Java 14 有哪些新特性？

淩亂°似流年 2021-08-19 18:14 471阅读 0赞

记录为 Java 提供了一种正确实现数据类的能力，不再需要为实现数据类而编写冗长的代码。下面就来看看 Java 14 中的记录有哪些新特性。

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作者 | Nathan Esquenazi

译者 | 弯月，责编 | 郭芮

出品 | CSDN（ID：CSDNnews）

**以下为译文：**

Java 14 即将在 2020 年 3 月正式发布。 Java 以 6 个月作为新版本的发布周期，和之前的版本发布一样，JDK 14 预计将在语言本身和 JVM 级别上带来一些新特性。

如果我们看一下特性列表，我们会注意到一些开发者非常期待的语言特性：记录 (records)、 switch 表达式（在 JDK 13 中就已经存在，不过仅仅是预览模式），模式匹配。下面让我们看下其中比较有趣的记录这一特性。

前提条件

我们需要 OpenJDK 网站中的 JDK 14 先期预览版本（https://jdk.java.net/14/）。

什么是一条记录？

记录表示“数据类” ，是用于保存纯数据的一种特殊的类。 其他语言中已经有类似记录的结构，比如 Kotlin 的数据类。 通过将类型声明为记录，通过类型即可表达意图，即只表示数据。 声明记录的语法比使用普通类要简单得多，普通类通常需要实现核心 Object 方法，如 equals ()和 hashCode () (通常称为“样板”代码)。 在对于模型类 (可能通过 ORM 持久化) 或数据传输对象 (DTOs) 等事物建模时，记录是一个不错的选择。

如果想知道记录如何在 Java 语言中实现的，可以参照枚举类型。 枚举也是一个具有特殊语义和优雅语法的类。 由于记录和枚举仍然是类，所以类中可用的许多特性都得到了保留，因此记录在设计的简单性和灵活性之间取得了平衡。

记录是一个预览语言特性，这意味着，尽管已经完全支持了这种特性，但是还没正式进入标准 JDK 中，目前只能通过激活标志来使用。 预览语言功能可能在未来的版本中更新或删除。 switch 达式也与之相似，它可能在未来的版本中永存。

**一个记录的例子**

下面给出一个记录的范例：

package examples;
    
    record Person (String firstName, String lastName) {}

我们定义了一个 `Person` 对象，包含 `firstName`和`lastName` 两个组件，记录的 body 为空。

然后我们对其进行编译。注意 `--enable-preview` 选项。

javac --enable-preview --release 14 Person.java
    
    Note: Person.java uses preview language features.
    Note: Recompile with -Xlint:preview for details.

揭露其神秘面纱

正如前面提到的，记录只是一个用于保存和暴露数据的类。

接下来让我们来看看用 javap 工具生成的字节码：

javap -v -p Person.class

字节码：

Classfile examples/Person.class
      Last modified Dec 22, 2019; size 1273 bytes
      SHA-256 checksum 6f1b325121ca32a0b6127180eff29dcac4834f9c138c9613c526a4202fef972f
      Compiled from "Person.java"
    final class examples.Person extends java.lang.Record
      minor version: 65535
      major version: 58
      flags: (0x0030) ACC_FINAL, ACC_SUPER
      this_class: #8                          // examples/Person
      super_class: #2                         // java/lang/Record
      interfaces: 0, fields: 2, methods: 6, attributes: 4
    Constant pool:
       #1 = Methodref          #2.#3          // java/lang/Record."":()V
       #2 = Class              #4             // java/lang/Record
       #3 = NameAndType        #5:#6          // "":()V
       #4 = Utf8               java/lang/Record
       #5 = Utf8               
       #6 = Utf8               ()V
       #7 = Fieldref           #8.#9          // examples/Person.firstName:Ljava/lang/String;
       #8 = Class              #10            // examples/Person
       #9 = NameAndType        #11:#12        // firstName:Ljava/lang/String;
      #10 = Utf8               examples/Person
      #11 = Utf8               firstName
      #12 = Utf8               Ljava/lang/String;
      #13 = Fieldref           #8.#14         // examples/Person.lastName:Ljava/lang/String;
      #14 = NameAndType        #15:#12        // lastName:Ljava/lang/String;
      #15 = Utf8               lastName
      #16 = Fieldref           #8.#9          // examples/Person.firstName:Ljava/lang/String;
      #17 = Fieldref           #8.#14         // examples/Person.lastName:Ljava/lang/String;
      #18 = InvokeDynamic      #0:#19         // #0:toString:(Lexamples/Person;)Ljava/lang/String;
      #19 = NameAndType        #20:#21        // toString:(Lexamples/Person;)Ljava/lang/String;
      #20 = Utf8               toString
      #21 = Utf8               (Lexamples/Person;)Ljava/lang/String;
      #22 = InvokeDynamic      #0:#23         // #0:hashCode:(Lexamples/Person;)I
      #23 = NameAndType        #24:#25        // hashCode:(Lexamples/Person;)I
      #24 = Utf8               hashCode
      #25 = Utf8               (Lexamples/Person;)I
      #26 = InvokeDynamic      #0:#27         // #0:equals:(Lexamples/Person;Ljava/lang/Object;)Z
      #27 = NameAndType        #28:#29        // equals:(Lexamples/Person;Ljava/lang/Object;)Z
      #28 = Utf8               equals
      #29 = Utf8               (Lexamples/Person;Ljava/lang/Object;)Z
      #30 = Utf8               (Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V
      #31 = Utf8               Code
      #32 = Utf8               LineNumberTable
      #33 = Utf8               MethodParameters
      #34 = Utf8               ()Ljava/lang/String;
      #35 = Utf8               ()I
      #36 = Utf8               (Ljava/lang/Object;)Z
      #37 = Utf8               SourceFile
      #38 = Utf8               Person.java
      #39 = Utf8               Record
      #40 = Utf8               BootstrapMethods
      #41 = MethodHandle       6:#42          // REF_invokeStatic java/lang/runtime/ObjectMethods.bootstrap:(Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;Ljava/lang/String;Ljava/lang/invoke/TypeDescriptor;Ljava/lang/Class;Ljava/lang/String;[Ljava/lang/invoke/MethodHandle;)Ljava/lang/Object;
      #42 = Methodref          #43.#44        // java/lang/runtime/ObjectMethods.bootstrap:(Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;Ljava/lang/String;Ljava/lang/invoke/TypeDescriptor;Ljava/lang/Class;Ljava/lang/String;[Ljava/lang/invoke/MethodHandle;)Ljava/lang/Object;
      #43 = Class              #45            // java/lang/runtime/ObjectMethods
      #44 = NameAndType        #46:#47        // bootstrap:(Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;Ljava/lang/String;Ljava/lang/invoke/TypeDescriptor;Ljava/lang/Class;Ljava/lang/String;[Ljava/lang/invoke/MethodHandle;)Ljava/lang/Object;
      #45 = Utf8               java/lang/runtime/ObjectMethods
      #46 = Utf8               bootstrap
      #47 = Utf8               (Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;Ljava/lang/String;Ljava/lang/invoke/TypeDescriptor;Ljava/lang/Class;Ljava/lang/String;[Ljava/lang/invoke/MethodHandle;)Ljava/lang/Object;
      #48 = String             #49            // firstName;lastName
      #49 = Utf8               firstName;lastName
      #50 = MethodHandle       1:#7           // REF_getField examples/Person.firstName:Ljava/lang/String;
      #51 = MethodHandle       1:#13          // REF_getField examples/Person.lastName:Ljava/lang/String;
      #52 = Utf8               InnerClasses
      #53 = Class              #54            // java/lang/invoke/MethodHandles$Lookup
      #54 = Utf8               java/lang/invoke/MethodHandles$Lookup
      #55 = Class              #56            // java/lang/invoke/MethodHandles
      #57 = Utf8               Lookup
    {
      private final java.lang.String firstName;
        descriptor: Ljava/lang/String;
        flags: (0x0012) ACC_PRIVATE, ACC_FINAL
    
      private final java.lang.String lastName;
        descriptor: Ljava/lang/String;
        flags: (0x0012) ACC_PRIVATE, ACC_FINAL
    
      public examples.Person(java.lang.String, java.lang.String);
        descriptor: (Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V
        flags: (0x0001) ACC_PUBLIC
        Code:
          stack=2, locals=3, args_size=3
             0: aload_0
             1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Record."":()V
             4: aload_0
             5: aload_1
             6: putfield      #7                  // Field firstName:Ljava/lang/String;
             9: aload_0
            10: aload_2
            11: putfield      #13                 // Field lastName:Ljava/lang/String;
            14: return
          LineNumberTable:
            line 3: 0
        MethodParameters:
          Name                           Flags
          firstName
          lastName
    
      public java.lang.String toString();
        descriptor: ()Ljava/lang/String;
        flags: (0x0001) ACC_PUBLIC
        Code:
          stack=1, locals=1, args_size=1
             0: aload_0
             1: invokedynamic #18,  0             // InvokeDynamic #0:toString:(Lexamples/Person;)Ljava/lang/String;
             6: areturn
          LineNumberTable:
            line 3: 0
    
      public final int hashCode();
        descriptor: ()I
        flags: (0x0011) ACC_PUBLIC, ACC_FINAL
        Code:
          stack=1, locals=1, args_size=1
             0: aload_0
             1: invokedynamic #22,  0             // InvokeDynamic #0:hashCode:(Lexamples/Person;)I
             6: ireturn
          LineNumberTable:
            line 3: 0
    
      public final boolean equals(java.lang.Object);
        descriptor: (Ljava/lang/Object;)Z
        flags: (0x0011) ACC_PUBLIC, ACC_FINAL
        Code:
          stack=2, locals=2, args_size=2
             0: aload_0
             1: aload_1
             2: invokedynamic #26,  0             // InvokeDynamic #0:equals:(Lexamples/Person;Ljava/lang/Object;)Z
             7: ireturn
          LineNumberTable:
            line 3: 0
      public java.lang.String firstName();
        descriptor: ()Ljava/lang/String;
        flags: (0x0001) ACC_PUBLIC
        Code:
          stack=1, locals=1, args_size=1
             0: aload_0
             1: getfield      #16                 // Field firstName:Ljava/lang/String;
             4: areturn
          LineNumberTable:
            line 3: 0
    
      public java.lang.String lastName();
        descriptor: ()Ljava/lang/String;
        flags: (0x0001) ACC_PUBLIC
        Code:
          stack=1, locals=1, args_size=1
             0: aload_0
             1: getfield      #17                 // Field lastName:Ljava/lang/String;
             4: areturn
          LineNumberTable:
            line 3: 0
    }
    SourceFile: "Person.java"
    Record:
      java.lang.String firstName;
        descriptor: Ljava/lang/String;
    
      java.lang.String lastName;
        descriptor: Ljava/lang/String;
    
    BootstrapMethods:
      0: #41 REF_invokeStatic java/lang/runtime/ObjectMethods.bootstrap:(Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;Ljava/lang/String;Ljava/lang/invoke/TypeDescriptor;Ljava/lang/Class;Ljava/lang/String;[Ljava/lang/invoke/MethodHandle;)Ljava/lang/Object;
        Method arguments:
          #8 examples/Person
          #48 firstName;lastName
          #50 REF_getField examples/Person.firstName:Ljava/lang/String;
          #51 REF_getField examples/Person.lastName:Ljava/lang/String;
    InnerClasses:
      public static final #57= #53 of #55;    // Lookup=class java/lang/invoke/MethodHandles$Lookup of class java/lang/invoke/MethodHandles

我们要特别重视以下几点：

1.  这个类被标记为 final ,意味着不能创建子类。
2.  和所有的枚举都以 `java.lang.Enum` 为基类一样， 所有的记录都以 `java.lang.Record` 为基类。
3.  两个组件： `firstName` 和 `lastName` 都是用 `private` 和 `final` 的。
4.  有一个提供构造对象的公有构造函数：`public examples.Person(java.lang.String, java.lang.String)` 。通过查看它的字节码，我们可以知道，这个构造函数只是将两个参数赋值给这两个组件。该构造函数等价于：
    
        public Person(String firstName, String lastName) {
           this.firstName = firstName;
           this.lastName = lastName;
        }
5.  有两个获取对象值的方法，分别为 `firstName()` 和 `lastName()`.
6.  自动生成 `toString()` , `hashCode()` 和 `equals()` 三个函数。他们都依赖 `invokedynamic` 来实现动态调用包含隐式实现函数在内的方法。从字节码中可以看到，有一个启动函数 `ObjectMethods.bootstrap` 来根据记录组件的名称和它的 Getter 函数，生成对应的函数。他们的表现和我们设想的一致：

Person john = new Person("John", "Doe");
    System.out.println(john.firstName());         // John
    System.out.println(john.lastName());          // Doe
    System.out.println(john);                     // Person[firstName=John, lastName=Doe]
    
    Person jane = new Person("Jane", "Dae");
    Person johnCopy = new Person("John", "Doe");
    System.out.println(john.hashCode());          // 71819599
    System.out.println(jane.hashCode());          // 71407578
    System.out.println(johnCopy.hashCode());      // 71819599
    System.out.println(john.equals(jane));        // false
    System.out.println(john.equals(johnCopy));    // true

在记录的声明中添加成员

我们不能向记录中添加实例字段，这在意料之中，因为这种数据应该设置为组件。但是我们可以添加静态字段：

record Person(String firstName, String lastName){
      static int x;
    }

我们可以定义静态函数和实例函数来操作对象的状态。

record Person (String firstName, String lastName) {
        static int x;
        public static void dox(){
            x++;
        }
        public String getFullName(){
            return firstName + " " + lastName ;
        }
    }

我们也可以为记录添加构造函数，也可以编辑规范构造函数（带有两个字符串参数的构造函数）。如果你想重写规范构造函数，你可以编写一个不带参数的构造函数，不需要对属性进行赋值。

record Person (String firstName, String lastName) {
      public Person {
        if(firstName==null||lastName==null){
        throw new IllegalArgumentException("firstName and lastName must not be null");
        // 你可以忽略属性赋值，编译器会自动为你添加赋值代码
      }
      public Person(String fullName){
          this(fullName.split("")[0], fullName.split("")[1]);
       }
    }

结论

记录为 Java 提供了一种正确实现数据类的能力，不再需要为实现数据类而编写冗长的代码。 这让编写纯数据类代码从几行缩减为一行代码。 还有一些其他预览的语言特性可以和记录搭配使用，比如模式匹配。 如果想深入了解记录和相关背景，请参阅 Brian Goetz 的 OpenJDK 文档（https://cr.openjdk.java.net/~briangoetz/amber/datum.html）。

原文：https://dzone.com/articles/a-first-look-at-records-in-java-14

作者：Mahmoud Anouti，高级软件工程师。译者：明明如月，知名互联网公司 Java 高级开发工程师，CSDN 博客专家。

本文为 CSDN 翻译，转载请注明来源出处。

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[format_png]: /images/20210730/3f538f56060342e6bac4c52244d2c2dc.png
[Spring AOP]: https://blog.csdn.net/qq_37217713/article/details/103966572
[ThreadLocal]: https://blog.csdn.net/qq_37217713/article/details/103942537
[Dubbo]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2MjEwMjI1Mg%3D%3D&chksm=ce0da97ff97a20698d70c73bbfb05bd550cdbc2551f26503d65bacf48b13eaee057876786cad&idx=2&mid=2247491324&scene=21&sn=0609a429071c9ff699c11dad19be1b78#wechat_redirect
[GitHb]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2MjEwMjI1Mg%3D%3D&chksm=ce0da8e3f97a21f58a4fafcdd74124527cf97de0dbf204e4b5747d5edebc77dab4ba5a11dcee&idx=1&mid=2247491424&scene=21&sn=f8daaf09a70c100307833b05c4df7808#wechat_redirect
[Spring Boot]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2MjEwMjI1Mg%3D%3D&chksm=ce0da8e3f97a21f54d52258ddf57fe5ae150338df32960d1d6a0dbc5ccd6781eea83c013ae32&idx=3&mid=2247491424&scene=21&sn=b0f505da48e863ec301d59813f9e7383#wechat_redirect
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