 3，返回 4, 2, 1
    .forEach(System.out::println);

iterate重載: 新增的重載方法允許提供迭代終止條件，類似 for循環。

// 生成一個從0開始，小於10的遞增數列
IntStream.iterate(0, n -> n < 10, n -> n + 1)
         .forEach(System.out::println);

Optional 增強

stream(): 將 Optional轉換為一個包含值（如果存在）的流，否則返回空流。這在需要將 Optional與 StreamAPI 結合時非常有用。

List<Optional<String>> list = Arrays.asList(
    Optional.of("A"), Optional.empty(), Optional.of("C"));

List<String> result = list.stream()
    .flatMap(Optional::stream) // 將每個Optional轉換為Stream
    .collect(Collectors.toList()); // 結果: ["A", "C"]

ifPresentOrElse(): 如果值存在，執行一個操作，否則執行另一個操作。

optionalValue.ifPresentOrElse(
    value -> System.out.println("Found: " + value),
    () -> System.out.println("Not found")
);

⚙️ 其他重要更新

Java 9 還包括許多其他值得關注的改進：

改進的 Try-With-Resources: 在 try-with-resources語句中，如果資源是 final或等效於 final的變量，可以直接使用，無需在語句內聲明新變量，使代碼更簡潔。

// Java 9 之前
BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("file.txt"));
try (BufferedReader r = reader) { ... }

// Java 9 及以後
BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("file.txt"));
try (reader) { ... } // 直接使用已存在的變量

多版本兼容 JAR 包 (Multi-Release JARs): 允許為不同的 Java 版本提供不同的類文件。例如，一個 JAR 包可以同時包含面向 Java 8 和 Java 9 的類實現，從而在保持向後兼容的同時利用新版本特性。
HTTP/2 客户端 (標準): 引入了新的 HTTP 客户端 API (java.net.http包)，支持 HTTP/2 和 WebSocket，旨在替代舊的 HttpURLConnection。它支持同步和異步調用。
響應式流 (Reactive Streams) API: 在 java.util.concurrent.Flow類中引入了響應式流規範的接口（Publisher, Subscriber, Subscription, Processor），為 Java 平台提供了標準的非阻塞背壓異步流處理基礎。