引言

在 Java 开发中，我们经常需要编写一些仅用于存储数据的类，比如 DTO（数据传输对象）、值对象或实体。这些类通常包含私有字段、Getter/Setter、equals()、hashCode()、toString() 和构造函数，导致大量的样板代码。虽然 IDE 可以自动生成这些代码，但维护起来依然繁琐。

为了解决这个问题，Java 14 引入了 Record 作为预览特性，并在 Java 16 中正式成为标准功能。Record 是一种全新的类型，专门用于声明不可变的数据载体。

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背景

在 Java 14 之前，定义一个简单的“数据持有者”类需要编写大量重复代码。例如

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

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

    // 手动实现 getter、toString、equals、hashCode
    public String getName() { return name; }
    public int getAge() { return age; }

    @Override
    public String toString() { return "Person[name=" + name + ", age=" + age + "]"; }
    
    @Override
    public boolean equals(Object o) { /* ... */ }
    @Override
    public int hashCode() { /* ... */ }
}

这种模式代码冗长、可读性差。因而催生出record，，解决这些问题，自动处理数据类的样板代码。

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record语法和原理

record类的定义方式非常简单，基本语法如下：

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

编译器在编译时会自动生成以下内容：

• 所有字段：自动声明为 private final；
• 构造函数：自动生成带参数的构造器（无其他构造方法）；
• 核心方法：自动生成 toString()、equals()、hashCode()；
• 访问器：自动生成字段的 getter 方法（如 name()），注意方法名与组件名相同，没有 get 前缀。

关键机制：

1. record 隐式继承 java.lang.Record，不可继承其他类；
2. 字段是只读的，编译器强制不可变性；
3. 生成的代码基于字段顺序（如 Person(“Alice”, 30) 的 name 和 age 顺序）。

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使用方法

1. 基础定义和使用

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

// 使用
Person p = new Person("Alice", 30);
System.out.println(p.name());  // 访问器，注意不是 getName()
System.out.println(p.age());
System.out.println(p);          // 自动生成的 toString：Person[name=Alice, age=30]

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2. 自定义方法

record 允许添加静态方法或实例方法（但不能添加额外字段或覆盖 equals/hashCode）
如：

public record Person(String name, int age) {
    public int birthYear() {
        return LocalDate.now().getYear() - age;
    }

    public static Person createAdult(String name) {
        return new Person(name, 18);
    }
}

// 使用
Person alice = Person.of("Alice", 30);
System.out.println(alice.birthYear());

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3. 紧凑构造方法

如果你需要在构造时进行校验或规范化，可以定义紧凑构造方法，它没有参数列表，直接在方法体中编写逻辑。如：

public record Person(String name, int age) {
    public Person {
        if (age < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("年龄不能为负数");
        }
        if (name == null || name.isBlank()) {
            throw new IllegalArgumentException("姓名不能为空");
        }
        // 可以在此处对参数进行修改，比如统一格式化
        name = name.trim();
    }
}

紧凑构造方法会在标准构造方法之前执行，并且参数可以被修改（修改后会反映到字段中）。注意，紧凑构造方法只能用于校验和调整参数，不能为字段重新赋值（因为字段是 final 的，赋值由编译器生成的标准构造完成）。

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4. 搭配注解使用

Record 的组件可以添加注解，这些注解会传播到对应的字段、访问器方法和构造参数上，适用于许多框架（如 JSON 序列化、验证框架）。如：

import jakarta.validation.constraints.*;

public record User(
    @NotNull String username,
    @Min(18) int age
) { 

}

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5. 本地 Record

Record 也可以声明为局部类（在方法内部），这在某些场景下非常实用。如：

public List<String> getNames() {
    record NameEntry(String firstName, String lastName) {}
    return list.stream()
               .map(e -> new NameEntry(e.getFirstName(), e.getLastName()))
               .map(NameEntry::toString)
               .collect(Collectors.toList());
}

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使用注意事项

1. 不可变性

Record 被设计为不可变类，所有字段都是 final 的。这意味着一旦创建，其内部状态不能改变。也不能添加可变字段。

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2. 不能继承或扩展其他类

• record 隐式继承 java.lang.Record，不能显式继承其他类；
• Record 不能声明实例字段（除了组件对应的字段），只能声明静态字段；
• Record 不能定义实例初始化块。

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3. 不能有自定义构造函数

编译器只生成带参数的构造器，不能添加其他构造方法。

public record Person(String name, int age) {
    public Person(String name) { // 编译错误
        this(name, 0);
    }
}

4. 不能覆盖 equals/hashCode/toString

这些方法由编译器自动生成，禁止手动重写。

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5. 序列化

Record 支持序列化，但序列化行为与传统 Java 对象略有不同。Record 的序列化会使用规范构造方法重建对象，而不是通过反射设置字段。这意味着即使你修改了 Record 的字段名（但保留组件名），反序列化也能正常工作。但需要注意，Record 的序列化版本号（serialVersionUID） 是根据组件和类型自动生成的，一般无需显式声明。

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