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JDK11新特性項目實戰：從入門到實踐

標簽：

Java

概述

本文详细介绍了JDK11的新特性及其项目实战应用，包括局部变量类型推断、HTTP客户端API等，展示了如何通过实际项目提高开发效率和代码质量。文章还涵盖了JDK11的环境搭建、开发工具选择以及项目的测试与调试技巧，帮助读者全面掌握JDK11新特性项目实战。

JDK11简介与环境搭建

JDK11的简介

JDK 11 是 Java 开发工具包的一个重要版本，它在 2018 年 9 月发布，作为长期支持（LTS）版本，意味着它将获得官方支持更长的时间。JDK 11 引入了多项新特性，包括局部变量类型推断、HTTP 客户端 API、弃用 Java EE 和 CORBA 模块等。这些新特性极大地提升了 Java 应用开发的灵活性和性能。

JDK11的下载与安装

下载

访问 Oracle 官方网站，找到 JDK 11 的下载页面。用户可以选择适合其操作系统的版本进行下载。对于商业用途，下载页面也会提供相应的许可协议。

安装

下载完成后，运行下载的安装程序。对于 Windows 系统，安装过程通常是双击安装文件，按照向导提示进行安装。在安装过程中，可以选择安装路径，是否将 JDK 添加到系统环境变量中等。对于 Linux 和 macOS 系统，通常是解压下载的压缩包，然后设置环境变量。

设置环境变量

确保 JDK 已经成功安装后，需要设置环境变量以确保 Java 程序能够正确运行。

Windows

打开“控制面板” -> “系统和安全” -> “系统” -> “高级系统设置”。
点击“环境变量”按钮。
在“系统变量”部分，找到“Path”变量。
点击“编辑”，在变量值中添加 JDK 的 bin 目录路径，例如 C:\Program Files\Java\jdk-11.0.2\bin。

Linux/Mac

在终端中运行以下命令：

export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-11-openjdk
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH

开发环境的配置与IDE的选择

开发工具的选择

选择合适的开发工具（IDE）对于提高编程效率至关重要。对于 Java 开发，常用的 IDE 有 Eclipse、IntelliJ IDEA 和 NetBeans。

Eclipse

访问 Eclipse 官网下载页面。
选择适合的操作系统版本，下载 Eclipse 的安装包。
解压安装包到指定目录。
运行 Eclipse，选择合适的工作空间。

IntelliJ IDEA

访问 IntelliJ IDEA 官网下载页面。
选择适合的操作系统版本，下载安装包。
解压安装包并运行安装程序。
安装完成后，打开 IntelliJ IDEA，设置工作空间。

配置 IDE

Eclipse

打开 Eclipse。
在菜单栏中选择 Window -> Preferences。
在弹出的窗口中选择 Java -> Installed JREs。
点击 Add，选择 JDK 11 的安装路径。
点击 OK 完成配置。

IntelliJ IDEA

打开 IntelliJ IDEA。
点击 File -> Project Structure。
在左侧选择 SDKs。
点击 + 号，选择 JDK。
在弹出的窗口中浏览并选择 JDK 11 的安装路径。
点击 OK 完成配置。

JDK11的新特性详解

局部变量类型推断

JDK 11 引入了局部变量类型推断，允许使用 var 关键字来声明变量，编译器会自动推断出变量的类型。这可以简化代码并提高可读性。

示例代码

public class VarExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 传统写法
        List<String> names = new ArrayList<>();
        names.add("Alice");

        // 使用 var
        var names2 = new ArrayList<String>();
        names2.add("Bob");

        // 推理类型
        var num = 10;
        var salary = 12345.67;
        var name = "John";
    }
}

在上面的示例中，var 关键字让代码更加简洁。但是需要注意的是，var 并不是类型声明的语法糖，它仅用于局部变量声明，并且编译器会根据变量的初始化表达式来推断类型。

代码优化与性能提升

局部变量类型推断不仅简化了代码，还可以提高性能。通过避免显式声明类型，编译器可以优化生成的字节码，从而提高程序的执行效率。例如，在上述示例代码中，使用 var 关键字可以让编译器更高效地处理变量类型，减少编译时间和运行时的开销。

示例代码优化

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;

public class VarExampleOptimized {
    public static void main(String[] args) {
        var names = new ArrayList<String>();
        names.add("Alice");
        names.add("Bob");
        System.out.println(names);
    }
}

在优化后的代码中，var 关键字不仅减少了代码量，还让代码更具可读性，同时提高了编译效率。

HTTP客户端API

JDK 11 中引入了新的 HTTP 客户端 API，该 API 提供了一种简单和类型安全的方式来构建和执行 HTTP 请求。这个 API 支持同步和异步模式，并且易于使用。

示例代码

import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;

public class HttpClientExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建 HttpClient 实例
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();

        // 创建 HttpRequest 实例
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri(new URI("https://api.example.com/data"))
                .GET()
                .build();

        // 发送请求并获取响应
        HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());

        // 输出响应内容
        System.out.println(response.body());
    }
}

在上面的代码中，HttpClient 类提供了发送 HTTP 请求的方法。HttpRequest 类用于构建请求，可以指定请求的 URI、HTTP 方法等。HttpResponse 类用于处理响应。

弃用Java EE和CORBA模块

在 JDK 11 中，Java EE 和 CORBA 模块被标记为弃用。这些模块过去曾是 Java SE 的一部分，但随着 Java EE 的独立发展，它们不再被推荐使用。开发者应当考虑使用更现代的替代方案。

移除JavaFX模块

JDK 11 中移除了 JavaFX 模块。JavaFX 是一个用于构建富客户端应用的框架，但社区认为它的未来应该由独立的组织来维护。开发者可以继续使用 JavaFX，但需要单独下载和安装相应的库。

其他新特性介绍

switch 表达式

JDK 11 引入了 switch 表达式，允许使用 yield 关键字返回值，这使得 switch 表达式可以作为表达式使用，更加灵活和简洁。

更改 JEP 118：HTTP/2 多路复用支持

JDK 11 中的 HTTP 客户端 API 支持 HTTP/2 多路复用，这可以提高并发性能和减少请求延迟。

新的 Flight Recorder 和 Flight Recorder API

JDK 11 引入了新的 Flight Recorder 和 Flight Recorder API，可以用于更精细地监控和诊断 Java 应用程序。

其他改进

支持TLS 1.3
支持 IP 地址范围
支持 Unicode 11

实战项目一：使用HTTP客户端API

HTTP客户端API的使用方法

HTTP 客户端 API 提供了一种简单的方法来构建和执行 HTTP 请求。以下是一些常见操作的示例：

发送 GET 请求

import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;

public class GetRequestExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri(new URI("https://api.example.com/data"))
                .GET()
                .build();

        HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
        System.out.println(response.body());
    }
}

发送 POST 请求

import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class PostRequestExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri(new URI("https://api.example.com/data"))
                .POST(HttpRequest.BodyPublishers.ofString("param1=value1&param2=value2"))
                .build();

        HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
        System.out.println(response.body());
    }
}

发送异步请求

import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;

public class AsyncRequestExample {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri(new URI("https://api.example.com/data"))
                .GET()
                .build();

        CompletableFuture<HttpResponse<String>> responseFuture = client.sendAsync(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());

        HttpResponse<String> response = responseFuture.get();
        System.out.println(response.body());
    }
}

通过示例项目理解HTTP客户端API

为了更好地理解这些 API，我们可以通过一个简单的示例项目来演示如何使用它们。

示例项目：获取天气数据

假设我们有一个 API 可以获取指定城市的天气数据。我们将使用 Java 11 的 HTTP 客户端 API 来获取这些数据。

示例代码

import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;

public class WeatherClient {
    private static final String API_URL = "https://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?q={city}&appid={apiKey}";

    public static void main(String[] args) {
        String city = "Beijing";
        String apiKey = "your_api_key";

        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri(URI.create(API_URL.replace("{city}", city).replace("{apiKey}", apiKey)))
                .GET()
                .build();

        CompletableFuture<HttpResponse<String>> responseFuture = client.sendAsync(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
        responseFuture.thenApply(HttpResponse::body)
                .thenAccept(System.out::println)
                .join();
    }
}

在上面的代码中，我们首先构建了一个 GET 请求来获取指定城市的天气数据。然后使用 HttpClient 发送请求，并处理异步响应。

实战项目的开发流程

开发流程通常包括以下步骤：

需求分析：确定项目的需求和目标。
设计：设计项目的结构和 API 调用方式。
实现：编写代码实现具体功能。
测试：进行单元测试和集成测试。
调试：解决发现的问题。
部署：将项目部署到生产环境。

实践建议

在开发过程中，可以使用单元测试来验证每个功能模块的正确性。
使用日志记录来跟踪程序的运行情况，有助于调试和问题排查。
在部署前，进行全面的测试以确保应用的稳定性和性能。

实战项目二：利用局部变量类型推断

局部变量类型推断的应用场景

局部变量类型推断可以用于简化代码，提高代码的可读性和简洁性。有些情况下，变量的类型可以根据初始化表达式推断出来，使用 var 关键字可以避免显式声明类型。

示例代码

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Map;
import java.util.HashMap;

public class VarExample {
    public static void main(String[] args) {
        // List 示例
        var names = new ArrayList<String>();
        names.add("Alice");
        names.add("Bob");
        System.out.println(names);

        // Map 示例
        var map = new HashMap<String, Integer>();
        map.put("Alice", 25);
        map.put("Bob", 30);
        System.out.println(map);

        // 流操作
        var numbers = List.of(1, 2, 3, 4, 5);
        var evenNumbers = numbers.stream()
                .filter(n -> n % 2 == 0)
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println(evenNumbers);
    }
}

在上面的示例中，var 关键字用于声明变量，编译器根据初始化表达式推断出类型。这减少了重复的类型声明，使代码更加简洁。

代码优化与性能提升

实战项目设计与实现

假设我们需要编写一个简单的图书管理系统，可以使用局部变量类型推断来简化代码。

示例代码

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Map;
import java.util.HashMap;
import java.util.stream.Collectors;

public class BookManager {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建图书列表
        var books = new ArrayList<Book>();
        books.add(new Book("Book1", "Author1"));
        books.add(new Book("Book2", "Author2"));

        // 添加图书
        addBook(books, "Book3", "Author3");

        // 查询图书
        var book = findBook(books, "Book2");
        System.out.println(book);

        // 删除图书
        removeBook(books, "Book1");
        System.out.println(books);

        // 打印作者名单
        var authorMap = books.stream()
                .collect(Collectors.toMap(book -> book.getTitle(), book -> book.getAuthor()));
        System.out.println(authorMap);
    }

    public static void addBook(List<Book> books, String title, String author) {
        var book = new Book(title, author);
        books.add(book);
    }

    public static Book findBook(List<Book> books, String title) {
        for (var book : books) {
            if (book.getTitle().equals(title)) {
                return book;
            }
        }
        return null;
    }

    public static void removeBook(List<Book> books, String title) {
        var bookToRemove = findBook(books, title);
        if (bookToRemove != null) {
            books.remove(bookToRemove);
        }
    }
}

class Book {
    private String title;
    private String author;

    public Book(String title, String author) {
        this.title = title;
        this.author = author;
    }

    public String getTitle() {
        return title;
    }

    public String getAuthor() {
        return author;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Book{" +
                "title='" + title + '\'' +
                ", author='" + author + '\'' +
                '}';
    }
}

在上面的代码中，我们使用 var 关键字来简化变量声明，并实现了一个简单的图书管理系统。这种方法不仅提高了代码的可读性，还可以提高性能。

总结与实践建议

局部变量类型推断是 Java 11 中的一个重要特性，它可以简化代码，提高开发效率。在实际项目中，可以根据需求合理使用 var 关键字，以提高代码的可读性和性能。

项目测试与调试

测试框架的选择与使用

选择合适的测试框架可以提高测试效率和代码质量。常用的 Java 测试框架有 JUnit、TestNG 等。

JUnit 示例

import org.junit.Test;
import static org.junit.Assert.*;

public class BookManagerTest {
    @Test
    public void testAddBook() {
        var books = new ArrayList<Book>();
        var bookManager = new BookManager();
        bookManager.addBook(books, "Book1", "Author1");
        assertEquals(1, books.size());
    }

    @Test
    public void testFindBook() {
        var books = new ArrayList<Book>();
        var bookManager = new BookManager();
        bookManager.addBook(books, "Book1", "Author1");
        var book = bookManager.findBook(books, "Book1");
        assertNotNull(book);
        assertEquals("Book1", book.getTitle());
    }

    @Test
    public void testRemoveBook() {
        var books = new ArrayList<Book>();
        var bookManager = new BookManager();
        bookManager.addBook(books, "Book1", "Author1");
        bookManager.removeBook(books, "Book1");
        assertEquals(0, books.size());
    }
}

在上面的代码中，我们使用 JUnit 测试框架来编写单元测试，验证 BookManager 类中的方法是否按预期工作。

TestNG 示例

import org.testng.annotations.Test;
import static org.testng.Assert.*;

public class BookManagerTest {
    @Test
    public void testAddBook() {
        var books = new ArrayList<Book>();
        var bookManager = new BookManager();
        bookManager.addBook(books, "Book1", "Author1");
        assertEquals(1, books.size());
    }

    @Test
    public void testFindBook() {
        var books = new ArrayList<Book>();
        var bookManager = new BookManager();
        bookManager.addBook(books, "Book1", "Author1");
        var book = bookManager.findBook(books, "Book1");
        assertNotNull(book);
        assertEquals("Book1", book.getTitle());
    }

    @Test
    public void testRemoveBook() {
        var books = new ArrayList<Book>();
        var bookManager = new BookManager();
        bookManager.addBook(books, "Book1", "Author1");
        bookManager.removeBook(books, "Book1");
        assertEquals(0, books.size());
    }
}

TestNG 与 JUnit 类似，可以用来编写单元测试。选择合适的测试框架并编写详尽的测试用例是确保代码质量的重要步骤。

调试技巧与错误排查

调试技巧

使用断点：在代码中设置断点，逐行执行代码，观察变量的值变化。
日志记录：在关键位置添加日志输出，帮助追踪程序的运行情况。
异常处理：捕获异常并打印堆栈信息，帮助定位问题。

示例代码

public class DebugExample {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 0;
        try {
            int result = a / b; // 除零异常
            System.out.println(result);
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.err.println("除零异常");
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在上面的代码中，我们捕获了除零异常，并打印了堆栈信息。这种做法有助于快速定位和解决问题。

项目的打包与部署

打包

打包项目通常是将其编译成一个可执行的 JAR 文件。可以使用 Maven 或 Gradle 等构建工具来完成这个过程。

Maven 示例

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.example</groupId>
    <artifactId>BookManager</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
            <version>4.12</version>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-jar-plugin</artifactId>
                <version>3.2.0</version>
                <configuration>
                    <archive>
                        <manifest>
                            <mainClass>com.example.BookManager</mainClass>
                        </manifest>
                    </archive>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

在上面的 pom.xml 文件中，我们配置了 Maven 以生成一个可执行的 JAR 文件。

Gradle 示例

apply plugin: 'java'

dependencies {
    testCompile group: 'junit', name: 'junit', version: '4.12'
}

jar {
    manifest {
        attributes 'Main-Class': 'com.example.BookManager'
    }
}

在上面的 build.gradle 文件中，我们配置了 Gradle 以生成一个可执行的 JAR 文件。

部署

部署可以将项目打包后的文件发布到服务器上，或者部署到云平台。

示例部署命令

java -jar target/bookmanager.jar

在上面的命令中，我们使用 java 命令运行生成的 JAR 文件。

通过以上步骤，可以确保项目的顺利打包和部署，从而保证项目的稳定运行。

总结与展望

本课程的回顾与总结

本课程详细介绍了 JDK 11 的新特性，包括局部变量类型推断、HTTP 客户端 API、弃用 Java EE 和 CORBA 模块等。通过实际项目示例，展示了如何使用这些新特性来提高开发效率和代码质量。

局部变量类型推断：简化代码，提高可读性。
HTTP 客户端 API：提供更简单和类型安全的 HTTP 请求处理。
弃用 Java EE 和 CORBA 模块：为开发者提供了更多选择。
其他新特性：如 switch 表达式、支持 IP 地址范围等，进一步丰富了 Java 语言的功能。

JDK11未来的发展趋势

JDK 11 作为 LTS 版本，将继续获得官方支持。未来，JDK 11 会引入更多新特性以提升性能和开发效率。此外，随着 Java 社区的不断发展，JDK 11 的一些特性可能会被迁移或改进。

性能优化：进一步优化垃圾回收（GC）算法，提高应用的响应速度。
新特性引入：引入更多高级特性，如更强大的集合框架、更丰富的并发支持等。
安全性增强：加强安全机制，确保应用程序的安全性。

学习心得与建议

通过本课程的学习，可以更好地掌握 JDK 11 的新特性，并在此基础上开发更高效、更易于维护的应用程序。建议在日常开发中合理利用这些特性，以提高开发效率和代码质量。

持续学习：关注 JDK 及相关技术的发展动态，及时了解和应用新特性。
实践经验：通过实际项目应用新特性，不断积累经验。
社区参与：积极参与 Java 社区，与他人分享经验和心得。

通过不断学习和实践，可以更好地利用 JDK 11 的新特性，并在实际开发中取得更好的效果。

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