jdk8 后各个版本的新特性详解

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Java 版本迭代中，LTS（长期支持）版本（如 8、11、17）因提供 5-8 年的官方支持，被企业广泛采用。以下按版本顺序梳理 JDK 8 及之后的核心新特性，重点突出 LTS 版本的关键更新：

一、JDK 8（2014 年，LTS）—— 革命性的版本

JDK 8 引入了大量改变 Java 编程范式的特性，是 Java 历史上最具影响力的版本之一：

Lambda 表达式：用简洁语法实现函数式编程，替代匿名内部类（如 (a, b) -> a + b）。
Stream API：声明式处理集合（过滤、映射、聚合等），支持并行处理（parallelStream()）。
Optional 类：封装可能为 null 的值，避免空指针异常（NPE）。
新日期时间 API（java.time 包）：替代线程不安全的 Date/Calendar，提供 LocalDate、Instant 等不可变类。
CompletableFuture：增强异步编程，支持链式操作、异常处理和任务组合，替代传统 Future。
接口默认方法与静态方法：接口可定义带实现的方法（default 关键字），解决接口升级兼容性问题。
方法引用：简化 Lambda 表达式（如 Integer::parseInt 替代 s -> Integer.parseInt(s)）。

二、JDK 9（2017 年）—— 模块化与工具增强

JDK 9 重点是模块化系统，同时增强了现有 API：

模块系统（Project Jigsaw）：引入 module-info.java 定义模块依赖，解决 “类路径地狱”（类冲突、冗余依赖），实现代码封装与隔离。例：module com.example.app { requires java.base; }（声明依赖基础模块）。
接口私有方法：接口中可定义 private 方法，供默认方法调用，避免代码重复（default 方法可调用私有方法）。
集合工厂方法：新增 List.of()、Set.of()、Map.of() 等静态方法，创建不可变集合（比 Collections.unmodifiableList() 更高效）。例：List<String> list = List.of("a", "b");（不可修改，添加元素会抛异常）。
JShell（交互式编程工具）：支持即时执行 Java 代码片段（无需写类和 main 方法），适合快速测试和学习。
Stream API 增强：新增 takeWhile(Predicate)（保留满足条件的前缀）、dropWhile(Predicate)（丢弃满足条件的前缀）、ofNullable(T)（支持单元素空流）。
try-with-resources 增强：可在 try 括号中使用已定义的资源变量（无需重新声明）。例：InputStream is = new FileInputStream("a.txt"); try (is) { ... }

三、JDK 11（2018 年，LTS）—— 实用 API 与性能优化

JDK 11 作为继 8 之后的第二个 LTS 版本，聚焦稳定性和实用性：

HTTP 客户端（标准化）：正式引入 java.net.http 包，替代老旧的 HttpURLConnection，支持 HTTP/2 和 WebSocket，API 更简洁（基于 CompletableFuture 实现异步）。例：

java
 
运行
 
HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder().uri(URI.create("https://example.com")).build();
client.sendAsync(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString())
      .thenApply(HttpResponse::body)
      .thenAccept(System.out::println);

局部变量类型推断增强（var）：var 可用于 Lambda 参数（需显式声明泛型），提升复杂 Lambda 的可读性。例：(var x, var y) -> x + y（适用于长参数名场景）。
字符串方法增强：
- strip()：去除前后空白（比 trim() 更智能，支持 Unicode 空白字符）。
- isBlank()：判断字符串是否为空或仅含空白字符。
- lines()：按行分割字符串，返回 Stream<String>。
- repeat(int n)：重复字符串 n 次。
Files 工具类增强：
- Files.readString(Path)：直接读取文件内容为字符串（适用于文本文件）。
- Files.writeString(Path, String)：直接写入字符串到文件。
ZGC（实验性低延迟垃圾收集器）：引入可扩展、低延迟的 ZGC（Z Garbage Collector），暂停时间不超过 10ms，支持 TB 级内存。
移除冗余组件：移除过时的 CORBA、Java EE 和 JAX-WS 模块，精简 JDK。

四、JDK 17（2021 年，LTS）—— 现代语言特性与性能飞跃

JDK 17 是目前企业主流选择的 LTS 版本，整合了 12-16 版本的预览特性，增强语言表达能力：

密封类（Sealed Classes）：限制类的继承关系，用 sealed 修饰类，并通过 permits 指定允许继承的子类，避免无限制扩展导致的混乱。例：
java

运行
```
public sealed class Shape permits Circle, Rectangle { ... }
final class Circle extends Shape { ... } // 必须是 final 或 sealed
```

模式匹配增强（instanceof）：简化类型判断与转换，无需显式强制转型。例：

java
 
运行
 
if (obj instanceof String s) { // 若 obj 是 String，直接用 s 引用
    System.out.println(s.length()); 
}

switch 表达式增强：
- 支持箭头语法（case x -> ...），无需 break。
- 支持 yield 关键字返回值（替代 return，更清晰）。
- 可作为表达式直接赋值。
  
  例：
java

运行
```
int result = switch (day) {
    case MONDAY, TUESDAY -> 3;
    case WEDNESDAY -> 2;
    default -> { yield 1; }
};
```
记录类（Records）：简化 “数据载体类”（POJO）的定义，自动生成 equals()、hashCode()、toString() 和 getter 方法（不可变）。例：public record User(String id, String name) {}（等价于带 id、name 的不可变类）。
垃圾收集器升级：
- ZGC 和 Shenandoah 从实验性变为生产就绪（默认仍为 G1），支持低延迟、大内存场景。
- 移除 CMS 收集器。
其他实用特性：
- 向量 API（孵化）：高效处理数值向量运算（适合机器学习等场景）。
- 增强伪随机数生成器：新增 RandomGenerator 接口，统一各类随机数生成器。
- 移除实验性的 AOT（ Ahead-of-Time）编译和 JIT 编译器。

五、总结：版本选择建议

JDK 8：最广泛兼容，适合依赖旧库的项目，但缺乏现代语言特性。
JDK 11：平衡兼容性与新特性，适合需要 HTTP 客户端、ZGC 且对新语法要求不高的场景。
JDK 17：推荐新项目使用，具备密封类、记录类等现代特性，性能更优，且是目前支持周期最长的 LTS 版本（至 2029 年）。

各版本的核心演进逻辑：从 “函数式编程基础”（8）→“模块化与工具链”（9）→“实用 API 增强”（11）→“现代语言特性与性能”（17），逐步提升 Java 的简洁性、安全性和执行效率。

jdk 8 后各个版本的新特性详解

JDK 8 之后，Java 版本迭代加速，每 6 个月发布一个主版本，并每 3 年推出一个 LTS（长期支持）版本（如 11、17、21）。以下按版本顺序详解 JDK 9 及之后的核心新特性，重点突出语言特性、API 增强、性能优化等关键更新：

一、JDK 9（2017 年）—— 模块化与基础能力升级

JDK 9 的核心是模块化系统，同时对现有 API 进行了大幅增强，为后续版本奠定了基础。

模块系统（Project Jigsaw）引入 module-info.java 文件，将代码封装为模块，明确声明依赖关系和对外暴露的接口，解决传统 “类路径地狱”（类冲突、冗余依赖）问题。示例：

java
 
运行
 
// module-info.java
module com.example.service {
    requires java.base; // 依赖基础模块（默认隐式依赖）
    requires com.example.api; // 依赖其他模块
    exports com.example.service.user; // 暴露指定包
}

接口私有方法允许接口中定义 private 方法，供默认方法（default）或静态方法调用，减少代码冗余。

java
 
运行
 
public interface MathUtils {
    default int add(int a, int b) {
        log("add called"); // 调用私有方法
        return a + b;
    }
    
    private void log(String msg) { // 私有方法
        System.out.println("[LOG] " + msg);
    }
}

不可变集合工厂方法新增 List.of()、Set.of()、Map.of() 等静态方法，创建轻量、不可变的集合（比 Collections.unmodifiableXXX 更高效，修改会抛 UnsupportedOperationException）。
java

运行
```
List<String> list = List.of("a", "b", "c");
Set<Integer> set = Set.of(1, 2, 3);
Map<String, Integer> map = Map.of("one", 1, "two", 2);
```
JShell（交互式编程工具）支持即时执行 Java 代码片段，无需编写类和 main 方法，适合快速测试和学习。
bash
```
jshell> int a = 10;
a ==> 10
jshell> a * 2
$2 ==> 20
```
Stream API 增强
- takeWhile(Predicate)：从流开头开始，保留满足条件的元素（遇到第一个不满足的就停止）。
- dropWhile(Predicate)：从流开头开始，丢弃满足条件的元素（遇到第一个不满足的就保留剩余）。
- ofNullable(T)：创建包含单个元素的流（支持 null，此时返回空流）。
java

运行
```
List<Integer> nums = List.of(1, 2, 3, 4, 5);
nums.stream().takeWhile(n -> n < 3).forEach(System.out::print); // 1 2
```

二、JDK 10（2018 年）—— 局部变量类型推断

JDK 10 聚焦简化代码，核心特性是局部变量类型推断。

局部变量类型推断（var 关键字）

允许用 var 声明局部变量，编译器根据赋值自动推断类型，减少代码冗余（仅适用于局部变量，不能用于字段、方法参数或返回值）。
java

运行
```
var list = new ArrayList<String>(); // 推断为 ArrayList<String>
var map = Map.of("a", 1); // 推断为 Map<String, Integer>
var str = "hello"; // 推断为 String
```

三、JDK 11（2018 年，LTS）—— 实用工具与性能优化

作为第二个 LTS 版本，JDK 11 整合了 9-10 的特性，并新增大量实用功能，同时提升稳定性。

HTTP 客户端（标准化，java.net.http 包）替代老旧的 HttpURLConnection，支持 HTTP/2 和 WebSocket，API 简洁且基于 CompletableFuture 实现异步操作。

java
 
运行
 
HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
    .uri(URI.create("https://api.example.com"))
    .header("Accept", "application/json")
    .build();

// 异步发送请求
client.sendAsync(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString())
    .thenApply(HttpResponse::body)
    .thenAccept(System.out::println)
    .join(); // 等待结果

字符串方法增强
- isBlank()：判断字符串是否为空或仅含空白字符（比 isEmpty() 更智能）。
- strip()/stripLeading()/stripTrailing()：去除空白（支持 Unicode 空白字符，如全角空格）。
- lines()：按行分割字符串，返回 Stream<String>。
- repeat(int n)：重复字符串 n 次。
java

运行
```
"  \t\n".isBlank(); // true（空白字符）
"  hello  ".strip(); // "hello"（去除前后空白）
"a\nb\nc".lines().count(); // 3（3行）
"ab".repeat(3); // "ababab"
```

Files 工具类增强新增 readString(Path) 和 writeString(Path, String) 方法，简化文本文件读写：

java
 
运行
 
// 读取文件内容为字符串
String content = Files.readString(Path.of("test.txt"));
// 写入字符串到文件
Files.writeString(Path.of("output.txt"), "Hello, JDK 11");

ZGC（实验性低延迟垃圾收集器）引入 ZGC（Z Garbage Collector），目标是暂停时间不超过 10ms，支持 TB 级内存，适合高吞吐量、低延迟场景（JDK 15 中成为生产就绪）。
移除冗余组件移除过时的 CORBA、Java EE 相关模块（如 java.xml.ws），精简 JDK 体积。

四、JDK 12（2019 年）—— 语法简化与性能工具

switch 表达式（预览）支持箭头语法（case x -> ...），无需 break，且可作为表达式返回值（需通过 --enable-preview 启用）。
java

运行
```
int day = 2;
String result = switch (day) {
    case 1 -> "周一";
    case 2 -> "周二";
    default -> "其他";
};
```

数字格式化工具（CompactNumberFormat）简化大数字的格式化（如 “1000”→“1K”，“1000000”→“1M”）：

java
 
运行
 
NumberFormat fmt = NumberFormat.getCompactNumberInstance(Locale.US, NumberFormat.Style.SHORT);
System.out.println(fmt.format(12345)); // "12K"

JVM 常量 API新增 java.lang.constant 包，提供对常量池的强类型访问（如 ClassDesc、MethodTypeDesc）。

五、JDK 13（2019 年）—— 文本块与网络增强

文本块（Text Blocks，预览）用三重引号（"""）定义多行字符串，自动保留换行和缩进，避免手动拼接 \n 和转义字符。
java

运行
```
String json = """
    {
        "name": "Alice",
        "age": 30
    }
    """;
```

switch 表达式增强（预览）新增 yield 关键字，用于在代码块中返回值（替代 return，更清晰）：

java
 
运行
 
int num = switch (day) {
    case 1, 2, 3, 4, 5 -> 5;
    case 6, 7 -> {
        System.out.println("周末");
        yield 2; // 返回值
    }
    default -> 0;
};

六、JDK 14（2020 年）—— 模式匹配与空指针优化

instanceof 模式匹配（预览）简化类型判断与转换，无需显式强制转型：

java
 
运行
 
if (obj instanceof String s) { // 若 obj 是 String，直接用 s 引用
    System.out.println(s.length()); // 无需 (String) obj 转型
}

Records（预览）用于定义 “数据载体类”（POJO），自动生成 equals()、hashCode()、toString() 和 getter 方法（不可变）：

java
 
运行
 
record User(String id, String name) {} // 等价于带 id、name 的不可变类
User user = new User("1", "Alice");
System.out.println(user.name()); // "Alice"（自动生成的 getter）

空指针异常（NPE）信息优化NPE 堆栈信息会显示具体的空值变量，便于调试：
plaintext
```
// 原信息：NullPointerException
// 新信息：Cannot invoke "String.length()" because "s" is null
```

七、JDK 15（2020 年）—— 密封类与文本块正式版

密封类（Sealed Classes，预览）限制类的继承关系，用 sealed 修饰类，并通过 permits 指定允许继承的子类，避免无限制扩展：

java
 
运行
 
public sealed class Shape permits Circle, Rectangle, Triangle {
    // 密封类的方法...
}
final class Circle extends Shape {} // 必须是 final、sealed 或 non-sealed

文本块（正式版）从预览转为正式特性，支持 \s 转义符（忽略当前行的尾随行分隔符）：
java

运行
```
String html = """
    <html>
        <body>\s
            <p>Hello</p>
        </body>
    </html>
    """;
```
ZGC 生产就绪低延迟垃圾收集器 ZGC 从实验性变为正式支持，适合大内存场景。

八、JDK 16（2021 年）—— Records 正式与模式匹配增强

Records（正式版）数据载体类的简化定义正式落地，不可变特性确保线程安全：

java
 
运行
 
record Point(int x, int y) {
    // 可自定义构造方法或方法，但不能添加非静态字段
    public Point {
        if (x < 0 || y < 0) throw new IllegalArgumentException();
    }
}

instanceof 模式匹配（正式版）从预览转为正式特性，广泛用于简化类型判断逻辑。
Vector API（孵化）提供向量运算支持，优化数值计算性能（如机器学习、科学计算）。

九、JDK 17（2021 年，LTS）—— 现代语言特性集大成者

作为第三个 LTS 版本，JDK 17 整合了 12-16 的核心特性，成为企业主流选择。

密封类（正式版）限制继承关系，增强代码可维护性（如框架设计中定义固定扩展点）。
switch 表达式（正式版）箭头语法和 yield 关键字正式支持，替代传统 switch 的冗余写法。
移除实验性特性移除 AOT 编译和 JIT 编译器，精简 JDK。
Shenandoah 垃圾收集器（生产就绪）低延迟垃圾收集器 Shenandoah 从实验性变为正式支持，适合需要快速响应的场景。
其他特性
- 增强伪随机数生成器（RandomGenerator 接口）。
- 禁止对 final 类进行子类化的反射操作（增强安全性）。

十、JDK 18-20（2022-2023 年）—— 预览特性迭代

JDK 18：
- 文本块增强（@ 符号支持，避免转义）。
- 虚拟线程（预览，轻量级线程，大幅提升并发性能）。
JDK 19：
- 虚拟线程（二次预览）。
- 结构化并发（预览，简化多线程代码的错误处理和取消操作）。
JDK 20：
- 虚拟线程（三次预览）。
- 模式匹配 for switch（预览，支持对对象属性的匹配）。

十一、JDK 21（2023 年，LTS）—— 虚拟线程与模式匹配

最新 LTS 版本，聚焦并发编程和语法简化。

虚拟线程（正式版）轻量级线程（用户态线程），由 JVM 管理，无需绑定操作系统线程，可创建数百万级线程，大幅降低并发编程成本：

java
 
运行
 
// 启动 1000 个虚拟线程
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    Thread.startVirtualThread(() -> {
        // 执行任务（如 HTTP 请求、数据库操作）
    });
}

模式匹配 for switch（正式版）支持对对象的属性、类型进行多条件匹配，替代复杂的 if-else 链：

java
 
运行
 
Object obj = ...;
String result = switch (obj) {
    case Integer i -> "整数：" + i;
    case String s && s.length() > 5 -> "长字符串：" + s;
    case null -> "空值";
    default -> "其他类型";
};

结构化并发（预览）将多个相关线程视为一个 “任务单元”，简化异常处理和取消操作，避免线程泄漏。

总结：版本演进核心脉络

JDK 8 之后的版本演进呈现三大趋势：

语言简化：从 var 推断、文本块到 Records、模式匹配，持续减少样板代码。
并发增强：从 CompletableFuture 到虚拟线程、结构化并发，降低高并发编程门槛。
性能与安全：ZGC、Shenandoah 等低延迟 GC 普及，加强类型安全和反射限制。

版本选择建议：

追求稳定性和兼容性：选择 JDK 17（支持至 2029 年，特性丰富）。
探索最新特性：选择 JDK 21（虚拟线程等革命性特性，适合新项目）。
老旧系统迁移：从 JDK 8 逐步过渡到 JDK 11，再升级到 17/21。