Java 15 新特性详解 | Baeldung中文网

1. 简介

Java 15 于 2020 年 9 月正式发布，是 JDK 平台的下一个短期版本。它在之前版本的基础上进行了一些增强，并引入了多个新特性。

本文将重点介绍 Java 15 的一些关键新特性，以及对开发者有实际意义的其他变化。

2. Records（JEP 384）

Record 是 Java 中一种新的类类型，专门用于创建不可变的数据对象。

Record 最早在 Java 14 中以早期预览的形式引入，Java 15 则进一步优化了其设计，为成为正式特性做准备。

我们先来看一个没有 Record 的传统写法，再看看 Record 是如何简化它的。

2.1. 传统写法（无 Record）

在 Record 出现之前，我们通常这样定义一个不可变的数据传输对象（DTO）：

public class Person {
    private final String name;
    private final int age;

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }
}

可以看到，为了创建一个简单的不可变对象，我们需要写大量的样板代码：字段必须用 final 修饰，定义全参构造器，为每个字段写 getter 方法。有时候还会加上 final 防止被继承，甚至重写 toString、equals 和 hashCode 方法。

2.2. 使用 Record

使用 Record，我们可以将上面的类简化为：

public record Person(String name, int age) {
}

这个写法有几个关键点：

类定义语法是专门为 Record 设计的；
编译器会自动推断字段并生成构造器、getter、toString、equals 和 hashCode 方法；
不需要手动编写这些样板代码。

当然，Record 也支持我们自定义行为，比如添加校验逻辑：

public record Person(String name, int age) {
    public Person {
        if (age < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("年龄不能为负数");
        }
    }
}

⚠️ 注意：Record 类是 final 的，不能被继承或声明为 abstract，也不能包含 native 方法。

3. Sealed Classes（JEP 360）

Java 之前对继承的控制粒度较粗，只有 public、protected、private 和包私有等修饰符。

Sealed Classes 的目标是让类或接口显式声明哪些类可以作为其子类或实现类，从而实现更细粒度的控制。

它引入了两个新关键字：sealed 和 permits：

public abstract sealed class Person
    permits Employee, Manager {
 
    //...
}

在这个例子中，Person 类只允许 Employee 和 Manager 作为其子类：

public final class Employee extends Person {
}

public non-sealed class Manager extends Person {
}

✅ 任何继承 sealed 类的类必须声明为 sealed、non-sealed 或 final，确保类层次结构是有限且可预测的。

这种有限的类结构对模式匹配（Pattern Matching）非常有帮助：

if (person instanceof Employee) {
    return ((Employee) person).getEmployeeId();
} 
else if (person instanceof Manager) {
    return ((Manager) person).getSupervisorId();
}

没有 Sealed Class 的情况下，编译器无法确定是否覆盖了所有子类，容易导致遗漏。

4. Hidden Classes（JEP 371）

Hidden Classes 是 Java 15 引入的一个新特性，主要用于运行时动态生成不可发现的类。

这类类不能被其他类链接，也无法通过反射获取，通常生命周期较短，设计上也更注重加载和卸载效率。

虽然大多数开发者用不到，但对于 JVM 语言或动态字节码操作的场景，Hidden Classes 提供了更安全、更高效的选择。

⚠️ Java 之前的匿名类虽然功能类似，但依赖于 Unsafe API，而 Hidden Classes 不需要。

5. Pattern Matching for instanceof（JEP 375）

Pattern Matching for instanceof 是 Java 14 引入的预览特性，Java 15 继续保持预览状态，未新增功能。

它的目的是简化 instanceof + 强转的样板代码：

传统写法：

if (person instanceof Employee) {
    Employee employee = (Employee) person;
    Date hireDate = employee.getHireDate();
    //...
}

使用 Pattern Matching 后：

if (person instanceof Employee employee) {
    Date hireDate = employee.getHireDate();
    //...
}

变量 employee 会在类型检查成功后自动赋值，无需手动强转。

还可以与条件表达式结合使用：

if (person instanceof Employee employee && employee.getYearsOfService() > 5) {
    //...
}

未来版本中，该特性有望扩展到 switch 等更多语法结构中。

6. Foreign Memory Access API（JEP 383）

Foreign Memory Access API 是 Java 14 的孵化特性，Java 15 继续孵化并新增了以下功能：

新增 VarHandle API，支持自定义内存访问；
支持通过 Spliterator 接口并行处理内存段；
增强对 mapped 内存段的支持；
可处理来自本地调用的地址。

Foreign Memory 指的是 JVM 堆外内存，不受 GC 管理，适合处理大块数据，比如缓存、内存映射文件等。

✅ 虽然普通开发者很少直接使用，但对第三方库（如 Netty、Chronicle 等）来说意义重大。

7. 垃圾收集器更新

Java 15 中，ZGC（JEP 377）和 Shenandoah（JEP 379）不再是实验性特性，正式支持使用。

默认 GC 依然是 G1；
ZGC 和 Shenandoah 可通过参数启用；
Oracle JDK 不包含 Shenandoah，需使用 OpenJDK 或其他厂商版本。

8. 其他重要变化

✅ Text Blocks（文本块）在 Java 15 正式支持，告别字符串拼接的痛苦；
✅ Helpful NullPointerExceptions（增强空指针提示）默认启用，错误定位更清晰；
⚠️ DatagramSocket API 重写，为 Project Loom 做准备；
✅ 新增对 EdDSA（爱德华曲线数字签名算法） 的支持；
❌ Nashorn JavaScript 引擎被移除，GraalVM 成为主流；
❌ Biased Locking、Solaris/SPARC 端口、RMI Activation 被弃用或移除。

9. 总结

Java 15 在继承前几版的基础上，带来了 Record、Sealed Classes、Hidden Classes 等新特性，同时将 ZGC、Shenandoah 等 GC 正式化。

⚠️ Java 15 是短期版本，支持将于 2021 年 3 月结束。之后将迎来 Java 16，再之后就是 LTS 版本 Java 17。

对于有经验的开发者来说，Java 15 是一个值得关注的过渡版本，尤其在语言现代化方面迈出了一大步。

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