Java 8/9/10+ 的新特性

Java 8 是 Java 历史上的里程碑版本（引入大量革命性特性），而 Java 9+ 则以 模块化 为核心，逐步优化性能、增强语法灵活性、完善工具链。以下按版本梳理核心新特性，聚焦开发中高频使用的功能：

一、Java 8（2014 年，最具革命性的版本）

Java 8 引入的特性彻底改变了 Java 编程风格，至今仍是主流生产版本，核心围绕 Lambda 表达式 和 Stream API 展开。

1. 核心语法特性

（1）Lambda 表达式（闭包）

• 简化 函数式接口（仅含一个抽象方法的接口）的实现，用 -> 语法替代匿名内部类，代码更简洁。
• 语法：(参数列表) -> 表达式/代码块
• 示例：
  java

   

  运行

   

   

   

   

  // 替代匿名内部类（Runnable 是函数式接口）
  new Thread(() -> System.out.println("Lambda 简化线程")).start();// 集合排序（替代 Comparator 匿名类）
  List<String> list = Arrays.asList("a", "bc", "d");
  list.sort((s1, s2) -> Integer.compare(s1.length(), s2.length()));

   
   

（2）函数式接口 & @FunctionalInterface 注解

• 官方提供常用函数式接口（位于 java.util.function 包），避免重复定义：
  • Predicate<T>：接收 T，返回 boolean（断言）
  • Consumer<T>：接收 T，无返回值（消费）
  • Function<T, R>：接收 T，返回 R（转换）
  • Supplier<T>：无参数，返回 T（供给）
• 示例：
  java

   

  运行

   

   

   

   

  // Predicate 断言字符串非空
  Predicate<String> isNotEmpty = s -> s != null && !s.isEmpty();
  System.out.println(isNotEmpty.test("Java8")); // true

   
   

（3）方法引用（:: 语法）

• 简化 Lambda 表达式，直接引用已存在的方法（静态方法、实例方法、构造方法），语法更简洁。
• 示例：
  java

   

  运行

   

   

   

   

  // 引用静态方法：Integer::compare
  list.sort(Integer::compare);// 引用实例方法：String::length
  list.sort(Comparator.comparingInt(String::length));// 引用构造方法：ArrayList::new
  List<String> newList = list.stream().collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));

   
   

2. 集合 & 数据处理

（1）Stream API（java.util.stream）

• 流式处理集合 / 数组，支持 链式调用、惰性求值，简化过滤、映射、聚合等操作（类似 SQL 语法）。
• 核心操作：中间操作（filter/map/sorted）+ 终端操作（collect/forEach/count）。
• 示例：
  java

   

  运行

   

   

   

   

  List<Integer> nums = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6);
  // 过滤偶数 → 平方 → 求和
  int sum = nums.stream().filter(n -> n % 2 == 0) // 中间操作（惰性）.map(n -> n * n)        // 中间操作（惰性）.reduce(0, Integer::sum); // 终端操作（触发执行）
  System.out.println(sum); // 2²+4²+6²=56

   
   

（2）Optional<T>

• 解决 空指针异常（NPE），封装可能为 null 的对象，提供安全的访问方法（isPresent/orElse/ifPresent）。
• 示例：
  java

   

  运行

   

   

   

   

  Optional<String> optional = Optional.ofNullable(getNullableString());
  // 存在则打印，否则执行默认逻辑
  optional.ifPresent(System.out::println);
  String result = optional.orElse("默认值");

   
   

3. 其他重要特性

• 接口默认方法（default）和静态方法：接口可定义带实现的方法，避免修改接口时破坏实现类（如 Collection.forEach()）。
• Date/Time API（JSR 310）：替代旧的 Date/Calendar（线程不安全、API 混乱），新 API 不可变、线程安全（LocalDate/LocalTime/Instant 等）。
  java

   

  运行

   

   

   

   

  LocalDate today = LocalDate.now();
  LocalDate tomorrow = today.plusDays(1);

   
   
• 重复注解（@Repeatable）：允许同一个注解在同一元素上重复使用（如 @Test 重复标注测试方法）。

二、Java 9（2017 年，模块化核心）

Java 9 的核心是 JPMS（Java Platform Module System，Java 平台模块系统），同时优化了 Java 8 特性，新增实用工具。

1. 核心：模块化（Module）

• 解决传统 JAR 依赖混乱、类路径（ClassPath）冗余问题，将代码和资源封装为 模块，明确依赖关系和对外暴露的 API。
• 关键文件：module-info.java（模块描述文件），放在源代码根目录。
• 示例（模块定义）：
  java

   

  运行

   

   

   

   

  // module-info.java
  module com.example.user {requires com.example.common; // 依赖其他模块exports com.example.user.service; // 对外暴露的包（其他模块可访问）provides com.example.user.api.UserApi with com.example.user.impl.UserImpl; // 服务提供
  }

   
   

2. 语法 & API 增强

• 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）。
  java

   

  运行

   

   

   

   

  interface MyInterface {default void doSomething() {commonLogic(); // 调用私有方法}private void commonLogic() {System.out.println("接口私有方法");}
  }

   
   
• Stream API 增强：新增 takeWhile()（取前缀，满足条件则停止）、dropWhile()（丢弃前缀）、ofNullable()（支持单元素 null）。
  java

   

  运行

   

   

   

   

  Stream.of(1,2,3,4,5).takeWhile(n -> n < 3).forEach(System.out::print); // 12

   
   
• Optional 增强：新增 ifPresentOrElse()（存在则执行，否则执行默认逻辑）、stream()（转为 Stream）。
  java

   

  运行

   

   

   

   

  optional.ifPresentOrElse(System.out::println,() -> System.out.println("值不存在")
  );

   
   

3. 工具 & 其他特性

• JShell（交互式编程工具）：类似 Python 终端，支持即时执行 Java 代码（调试、学习常用）。
  bash

   

  运行

   

   

   

   

  jshell> int a = 10;
  a ==> 10
  jshell> a * 2
  $2 ==> 20

   
   
• 不可变集合工厂方法：List.of()/Set.of()/Map.of()，创建不可变集合（比 Collections.unmodifiableXXX 更高效、简洁）。
  java

   

  运行

   

   

   

   

  List<String> immutableList = List.of("a", "b", "c");

   
   
• HTTP/2 客户端（预览）：替代旧的 HttpURLConnection，支持 HTTP/2 和 WebSocket，API 更简洁（Java 11 正式转正）。

三、Java 10（2018 年，短期支持版本）

Java 10 以 局部变量类型推断 为核心，其他多为性能优化和小特性，支持周期较短（6 个月）。

核心特性：局部变量类型推断（var 关键字）

• 允许用 var 替代局部变量的显式类型（编译器根据赋值推断类型），简化代码（仅支持局部变量，不支持成员变量、方法参数、返回值）。
• 示例：
  java

   

  运行

   

   

   

   

  var list = new ArrayList<String>(); // 推断为 List<String>
  var map = new HashMap<Integer, String>(); // 推断为 Map<Integer, String>
  var stream = list.stream(); // 推断为 Stream<String>

   
   
• 限制：必须显式赋值（var x; 错误）、不能用于 lambda 参数（(var x) -> x 错误，Java 11 支持）。

其他特性

• GC 优化：默认启用 G1 GC（替代 Parallel GC），提升大内存应用的性能。
• 应用类数据共享（AppCDS）：扩展 CDS，允许将应用类加入共享归档，缩短启动时间。
• Optional 新增 or() 方法：返回另一个 Optional（区别于 orElse 直接返回值）。

四、Java 11+ 关键特性（高频实用）

Java 11 是 LTS（长期支持）版本，后续 LTS 为 17、21，以下聚焦开发中常用的新增特性：

1. Java 11（2018 年，LTS）

• var 支持 lambda 参数：解决 lambda 参数类型重复问题（配合注解使用）。
  java

   

  运行

   

   

   

   

  // Java 11 支持
  Function<Integer, String> func = (var x) -> String.valueOf(x);

   
   
• HTTP 客户端正式版：java.net.http 包转正，支持同步 / 异步 HTTP 请求、WebSocket。
  java

   

  运行

   

   

   

   

  HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
  HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder().uri(URI.create("https://www.baidu.com")).GET().build();
  // 同步请求
  String response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString()).body();

   
   
• 字符串增强方法：isBlank()（判断空白字符串）、lines()（按行分割为 Stream）、strip()（去除首尾空白，支持全角）。
  java

   

  运行

   

   

   

   

  String str = "  Java 11\n  新特性  ";
  str.isBlank(); // false
  str.lines().forEach(System.out::println); // 输出两行（去除换行符）
  str.strip(); // "Java 11\n  新特性"（区别于 trim()：strip 支持全角空格）

   
   
• 移除冗余 API：如 Thread.stop()、sun.misc.Unsafe（部分功能迁移到 jdk.unsupported 模块）。

2. Java 12-16（短期版本，关键特性预览）

• Java 12：Switch 表达式预览（箭头语法，直接返回值）、Collectors.teeing()（合并两个收集器结果）。
• Java 14：Switch 表达式正式版、Record 类（预览）（简化不可变数据类，自动生成 equals/hashCode/toString）。
  java

   

  运行

   

   

   

   

  // Record 类（无需手动写 getter、构造方法）
  record User(String name, int age) {}
  User user = new User("Alice", 25);
  System.out.println(user.name()); // Alice

   
   
• Java 16：Record 类正式版、密封类（Sealed Classes，正式版）（限制类的继承，避免滥用继承）。
  java

   

  运行

   

   

   

   

  // 密封类：仅允许指定子类继承
  sealed class Shape permits Circle, Rectangle, Triangle {abstract double area();
  }
  final class Circle extends Shape { /* ... */ }

   
   

3. Java 17（2021 年，LTS，目前主流）

Java 17 是继 8、11 后的重要 LTS 版本，合并了之前短期版本的预览特性，同时优化性能和安全性。

• 密封类（正式版）：如上述示例，控制类的继承关系，增强代码可维护性。
• Record 类（正式版）：广泛用于 DTO、VO 等不可变数据载体，大幅减少模板代码。
• Switch 表达式正式版：支持箭头语法和 yield 返回值，替代传统 case 的 break。
  java

   

  运行

   

   

   

   

  int num = 2;
  String result = switch (num) {case 1 -> "一";case 2 -> "二";default -> "其他";
  };

   
   
• 移除实验性 AOT 编译和 JIT 编译器，优化 G1 GC（默认启用）。
• 增强 NullPointerException 提示：明确指出哪个变量为 null，便于调试。

4. Java 18+（最新特性预览）

• Java 18：UTF-8 成为默认字符集、Simple Web Server（轻量级 HTTP 服务器，用于测试）。
• Java 21（2023 年，LTS）：
  • 虚拟线程（Virtual Threads，正式版）：轻量级线程（用户态线程），解决传统线程（内核态）资源占用高的问题，支持百万级并发。
    java

     

    运行

     

     

     

     

    // 虚拟线程示例（无需手动管理线程池）
    Runnable task = () -> System.out.println("虚拟线程执行");
    Thread.startVirtualThread(task); // 启动虚拟线程

     
     
  • 模式匹配增强（instanceof 自动转换）：
    java

     

    运行

     

     

     

     

    if (obj instanceof String s) {System.out.println(s.length()); // 无需手动强转
    }

     
     
  • Record 类增强：支持密封 Record、泛型 Record。

五、版本选择建议

• 生产环境：优先选择 LTS 版本（8、11、17、21），稳定性和支持周期有保障：
  • 若需兼容旧系统：Java 8（生态最成熟，无模块化迁移成本）。
  • 若新建项目：Java 17 或 21（享受 Record、密封类、虚拟线程等新特性，性能更优）。
• 学习 / 测试：Java 21（体验最新特性，如虚拟线程、模式匹配）。

总结

Java 8 奠定了函数式编程基础（Lambda + Stream），Java 9 引入模块化解决依赖问题，Java 11+ 逐步优化语法（var、Record）、提升性能（虚拟线程）、完善工具链。核心趋势是：简化模板代码、提升并发能力、增强类型安全性、优化性能和可维护性。