JDK 17 LTS 版本重大特性详解

2024年4月9日 · 阅读需 8 分钟

架构师

Java 17 是继 JDK 11 之后的又一个长期支持版本（LTS），于2021年9月14日正式发布。作为一个 LTS 版本，它带来了许多重要的新特性和改进，这些特性将在未来很长一段时间内得到支持。本文将详细介绍 JDK 17 中的主要变更和新特性。

1. 密封类（正式发布）

密封类在 JDK 17 中正式成为标准特性：

public sealed interface Shape 
    permits Circle, Rectangle, Triangle {
    double area();
}

public final class Circle implements Shape {
    private final double radius;
    
    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }
    
    @Override
    public double area() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

// sealed 实现类
public sealed class Rectangle implements Shape 
    permits Square {
    private final double width;
    private final double height;
    
    public Rectangle(double width, double height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }
    
    @Override
    public double area() {
        return width * height;
    }
}

// non-sealed 实现类
public non-sealed class Triangle implements Shape {
    private final double base;
    private final double height;
    
    public Triangle(double base, double height) {
        this.base = base;
        this.height = height;
    }
    
    @Override
    public double area() {
        return 0.5 * base * height;
    }
}
java

主要优点：

精确控制类型层次结构
增强代码安全性和可维护性
与模式匹配完美配合
支持接口和类的密封

2. 模式匹配 Switch（预览）

引入了 Switch 表达式的模式匹配预览特性：

public String getShapeDescription(Shape shape) {
    return switch (shape) {
        case Circle c -> 
            String.format("圆形，半径：%.2f，面积：%.2f", 
                c.getRadius(), c.area());
        case Rectangle r -> 
            String.format("矩形，宽：%.2f，高：%.2f，面积：%.2f",
                r.getWidth(), r.getHeight(), r.area());
        case Triangle t -> 
            String.format("三角形，底：%.2f，高：%.2f，面积：%.2f",
                t.getBase(), t.getHeight(), t.area());
        default -> "未知形状";
    };
}
java

特点：

更简洁的类型匹配语法
穷尽性检查
与密封类完美配合
提高代码可读性

3. 增强的伪随机数生成器

新增了增强的伪随机数生成器 API：

// 使用新的随机数生成器
RandomGenerator generator = RandomGenerator.getDefault();
// 生成随机数
int randomInt = generator.nextInt();
double randomDouble = generator.nextDouble();

// 使用特定算法的生成器
RandomGenerator xoshiro = RandomGenerator.of("Xoshiro256PlusPlus");
// 创建可重现的序列
RandomGenerator seeded = RandomGenerator.of("L64X128MixRandom")
                                      .create(12345L);

// 并行流中使用
List<Double> randomNumbers = generator
    .doubles()
    .parallel()
    .limit(1000)
    .boxed()
    .collect(Collectors.toList());
java

改进：

提供多种算法实现
更好的性能
更强的可预测性控制
支持并行计算

4. 上下文特定的反序列化过滤器

增强了反序列化的安全性：

// 创建过滤器
ObjectInputFilter filter = ObjectInputFilter.Config.createFilter(
    "java.base/*;!java.lang.Process");

// 应用过滤器
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(inputStream);
ois.setObjectInputFilter(filter);

// 使用特定上下文的过滤器
public class SafeDeserializer {
    public static <T> T deserialize(byte[] data, Class<T> type) {
        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(data);
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
        
        // 设置特定于此上下文的过滤器
        ois.setObjectInputFilter(info -> {
            Class<?> clazz = info.serialClass();
            if (clazz != null && !type.isAssignableFrom(clazz)) {
                return ObjectInputFilter.Status.REJECTED;
            }
            return ObjectInputFilter.Status.ALLOWED;
        });
        
        try {
            return type.cast(ois.readObject());
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException("反序列化失败", e);
        }
    }
}
java

安全特性：

细粒度的反序列化控制
基于上下文的过滤规则
防止反序列化漏洞
可配置的安全策略

5. 强封装 JDK 内部元素

进一步加强了 JDK 内部 API 的封装：

// 启动时指定允许访问的包
java --add-exports java.base/sun.security.x509=ALL-UNNAMED

// 反射访问示例
try {
    // 这将失败，因为内部 API 被强封装
    Class<?> clazz = Class.forName("sun.misc.Unsafe");
    Field field = clazz.getDeclaredField("theUnsafe");
    field.setAccessible(true);
    Object unsafe = field.get(null);
} catch (Exception e) {
    System.err.println("无法访问内部 API");
}
java

目的：

提高 JDK 的安全性
改进 JDK 的可维护性
促进使用公共 API
简化 JDK 的演进

6. 删除实验性 AOT 和 JIT 编译器

移除了实验性的 AOT 和 JIT 编译器：

# 以下选项不再可用
java -XX:+UseAOTCompilation  # 已移除
java -XX:+UseJITCompiler     # 已移除
bash

影响：

简化 JDK 维护
专注于 Graal 项目
减少技术债务
提高代码质量

7. macOS/AArch64 端口

增加了对 macOS/AArch64 平台的支持：

# 检查 Java 版本和架构
java -version
# 输出示例：
# openjdk version "17" 2021-09-14
# OpenJDK Runtime Environment (build 17+35-2724)
# OpenJDK 64-Bit Server VM (build 17+35-2724, mixed mode, sharing)
bash

特点：

支持 Apple M1 处理器
原生性能优化
完整的 JDK 功能支持
改进的能源效率

8. 新的 Mac 渲染管线

改进了 macOS 上的渲染管线：

// 启用新的渲染管线
System.setProperty("sun.java2d.metal", "true");

// 创建使用新渲染管线的窗口
public class MetalWindow extends JFrame {
    public MetalWindow() {
        setTitle("Metal 渲染示例");
        setSize(800, 600);
        setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        
        // 使用硬件加速的组件
        add(new JPanel() {
            @Override
            protected void paintComponent(Graphics g) {
                super.paintComponent(g);
                Graphics2D g2d = (Graphics2D) g;
                // 启用抗锯齿
                g2d.setRenderingHint(
                    RenderingHints.KEY_ANTIALIASING,
                    RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON
                );
                // 绘制内容
            }
        });
    }
}
java

改进：

更好的性能
更现代的图形栈
改进的硬件加速
更好的 HiDPI 支持

总结

JDK 17 作为一个 LTS 版本，带来了多项重要的改进和新特性。密封类的正式发布为 Java 的类型系统带来了重要的补充，而模式匹配 Switch 的预览则展示了 Java 语言未来的发展方向。

同时，在性能和安全性方面也有显著提升。增强的伪随机数生成器提供了更好的性能和可预测性，而上下文特定的反序列化过滤器则加强了应用程序的安全性。

作为一个 LTS 版本，JDK 17 将得到长期支持，建议企业用户考虑从之前的 LTS 版本（JDK 11）升级到 JDK 17。在升级过程中，需要注意：

测试应用程序的兼容性
评估新特性的使用机会
关注安全性改进
规划性能优化

对于开发者来说，这是一个学习和使用新特性的好机会，特别是密封类和模式匹配等新语言特性，它们可以帮助编写更安全、更简洁的代码。

1. 密封类（正式发布）​

2. 模式匹配 Switch（预览）​

3. 增强的伪随机数生成器​

4. 上下文特定的反序列化过滤器​

5. 强封装 JDK 内部元素​

6. 删除实验性 AOT 和 JIT 编译器​

7. macOS/AArch64 端口​

8. 新的 Mac 渲染管线​

总结​