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Java 作为一门广泛应用于企业级开发和系统编程的编程语言，一直以来都在不断进化和改进。2022 年发布的 Java 18 版本为开发者带来了一些新的特性和改进，这些特性不仅提升了开发效率，还进一步增强了 Java 语言的功能和灵活性。本文将深入探讨 Java 18 的主要新特性及其应用场景。
一、新特性概述
Java 18 版本的主要新特性包括：
- UTF-8 默认字符集
- 简化的 Web 服务器 API
Vector API第二孵化版Pattern Matching for switch第三预览版Code Snippets in Java API Documentation第三预览版- 重新启用
Finalization和弃用AppCDS Foreign Function & Memory API第二孵化版
这些新特性不仅改善了开发者的编码体验，还提高了应用程序的性能和可维护性。
二、详细介绍新特性
1. UTF-8 默认字符集
在 Java 18 之前，Java 应用程序的默认字符集取决于操作系统的区域设置。这种情况可能导致在不同平台上运行时出现字符编码问题。Java 18 将 UTF-8 设为默认字符集，这意味着无论操作系统的区域设置如何，Java 应用程序都将使用 UTF-8 进行编码和解码。
应用场景：
- 跨平台开发：确保应用程序在不同操作系统上运行时字符编码一致。
- 国际化支持：UTF-8 能更好地支持多语言环境，特别是在处理非 ASCII 字符时。
示例代码：
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Locale;public class Utf8Example {public static void main(String[] args) {System.out.println("Default Charset: " + StandardCharsets.UTF_8);String text = "你好, Java 18!";byte[] bytes = text.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);String decodedText = new String(bytes, StandardCharsets.UTF_8);System.out.println("Decoded Text: " + decodedText);}
}
2. 简化的 Web 服务器 API
Java 18 引入了一个新的简单 Web 服务器 API，适用于测试、原型开发和小规模应用。这一新 API 提供了一个简单的方法来创建 HTTP 服务器，减少了配置和代码量。
应用场景：
- 快速原型开发：无需复杂配置即可启动一个 HTTP 服务器，方便快速验证想法。
- 测试环境：轻量级 HTTP 服务器适用于集成测试和功能测试。
示例代码：
import com.sun.net.httpserver.HttpServer;
import com.sun.net.httpserver.HttpHandler;
import com.sun.net.httpserver.HttpExchange;import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetSocketAddress;public class SimpleHttpServer {public static void main(String[] args) throws IOException {HttpServer server = HttpServer.create(new InetSocketAddress(8000), 0);server.createContext("/hello", new HelloHandler());server.setExecutor(null); // 使用默认的执行器server.start();System.out.println("Server started on port 8000");}static class HelloHandler implements HttpHandler {@Overridepublic void handle(HttpExchange exchange) throws IOException {String response = "Hello, World!";exchange.sendResponseHeaders(200, response.length());OutputStream os = exchange.getResponseBody();os.write(response.getBytes());os.close();}}
}
3. Vector API 第二孵化版
Vector API 提供了一种新的方式来编写高性能的向量化计算代码。向量化计算可以显著提高某些计算密集型任务的性能，如图像处理、信号处理和科学计算。
应用场景：
- 高性能计算：提高计算密集型任务的执行效率。
- 数值分析：加速大规模矩阵运算和数值计算。
示例代码：
import jdk.incubator.vector.DoubleVector;
import jdk.incubator.vector.VectorSpecies;public class VectorExample {private static final VectorSpecies<Double> SPECIES = DoubleVector.SPECIES_PREFERRED;public static void main(String[] args) {double[] a = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0};double[] b = {5.0, 6.0, 7.0, 8.0};double[] c = new double[a.length];for (int i = 0; i < a.length; i += SPECIES.length()) {DoubleVector va = DoubleVector.fromArray(SPECIES, a, i);DoubleVector vb = DoubleVector.fromArray(SPECIES, b, i);DoubleVector vc = va.add(vb);vc.intoArray(c, i);}for (double v : c) {System.out.println(v);}}
}
4. Pattern Matching for switch 第三预览版
Pattern Matching for switch 进一步扩展了 Java 的模式匹配功能，使得 switch 语句可以对多种类型进行模式匹配。这一特性简化了代码逻辑，使得代码更具可读性和维护性。
应用场景：
- 简化代码逻辑：减少繁琐的类型检查和转换代码。
- 提高代码可读性：通过模式匹配使代码更加直观。
示例代码：
public class PatternMatchingSwitch {public static void main(String[] args) {Object obj = "Hello, Java 18!";String result = switch (obj) {case Integer i -> "Integer: " + i;case String s -> "String: " + s;default -> "Unknown type";};System.out.println(result);}
}
5. Code Snippets in Java API Documentation 第三预览版
Java 18 增加了在 API 文档中嵌入代码片段的支持，使得文档更加直观和易于理解。开发者可以在 Javadoc 注释中添加代码片段，直接展示使用示例。
应用场景：
- API 文档：提高文档的可读性和实用性，帮助开发者更好地理解和使用 API。
- 教学示例：在文档中提供具体的使用示例，便于学习和参考。
示例代码：
/*** This class demonstrates a simple addition operation.* * {@snippet :* public static int add(int a, int b) {* return a + b;* }}*/
public class SnippetExample {public static void main(String[] args) {System.out.println(add(1, 2));}public static int add(int a, int b) {return a + b;}
}
6. 重新启用 Finalization 和弃用 AppCDS
Java 18 重新启用了 Finalization 机制，并计划在未来版本中移除。与此同时，弃用了应用程序类数据共享（AppCDS），建议开发者使用 CDS 替代。
应用场景：
- 资源管理：通过
finalize方法进行资源清理（虽然不建议使用）。 - 性能优化：使用 CDS 进行类数据共享，提高应用启动速度。
示例代码：
public class FinalizationExample {@Overrideprotected void finalize() throws Throwable {try {System.out.println("Finalize method called");} finally {super.finalize();}}public static void main(String[] args) {FinalizationExample example = new FinalizationExample();example = null;System.gc(); // 提示垃圾收集器进行垃圾收集}
}
7. Foreign Function & Memory API 第二孵化版
Foreign Function & Memory API 提供了一种安全、高效的方式来访问本地（非 Java）代码和内存。这一 API 是对 JNI 的现代替代，简化了跨语言互操作和本地内存访问。
应用场景：
- 跨语言调用：与 C/C++ 等其他编程语言进行互操作。
- 高效内存访问：直接访问本地内存，提高性能。
示例代码：
import jdk.incubator.foreign.CLinker;
import jdk.incubator.foreign.MemorySegment;
import jdk.incubator.foreign.ResourceScope;import java.lang.invoke.MethodHandle;public class ForeignFunctionExample {public static void main(String[] args) throws Throwable {CLinker linker = CLinker.systemCLinker();MethodHandle strlen = linker.downcallHandle(linker.lookup("strlen").get(),MethodType.methodType(long.class, MemorySegment.class),FunctionDescriptor.of(CLinker.C_LONG, CLinker.C_POINTER));try (ResourceScope scope = ResourceScope.newConfinedScope()) {MemorySegment cString = CLinker.to