Java SE11 技术指南

简介

Java Standard Edition 11（Java SE 11）是 Java 平台标准版的一个重要版本，它带来了许多新特性和改进，提升了开发效率、增强了语言功能并优化了运行时性能。无论是新手开发者还是经验丰富的 Java 程序员，都能从 Java SE 11 中获得新的助力。本文将全面介绍 Java SE 11 的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，帮助读者更好地掌握这一版本。

目录

1. Java SE 11 基础概念
2. Java SE 11 使用方法
   • 安装与配置
   • 基本语法与特性
3. 常见实践
   • 面向对象编程
   • 文件处理
   • 多线程
4. 最佳实践
   • 代码优化
   • 性能调优
5. 小结
6. 参考资料

Java SE 11 基础概念

Java SE 11 是 Java 平台的核心部分，为开发人员提供了一套标准的 API 和运行时环境。它包含了 Java 语言本身、Java 虚拟机（JVM）以及核心类库。Java SE 11 遵循 Java 语言的规范，支持面向对象编程、泛型、多线程等特性，并且在安全性、稳定性和性能方面都有显著提升。

Java SE 11 使用方法

安装与配置

1. 下载安装包：从 Oracle 官方网站或 OpenJDK 网站下载适合你操作系统的 Java SE 11 安装包。
2. 安装过程：运行安装程序，按照提示完成安装。在安装过程中，注意设置安装路径和环境变量。
3. 配置环境变量：在系统环境变量中添加 JAVA_HOME 变量，值为 Java 的安装目录。例如，C:\Program Files\Java\jdk-11.0.11。然后将 %JAVA_HOME%\bin 添加到 PATH 变量中。

基本语法与特性

1. 局部变量类型推断（var） 在 Java SE 11 中，可以使用 var 关键字来推断局部变量的类型，使代码更加简洁。

public class VarExample {
    public static void main(String[] args) {
        var message = "Hello, Java SE 11!";
        System.out.println(message);
    }
}

1. 字符串增强方法 字符串类新增了一些实用的方法，如 isBlank()、lines() 等。

public class StringEnhancement {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "   \n";
        System.out.println(str.isBlank()); // true

        String multiLineStr = "Line1\nLine2\nLine3";
        multiLineStr.lines().forEach(System.out::println);
    }
}

1. 集合工厂方法 可以使用 List.of()、Set.of() 和 Map.of() 等工厂方法创建不可变集合。

import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

public class CollectionFactory {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = List.of("Apple", "Banana", "Cherry");
        Set<Integer> set = Set.of(1, 2, 3);
        Map<String, Integer> map = Map.of("One", 1, "Two", 2, "Three", 3);

        System.out.println(list);
        System.out.println(set);
        System.out.println(map);
    }
}

常见实践

面向对象编程

1. 类与对象 定义一个简单的类，并创建对象进行操作。

class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }
}

public class OOPExample {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person("Alice", 30);
        System.out.println("Name: " + person.getName() + ", Age: " + person.getAge());
    }
}

1. 继承与多态 通过继承和多态实现代码复用和灵活的行为。

class Animal {
    public void makeSound() {
        System.out.println("Generic animal sound");
    }
}

class Dog extends Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Woof!");
    }
}

class Cat extends Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Meow!");
    }
}

public class InheritanceAndPolymorphism {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal1 = new Dog();
        Animal animal2 = new Cat();

        animal1.makeSound(); // 输出 Woof!
        animal2.makeSound(); // 输出 Meow!
    }
}

文件处理

1. 读取文件 使用 Files.readString() 方法读取文件内容。

import java.io.IOException;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;

public class FileReading {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            String content = Files.readString(Paths.get("example.txt"));
            System.out.println(content);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

1. 写入文件 使用 Files.writeString() 方法写入文件内容。

import java.io.IOException;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;

public class FileWriting {
    public static void main(String[] args) {
        String content = "This is some text to write to the file.";
        try {
            Files.writeString(Paths.get("output.txt"), content);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

多线程

1. 创建线程 通过实现 Runnable 接口或继承 Thread 类创建线程。

// 实现 Runnable 接口
class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Thread running from Runnable");
    }
}

// 继承 Thread 类
class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Thread running from Thread class");
    }
}

public class Multithreading {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable runnable = new MyRunnable();
        Thread thread1 = new Thread(runnable);
        thread1.start();

        MyThread thread2 = new MyThread();
        thread2.start();
    }
}

1. 线程同步 使用 synchronized 关键字实现线程同步。

class Counter {
    private int count = 0;

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

class SyncThread implements Runnable {
    private Counter counter;

    public SyncThread(Counter counter) {
        this.counter = counter;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            counter.increment();
        }
    }
}

public class ThreadSynchronization {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Counter counter = new Counter();
        SyncThread syncThread1 = new SyncThread(counter);
        SyncThread syncThread2 = new SyncThread(counter);

        Thread thread1 = new Thread(syncThread1);
        Thread thread2 = new Thread(syncThread2);

        thread1.start();
        thread2.start();

        thread1.join();
        thread2.join();

        System.out.println("Final count: " + counter.getCount());
    }
}

最佳实践

代码优化

1. 使用 Stream API 进行集合操作 Stream API 提供了一种高效、简洁的方式来处理集合。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class StreamAPIOptimization {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
        List<Integer> squaredNumbers = numbers.stream()
               .map(n -> n * n)
               .collect(Collectors.toList());
        System.out.println(squaredNumbers);
    }
}

1. 避免不必要的对象创建 尽量复用对象，减少对象创建和销毁的开销。

class ReusableObject {
    private String data;

    public ReusableObject(String data) {
        this.data = data;
    }

    public void processData() {
        System.out.println("Processing data: " + data);
    }
}

public class ObjectReuse {
    private static ReusableObject reusableObject;

    public static void main(String[] args) {
        if (reusableObject == null) {
            reusableObject = new ReusableObject("Some data");
        }
        reusableObject.processData();
    }
}

性能调优

1. 使用并发集合 在多线程环境下，使用并发集合如 ConcurrentHashMap 提高性能。

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public class ConcurrentCollection {
    public static void main(String[] args) {
        ConcurrentHashMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
        map.put("One", 1);
        map.put("Two", 2);

        // 多线程环境下安全地操作
        map.computeIfAbsent("Three", k -> 3);
        System.out.println(map);
    }
}

1. 优化垃圾回收 了解 JVM 的垃圾回收机制，合理设置堆大小和垃圾回收器参数。

# 示例启动参数
java -Xmx1024m -Xms512m -XX:+UseG1GC YourMainClass

小结

Java SE 11 为开发者带来了丰富的新特性和改进，从语言语法的简化到性能的优化，都为 Java 开发提供了更好的支持。通过掌握基础概念、熟悉使用方法、实践常见应用场景并遵循最佳实践，开发者能够更加高效地编写高质量的 Java 代码，提升项目的开发效率和运行性能。

参考资料

1. Java SE 11 Documentation
2. OpenJDK 11
3. 《Effective Java》 Third Edition by Joshua Bloch