Java 变得越来越像 Rust？

随着编程技术的增强和复杂性的提升，许多编程语言也纷纷效仿，Java 也不例外。

另一边，尽管社区内部问题重重，但 Rust 仍逐年获得开发人员的喜爱。这背后都是有原因的：Rust 的编译器让开发人员避免了各种问题。编译器对正确性的要求让一些开发人员开始感到不安全。

我想展示两个 Rust 特性，它们是 Rust 优秀之处的一部分，然后将它们与 Java 的最新创新进行比较。

免责声明：我绝不是说这些 Rust 特性导致 Java 中出现了相应的特性。如果是 Kotlin 或 Scala 在实现这些特性方面发挥了更大的作用，我也不会感到惊讶。但是，我很高兴看到 Rust 的特性也能在（某种程度上）Java 中找到！

Immutable Data

在编程领域，Immutable Data 是指一种一旦创建就不能更改的数据结构。在 Rust 中，数据默认是不可变的。

struct User {
    // struct members are immutable    
    name: &'static str,
    age:  i32
}

fn main() {  
    // user and members are immutable
    let user = User { name: "Bob", age: 42 };
}  

如果我们希望数据是可变的，就必须显式声明它是可变的。

fn main() {
    let mut user = User { name: "Bob", age: 42 };
    user.name = "Jim";
}  

现在，普通的 Java 对象（又称 POJO）在编写时通常默认具有可变性，而且相当冗长。

下面是它在 Java 8 中的样子：

public class User {  
    private String name;
    private int age;        

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

    public String getName() {  
        return this.name;
    }

    public int getAge() {
        return this.age;
    }

    public void setName(String name) {  
        this.name = name;
    }

    public void setAge(int age) {  
        this.age = age;
    }

    public static void main(String[] args) {  
        User user = new User("Bob", 42);
        user.setName("Jim");
        System.out.println(user.getName());
    }

    // not to mention equals(), toString() and friends!  
}  

不过，多亏了现代 Java，记录类简化了这一过程，并考虑到了不变性，我们的代码也就不那么冗长了。下面是启用了预览功能的有效 Java 21 代码。

record User(String name, int age) {}  

void main() {  
    final var user = new User("Bob", 42);
}  

代数数据类型

在这段视频中，我们将看到 Rust 如何利用代数类型来帮助使无效状态无法表示，并有力地保证不会出现错误行为。

在 Rust 中，这可以通过使用枚举来实现：

enum RealCat {  
    Alive { is_hungry: bool },
    Dead
}  

fn main() {
    let real_cat: RealCat = RealCat::Alive { is_hungry: true };
    match real_cat {
        RealCat::Alive { is_hungry } => {
            if is_hungry {
                println!("The cat demands a sacrifice.");
            } else {
                println!("The cat is bored.");
            }
        },
        RealCat::Dead => println!("Oh no!!!")
    }
}

直到最近，Java 仍无法优雅地实现这一点。不过，从 Java 21 及以后的版本开始，您可以使用包含记录的密封接口和详尽的开关语法在 Java 中优雅地实现这一功能：

RealCat.java

public sealed interface RealCat permits RealCat.Alive, RealCat.Dead {

    record Alive(boolean isHungry) implements RealCat {}
    record Dead() implements RealCat {}

    static void check(RealCat realCat) {
        switch (realCat) {
            case Alive aliveCat -> {
                if (aliveCat.isHungry()) {
                    System.out.println("The cat demands a sacrifice.");
                } else {
                    System.out.println("The cat is bored.");
                }
            }
            case Dead _ -> System.out.println("Oh no!!!");
        }
    }
}

RealCatApplication.java

void main() {
    final var hungryCat = new RealCat.Alive(true);
    RealCat.check(hungryCat);
}

结论

有无数理由表明 Java 永远不会成为 Rust，但我很高兴看到 Rust 的一些强大功能正在进入 Java。这将巩固 Java 作为商业世界首选编程语言之一的长期地位。由于 OpenJDK 项目致力于提高开发人员的工作效率，Java 在过去 28 年中一直占据着重要的市场份额，即使不能在未来 28 年中重新夺回重要的市场份额，也有望保持这一地位。