要約Java8→17 。何が変わったのか？

Java17が2021/9/14にリリースされました。
Java17は長期サポートされる（LTS）バージョンです。
特にJavaに携わっているエンジニアが大半というボンズテックでは注視していることでもあります。
エンタープライズとして今後もJavaを使っていけるかの試金石になるバージョンなのではないかと感じています。
実際にJava17になって何が変わったのかを要約解説いたします。

1.何でJava8→Java17なのか？

Oracle JDK 17より再び無償利用可能。この1点に尽きます。

ご存じの方も多いと思いますが、OracleはJava11から商用利用を有償化したため、LTS（Long Term Support、長期サポート）版としてはJava8が最終版となっていました。
ところが一転、先日リリースされた「Oracle JDK 17」では再び無償化となりました。

理由は推測するしかありませんが、こちらの記事にもあるようにOracleの影響力低下やJava言語自体の人気低下を危惧したのではないでしょうか。

また、現状のJava利用状況としてOpenJDK系（AdoptOpenJDK、Amazon Corretto等）へと移行済みのシステムがある一方で、まだJava8を利用している所も多いと思われます。
このため、この記事がJava8→Java17というケースに関わる方の参考になれば幸いです。

2. Java17はいつまで使えるの？

2023年9月までは無償利用可能です。
なお、リリース案内の記載通り、次のLTSリリース次第で変更される可能性があります。

・次のLTSのリリースから1年後まで、無償で使用できるライセンスの下で提供されます。
・次のLTSのリリースをJava 21とし、2023年9月の提供開始を検討しています。

3. Java8→Java17の変更内容一覧

・TypeがF（Feature）のもの
・P（Process）、I（Informational）、S（Infrastructure）は除外
・Releaseが9～17のもの
・正式採用前の機能およびJVM高速化関連は除外
・正式採用前：Titile内にPreview、Incubator、Phase *が含まれているもの
・JVM関連：分類がhotspot、Titile内にJVMが含まれているもの

4. Java8→Java17の気になる新機能

一覧の中から重要度が高いものや気になった点について紹介します。
※バージョン表記は正式採用となったものを記載しています。

4-1. モジュールシステム：JAR地獄にさようなら

Java9より、複数のパッケージをまとめて管理する「モジュール」が導入されました。
※開発名「Project Jigsaw」として完成まで9年、前身のJSR277（Java仕様要求）からでは10年以上の歳月を費やしています。

従来のパッケージ管理には以下の問題がありました。

・依存関係が定義できない
使用する別々のjarが同じライブラリの別バージョンを要求した場合、どちらが使用されるか不明。予期しない結果を引き起こす事も。 → 所謂JAR地獄

・公開範囲の定義ができない
ライブラリ内の内部用クラス等で隠蔽したい場合でも、構成上publicにせざるを得ず リフレクションを用いて利用されてしまう。

モジュール導入により、これらの依存関係・公開範囲の定義を指定できるようになりました。
方法としてはsrcフォルダのトップにmodule-info.javaを配置して必要な情報を記述します。

// 公開モジュールhoge
module hoge {
    // requires <module>：依存関係の定義
    // java.langやjava.io等、Java基礎パッケージのjava.baseモジュールはのみ宣言不要
    requires fuga;

    // exports <package>：パッケージの公開定義
    exports org.exsample.hoge;
｝

// 公開モジュールfuga
module fuga {
    // requires transitive <module>：推移的依存関係の定義
    // この指定で利用先（今回ならhoge）もjava.sqlが利用可能となる
    requires transitive java.sql;

    // transitiveを付与しない場合は依存先からの利用は不可
    requires java.net.http;

    // export <package> to <module>：パッケージの公開先モジュールを限定
    exports org.exsample.fuga to hoge;    
}

この他、opens（指定パッケージのprivateメンバへのリフレクション参照許可）等の指定や
無名モジュール（クラスパスから参照されたパッケージやクラス）、
自動モジュール（モジュール化対応していないライブラリをモジュールパスに入れた場合）
といった概念などについてはこちらが参考になります。

4-2. jshell：他言語で主流のREPL、手軽に実行確認

同じくJava9より、REPL（Read-Evaluate-Print Loop：対話型評価環境）としてjshellが追加されました。
他言語でもおなじみのターミナル上でプログラムを1行ずつ記入・実行・表示できる機能です。
起動はコマンドラインから「jshell」と打つだけなので、ちょっとした動作確認に重宝しそうですね。
例えばDateTimeFormatterの指定では、wとWでどちらが年内の週数？と迷った場合

jshell> import java.time.*
jshell> import java.time.format.DateTimeFormatter
jshell> LocalDate.of(2021,10,30).format(DateTimeFormatter.ofPattern("W"));
$3 ==> "5"
jshell> LocalDate.of(2021,10,30).format(DateTimeFormatter.ofPattern("w"));
$4 ==> "44"

などと実際に叩いてみれば一目瞭然ですね。
細かい使用方法は、ユーザーガイド（Java16版：日本語、Java17版：英語）やこちら が参考になります。

4-3. コーディングに関する変更点

細かなものが多いですが、コーディングがより快適になる便利な機能が色々と追加されています。

1. ローカル変数の型推論：varによる型記述の省略（Java10）

ローカル変数が「var 変数名 = 初期値」と型名を書かずに定義できるようになりました。

// 従来の定義
String str = "hoge";
DateTimeFormatter dtf = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy/MM/dd hh:mm:ss");

// varを利用した定義
var str = "hoge";
var dtf = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy/MM/dd hh:mm:ss");

型名が長いものなどはスッキリ書けてコードが読みやすくなりますね。
ただ、これはオブジェクト型・プリミティブ型が何で入る万能型が追加されたのではなく、あくまで右辺（初期値）から型を判断してくれるという機能です。
このため、下記のような初期値が無い変数には使用できません。
また、一見して型を推測できない場合には逆に可読性を下げる事にもなるため、むやみやたらと使用するのではなく、チーム内で使用方針を決めておきたいですね。

var obj = null;    // エラー、nullからでは型を推測する事ができない
var time = new Date().getTime()    // long型として使用可能だが、

使用時の注意点などはこちらが参考になります。

2. ラムダ式引数へのvar使用：ラムダ式の引数にアノテーションが利用可能に（Java11）

上記のvarですが、ラムダ式の引数にも使用できます。
元々、ラムダ式の引数にはvarの記述は不要なのですが、varを入れる事でアノテーションを付与できるようになり、その恩恵を受けられます。

(x, y) -> x.process(y);
(@Nonnull x, @Nullable y) -> x.process(y);    // これは出来ない

// var記述によりアノテーション付与が可能に
(@Nonnull var x, @Nullable var y) -> x.process(y);

3. switch式：分岐結果が値としても利用可能に（Java14）

switchが文だけでなく式として追加され、値を返す事が出来るようになりました。
また、従来の「case L:」に加えて「case L ->」とするアロー構文も追加され、より直感的かつ簡素に記述する事が出来るようになりました。
構文はこちらが参考になりますが、下記サンプルだけでも想像できるのではないでしょうか。

import java.time.LocalDate;
import java.time.DayOfWeek;
var day = LocalDate.now().getDayOfWeek();
var value = switch (day) {
    case MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY -> 1;
    case THURSDAY, FRIDAY-> 2;

    // ブロックでの複数処理は{}、値の返却にはyieldを使用
    default -> { System.out.println("土日専用メッセージ"); yield 3; }
};
System.out.println(value);

なお、switch式では網羅性チェックも追加されています。
このため、int等のプリミティブ型でdefaultが無い場合や列挙型でdefault無し＋列挙子の定義漏れがある場合にはコンパイルエラーとなります。

4. 複数行文字列リテラル：改行付き文字列を「見た目通り」に定義（Java15）

タイトル通り、複数行の文字列を素直に定義できるようになりました。
従来は下記のように文字列を連結したり、StringBuilder.appendを利用するなどお世辞にも可読性が高いとは言えないものでした。

String html = "<HTML>" +
    "\n\t" + "<BODY>" +
    "\n\t\t" + "<H1>\"Java 13 is here!\"</H1>" +
    "\n\t" + "</BODY>" +
    "\n" + "</HTML>";

StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("<HTML>\n");
sb.append("\t<BODY>\n");
sb.append("\t\t<H1>\"Java 13 is here!\"</H1>\n");
sb.append("\t</BODY>\n");
sb.append("</HTML>");
String html_sb = sb.toString();

これが下記のように定義できるようになり、より直感より可読性の高いコードを書けそうです。

String html_new = """
    <HTML>
        <BODY>
            <H1>"Java 13 is here!"</H1>
        </BODY>
    </HTML>""";

詳細についてはOracleの紹介ページやこちらが参考になります。

5. instanceofのパターンマッチング：型チェック＋変数定義を簡素に記述（Java16）

従来、オブジェクト型検証＋キャストの2段階記述が必要な箇所が1度で済むようになりました。

// 従来の書き方
if (obj instanceof String) {
    String s = (String) obj;
    ･･･  // sを利用した処理
}

// 新しい書き方
if (obj instanceof String s) {
    ･･･  // sを利用した処理
}

これだけでも十分ですが、パターンマッチングで定義された変数のスコープは
通常のローカル変数と異なり、フロー解析に基づいて決められる「流動的スコープ」として、下記のようにパターンと一致しているのが自明な範囲がスコープとなります。

public void onlyForStrings(Object o) throws MyException {
    if (!(o instanceof String s)){
        // sは使用不可（スコープ外）
        throw new MyException();
    }
        // sが使用可能（スコープ内）
        System.out.println(s);
    }
}

これを上手く活用する事で、よりコンパクトな記述が可能です。
公式での例としては、Pointクラスのequalsメソッドが例として挙げられています。

// 従来の書き方
public boolean equals(Object o) {
    if (!(o instanceof Point)){
        return false;
        Point other = (Point) o;
        return x == other.x && y == other.y;
    }
}
   
// 新しい書き方
public boolean equals(Object o) {
    return (o instanceof Point other) && x == other.x && y == other.y;
}

6. record：値を保持するだけのクラスを手軽に定義（Java16）

データ格納先として値を保持するだけのimmutable（不変）なクラスを定義する機能です。
従来は単に値を保持するクラスを作成するためだけに、コンストラクタやgetterメソッド、toString()、equals()、hashCode()など大量の記述が必要でしたが、そこからようやく解放されます。
例えば座標x,yを保持するクラスなら下記の記述だけで済んでしまいます。

record Point(int x, int y) { }

これと同等のクラスを義するには下記となり、その差は歴然です。

class Point {
   private final int x;
   private final int y;
   
   Point(int x, int y) {
       this.x = x;
       this.y = y;
   }
   
   int x() { return x; }
   int y() { return y; }
   
   public boolean equals(Object o) {
       if (!(o instanceof Point)) return false;
       Point other = (Point) o;
       return other.x == x && other.y == y;
   }
   
   public int hashCode() {
       return Objects.hash(x, y);
   }
   
   public String toString() {
       return String.format("Point[x=%d, y=%d]", x, y);
   }
｝

上記通り、getterについてはget*()などではなくフィールドと同名のメソッドとなります。
また、immutableなクラスであるためsetterは作成できません。
※メソッドは自由に追加できますが、フィールドの変更はできません。
構文の詳細についてはこちらが参考になります。

7. Sealed：継承先を限定できるように（Java17）

classやinterface定義において継承先を限定できる機能が追加されました。
使い方は、下記のような形でsealedおよびpermitsで指定します。
※sealed（封印）であり、shield（盾）ではない事に注意してください。

// Shapeクラスの継承先をCircle、Rectangleに限定
public abstract sealed class Shape permits Circle, Rectangle { ... }

継承先を限定するメリットは、5で説明したようなパターンマッチングとの組み合わせで発揮されます。
enumと同様に宣言されたの以外の考慮が不要となり、記述をより簡素化できます。

Shape shape = new Circle(10);
if (shape instanceof Circle c) {
    // 処理
} else if (shape instanceof Rectangle r) {
    // 処理
    // } else {
    // ShapeのサブクラスはCircleとRectangleのみと保証されているため
    // ここのelseは不要に
}

なお、上記と同様にswitch式でのdefaultも省略できるように思えますが、こちらはJava17ではpreview、Java18でもsecond previewとまだ先のようです。

5. 番外：JREは今どこに？

今回の記事作成中にふと「そういえばJREはどうなったのだろうか？」と思いました。
※従来はJDKを利用して実行可能なjarを開発し、実行環境でインストール済みのJREを利用して実行するという前提でした。

結論としては現在ではインストール用のJRE提供は無くなり、実行可能jarの中にJREを含めて配布する方式となったようです。

こちらの「軽量化したJREをバンドルする配布方式の提案」に記載されている通り、従来はサイズの問題で実行可能jar内にJREを含めるのが難しかったものの、
モジュールシステム導入で解決（JREの必要分のみjarに含める）したようです。

Java8→Java17変更内容一覧