Java 21 新特性概览

1. JDK 21 概述

• 发布信息：2023年9月19日发布，是长期支持版本（LTS），目前LTS版本包括JDK 8、11、17和21。 • 核心目标：增强语言表达能力、优化性能、简化开发流程。 • 新特性总数：共15个JEP（JDK Enhancement Proposal），以下选取关键特性详细介绍。

2. JEP 430: 字符串模板（预览）

• 核心功能：通过占位符${}动态构建字符串，支持嵌入变量、方法调用和表达式。 • 模板处理器： • STR：自动插值，如STR."Greetings \{name}!"。 • FMT：支持格式化（类似printf），如FMT."Greetings %-12s\{name}!"。 • RAW：返回StringTemplate对象，需手动处理。 • 优势：简化字符串拼接，提升可读性和灵活性。 • 示例：

String name = "Java";
String message = STR."Hello \{name.toUpperCase()}!"; // 输出：Hello JAVA!

3. JEP 431: 序列化集合（Sequenced Collections）

• 目标：统一有序集合的API，强化对首尾元素和反向视图的操作。 • 新接口： • SequencedCollection：扩展Collection，提供addFirst、getLast、reversed()等方法。 • SequencedSet：专为集合设计，如LinkedHashSet。 • SequencedMap：扩展Map，支持putFirst、pollLastEntry等。 • 示例：

LinkedHashSet<Integer> set = new LinkedHashSet<>(List.of(3, 1, 2));
set.addFirst(0); // 结果：[0, 3, 1, 2]
SequencedSet<Integer> reversed = set.reversed(); // 反向视图：[2, 1, 3, 0]

4. JEP 439: 分代 ZGC

• 改进点：引入分代垃圾回收机制，减少停顿时间。 • 启用方式：需显式开启参数-XX:+UseZGC -XX:+ZGenerational。 • 未来计划：分代ZGC将设为默认，最终移除非分代ZGC。 • 适用场景：适合大型应用和高并发环境，提升吞吐量和响应速度。

5. JEP 440: 记录模式（转正）

• 功能：允许在模式匹配中解构记录（Record）对象。 • 示例：

record Point(int x, int y) {}
if (obj instanceof Point(int x, int y)) {
  System.out.println(x + ", " + y); // 解构Point对象
}

6. JEP 441: switch 模式匹配（转正）

• 增强功能：支持类型模式和守卫条件。 • 示例：

static String format(Object obj) {
  return switch (obj) {
    case Integer i -> "int: " + i;
    case String s && !s.isEmpty() -> "非空字符串: " + s; // 守卫条件
    default -> "其他类型";
  };
}

7. JEP 442: 外部函数与内存API（第三次预览）

• 目标：替代JNI，安全高效地调用本地代码和管理堆外内存。 • 关键类：MemorySegment、SymbolLookup、Linker。 • 应用场景：与C/C++库交互，如调用系统函数或处理二进制数据。

8. JEP 443: 未命名模式与变量（预览）

• 语法改进：使用_忽略未使用的变量或模式组件。 • 示例：

try (var _ = resource.acquire()) { ... } // 忽略资源变量
if (point instanceof Point(_, int y)) { ... } // 忽略x坐标

9. JEP 444: 虚拟线程（转正）

• 核心价值：轻量级线程，大幅提升高并发应用性能。 • 使用方式：

try (ExecutorService executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
  executor.submit(() -> System.out.println("虚拟线程任务"));
}

• 优势：降低线程创建和上下文切换开销。

10. JEP 445: 未命名类与实例main方法（预览）

• 简化入口：允许省略类名和static修饰符。 • 示例：

void main() { // 无需类名和public static
  System.out.println("Hello, Simplified World!");
}

其他JEP概览

• JEP 433: 结构化并发（预览）：统一多线程任务管理。 • JEP 446: Scoped Values（预览）：替代线程局部变量，提升性能。 • JEP 448: Vector API（第六次孵化）：优化向量计算。

参考与总结

• 升级建议：LTS版本适合生产环境，建议评估虚拟线程、分代ZGC等特性。 • 注意事项：预览功能需通过--enable-preview启用，可能存在变更。 • 官方文档：Oracle JDK 21 Release Notes