Java14新特性一览

2020 年 3 月 17 日发布，Java 正式发布了 JDK 14 ，目前已经可以开放下载。总共 16 个新特性如下

switch 表达式

在 Java 14 中，switch 表达式是一个正式的特性。而在之前的两个 Java 版本中，这个特性只是预览版。设定“预览版”的目的是为了收集开发者反馈，并根据反馈结果决定相应的特性是否要做出修改，甚至是移除，但其中的大部分都会成为正式特性。

新的 switch 表达式有助于减少 bug，因为它的表达和组合方式更容易编写。例如，下面的示例使用了箭头语法：

var log = switch (event) {
    case PLAY -> "User has triggered the play button";
    case STOP, PAUSE -> "User needs a break";
    default -> {
        String message = event.toString();
        LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
        yield "Unknown event " + message +
              " logged on " + now;
    }
};

文本块

Java 13 引入了文本块特性，并将其作为预览版。有了这个特性，处理多行字符串字面量就容易了很多。在 Java 14 中，该特性仍然是预览版，不过做了一些调整。在没有这个特性之前，要表示多行格式化的字符串需要像下面这样：

String html = "<HTML>" +
"\n\t" + "<BODY>" +
"\n\t\t" + "<H1>\"Java 14 is here!\"</H1>" +
"\n\t" + "</BODY>" +
"\n" + "</HTML>";

有了文本块特性之后，可以使用三引号来表示字符串的开头和结尾，这样的代码看起来更简洁、更优雅：

String html = """
<HTML>
  <BODY>
    <H1>"Java 14 is here!"</H1>
  </BODY>
</HTML>""";

在 Java 14 中，该特性增加了两个转义字符。一个是\s，用来表示单空格。一个是反斜杠\，用在行末表示不换行。如果你有一个很长的字符串，为了让代码看起来更好看，但又不希望真的换行，就可以使用这个转义字符。

例如，目前的多行字符串是这样的：

String literal =
         "Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing " +
         "elit, sed do eiusmod tempor incididunt ut labore " +
         "et dolore magna aliqua.";

使用了新的转义字符之后是这样的：

String text = """
                Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing \
                elit, sed do eiusmod tempor incididunt ut labore \
                et dolore magna aliqua.\
                """;

instanceof 的模式匹配

为了避免在使用 instanceof 后还需要进行类型转换，Java 14 引入了一个新的预览版特性。例如，在没有该特性之前：

if (obj instanceof Group) {
  Group group = (Group) obj;
  // 调用 group 的方法
  var entries = group.getEntries();
}

我们可以使用新的特性来重写这段代码：

if (obj instanceof Group group) {
  var entries = group.getEntries();
}

既然条件检查已经确认 obj 是 Group 类型，那为什么还要再次进行显式的类型转换呢？这样有可能更容易出错。新的语法可以将代码中的大部分类型转换移除掉。2011 年发布的一份研究报告显示，Java 代码中有 24% 的类型转换是跟在 instanceof 之后的。

Joshua Bloch 的经典著作Effective Java中有一段代码示例：

@Override public boolean equals(Object o) {
    return (o instanceof CaseInsensitiveString) &&
            ((CaseInsensitiveString) o).s.equalsIgnoreCase(s);
}

这段代码可以使用新的语法写成：

@Override public boolean equals(Object o) {
    return (o instanceof CaseInsensitiveString cis) &&
            cis.s.equalsIgnoreCase(s);
}

这个特性很有意思，因为它为更为通用的模式匹配打开了大门。模式匹配通过更为简便的语法基于一定的条件来抽取对象的组件，而 instanceof 刚好是这种情况，它先检查对象类型，然后再调用对象的方法或访问对象的字段。

记录类

另一个预览特性是“记录”。该特性主要是为了降低 Java 语法的“啰嗦”程度，让开发者写出更简洁的代码。这个特性主要用在某些领域类上，这些类主要用于保存数据，不提供领域行为。

我们以一个简单的领域类 BankTransaction 作为例子，它包含了三个字段：date、amount 和 description。目前，这个类需要以下几个组件：构造器,getter 方法,toString() 方法,hashCode() 和 equals() 方法.

这些方法一般可以通过 IDE 自动生成，但会占用很大的代码空间，例如：

public class BankTransaction {
    private final LocalDate date;
    private final double amount;
    private final String description;


    public BankTransaction(final LocalDate date,
                           final double amount,
                           final String description) {
        this.date = date;
        this.amount = amount;
        this.description = description;
    }

    public LocalDate date() {
        return date;
    }

    public double amount() {
        return amount;
    }

    public String description() {
        return description;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "BankTransaction{" +
                "date=" + date +
                ", amount=" + amount +
                ", description='" + description + '\'' +
                '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        BankTransaction that = (BankTransaction) o;
        return Double.compare(that.amount, amount) == 0 &&
                date.equals(that.date) &&
                description.equals(that.description);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(date, amount, description);
    }
}

Java 14 提供了一种方式，可以避免这种繁琐的代码，满足开发者希望一个类只是用来聚合数据的意图。BankTransaction 可以重构成：

public record BankTransaction(LocalDate date,
                              double amount,
                              String description) {}

除了构造器和 getter 方法，还会自动生成 equals、hashCode 和 toString 方法。

要尝试这个特性，需要在编译代码时打开预览标签：

javac --enable-preview --release 14 BankTransaction.java

记录类的字段隐式都是 final 的，也就是说不能对它们进行动态赋值。不过要注意，这并不意味着整个记录类对象都是不可变的，如果字段保存的是对象，那么这个对象是可变的。

有用的 NullPointerException 信息

有些人认为，抛出 NullPointerException 应该成为 Java 编程的一个新的“Hello world”，因为这是不可避免的。NullPointerException 确实让人抓狂，它们经常出现在生产环境的日志里，但调试起来很困难。例如，看看下面这段代码：

var name = user.getLocation().getCity().getName();

这段代码可能会抛出一个异常：

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
    at NullPointerExample.main(NullPointerExample.java:5)

在一行代码里连续调用了多个方法，比如 getLocation() 和 getCity()，它们都有可能返回 null，而 user 也可能为 null。所以，我们无法知道是什么导致了 NullPointerException。

在 Java 14 中，JVM 会抛出更多有用的诊断信息：

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException: Cannot invoke "Location.getCity()" because the return value of "User.getLocation()" is null
    at NullPointerExample.main(NullPointerExample.java:5)

要启用这个功能，需要添加 JVM 标识：

java -XX:+ShowCodeDetailsInExceptionMessages NullPointerExample

这个增强特性不仅适用于方法调用，只要会导致 NullPointerException 的地方也都适用，包括字段的访问、数组的访问和赋值。

结束语

Java 14 带来了一些新的预览特性，例如可用于避免显式类型转换的 instanceof 模式匹配。它还引入了记录类，提供了一种简洁的方式来创建只用于聚合数据的类。另外，增强的 NullPointerException 错误信息有助于更好地进行诊断。switch 表达式成为 Java 14 的正式特性。文本块进入第二轮预览，新增了两个转义字符。

标签：技巧

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switch 表达式

文本块

instanceof 的模式匹配

记录类

有用的 NullPointerException 信息

结束语

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