jdk21新特性
2023年9月19日，JDK 21 正式发布，JDK 21 是长期维护的版本。包含了以下新特性
- 字符串模板（预览版） String Templates (Preview)
- 有序集合 Sequenced Collections
- 分代ZGC Generational ZGC
- 记录模式 Record Patterns
- switch的模式匹配 Pattern Matching for switch
- 外部函数和内存 API(第三次预览) Foreign Function & Memory API (Third Preview)
- 未命名模式和变量（预览版） Unnamed Patterns and Variables (Preview)
- 虚拟线程 Virtual Threads
- 未命名类和实例main方法(预览版) Unnamed Classes and Instance Main Methods (Preview)
- 范围值（预览版）Scoped Values (Preview)
- 向量 API（第六次孵化）Vector API (Sixth Incubator)
- 弃用 Windows 32 位 x86 端口为删除作准备 Deprecate the Windows 32-bit x86 Port for Removal
- 准备禁止动态加载代理 Prepare to Disallow the Dynamic Loading of Agents
- 密钥封装机制API Key Encapsulation Mechanism API
- 结构化并发（预览版）Structured Concurrency (Preview)
430 字符串模板（预览版）
字符串模板通过将 文本 与 嵌入式表达式 和 模板处理器 结合来生成专门的结果，主要就是更方便的处理字符串。 这是预览版功能，想要用起来会麻烦一些，需要在编译和运行时都加上 --enable-preview 选项。我们来看代码：（为了方便演示，我们使用jshell来查看结果）
$ jshell --enable-preview
jshell> var name = "tom";
|name ==> "tom"
jshell> var greet = STR."hi \{name}";
|greet ==> "hi tom"
上面的代码中，用到了 STR 关键字。在字符串中用 \{} 来表达模板。
我们来看更多的示例：
// 支持算术表达式， 加减乘除
int x = 10, y = 20;
String s = STR."\{x} + \{y} = \{x + y}";
// "10 + 20 = 30"
// 方法调用
String s = STR."现在时间:\{System.currentTimeMillis()}"
|s ==> "现在时间:1695520672393"
//使用成员变量
record Person(String name,int height){}
Person p = new Person("张三",170)
String s = STR."姓名：\{p.name()} 身高：\{p.height()}";
|s ==> "姓名：张三 身高：170"
从上面的示例可以看到 { 和 } 中间，是可以写java代码的。 再来看一个示例：
File file = new File("a.dat");
String msg = STR."文件 \{filePath} \{file.exists() ? "" : "不"} 存在";
| "文件 a.dat 存在" 或者 "文件 a.dat 不存在"
对于 多行文本，模板语法也是支持的。示例：
String name = "张三";
int height = 170;
String des = STR."""
姓名：\{name}
身高: \{height}
""";
| """
| 姓名：张三
| 身高: 170
| """
FMT 模板
除了 STR 模板，还有FMT模板。FMT 是 Java 平台中定义的另一个模板处理器。 FMT 与 STR 类似，它执行插值，但它也解释出现在嵌入表达式左侧的格式说明符。 格式说明符与 java.util.Formatter 中定义的格式说明符相同。 我们看一个示例：
double d = 1.234567;
String table = FMT."%3.2f\{d}";
| 1.23
需要注意的是，使用 FMT需要 import ，不然编译报错：
import static java.util.FormatProcessor.FMT;
431 有序集合
jdk 21 新增了一个接口 java.util.SequencedCollection 这个接口里包含了以下方法：
interface SequencedCollection<E> extends Collection<E> {
SequencedCollection<E> reversed(); // 反转
void addFirst(E); // 在前面添加
void addLast(E); // 在后面添加
E getFirst(); // 获取第一个元素
E getLast(); // 获取最后一个元素
E removeFirst(); // 删除第一个元素
E removeLast(); // 删除最后一个元素
}
以下JAVA类都实现了上述的接口。
- List
- Deque
- LinkedHashSet
- SortedSet
- LinkedHashMap
- SortedMap
从使用的角度来讲很简单，用到相关类的时候，看看有没有这些方法，就可以了。
- 值得注意的是，这些接口的实现，有的接口是会抛异常的，实际使用时，需要特别小心，比如：
default E getFirst() {
if (this.isEmpty()) {
throw new NoSuchElementException();
} else {
return this.get(0);
}
}
我们看到，list里，这个 getFirst 方法，会判断list是否为空，如果为空的话 就会 抛出 NoSuchElementException 异常。
439 分代ZGC Generational ZGC
通过扩展 ZGC 来维护新旧对象的不同代，从而提高应用程序性能。 这将使 ZGC 能够更频繁地收集年轻对象（这些对象往往会在年轻时死亡）。 使用 Generational ZGC 运行的应用程序应该享受
- 降低分配停滞的风险，
- 降低所需的堆内存开销，并且
- 降低垃圾收集 CPU 开销。
- 与非分代 ZGC 相比，这些好处应该不会显着降低吞吐量。 应保留非代 ZGC 的基本属性：
暂停时间不应超过1毫秒，应支持从几百兆字节到数 TB 的堆大小，并且应该需要最少的手动配置。
一句话，就是优化了GC算法。
440 记录模式 Record Patterns
使用记录模式增强 Java 编程语言以解构记录值。 记录模式和类型模式可以嵌套，以实现强大的、声明性的、可组合形式的数据导航和处理。
// Java 16 的写法
record Point(int x, int y) {}
static void printSum(Object obj) {
if (obj instanceof Point p) {
int x = p.x();
int y = p.y();
System.out.println(x+y);
}
}
// ava 21 的写法
record Point(int x, int y) {}
static void printSum(Object obj) {
if (obj instanceof Point(int x, int y)) {
System.out.println(x+y);
}
}
也就是可以在 instanceof 的时候，把成员变量也声明上，然后主可以直接使用。
441 switch的模式匹配
switch 模式匹配
在 Java 21 之前，我们需要这样写：
static String formatter(Object obj) {
String formatted = "unknown";
if (obj instanceof Integer i) {
formatted = String.format("int %d", i);
} else if (obj instanceof Long l) {
formatted = String.format("long %d", l);
} else if (obj instanceof Double d) {
formatted = String.format("double %f", d);
} else if (obj instanceof String s) {
formatted = String.format("String %s", s);
}
return formatted;
}
而到了 Java 21 ，我们可以这样写：
static String formatterPatternSwitch(Object obj) {
return switch (obj) {
case Integer i -> String.format("int %d", i);
case Long l -> String.format("long %d", l);
case Double d -> String.format("double %f", d);
case String s -> String.format("String %s", s);
default -> obj.toString();
};
}
一下子就清爽了。
switch 支持 null
在 Java 21 之前，我们需要这样写：
static void testFooBarOld(String s) {
if (s == null) {
System.out.println("Oops!");
return;
}
switch (s) {
case "Foo", "Bar" -> System.out.println("Great");
default -> System.out.println("Ok");
}
}
而到了 Java 21 ，我们可以这样写：
static void testFooBarNew(String s) {
switch (s) {
case null -> System.out.println("Oops");
case "Foo", "Bar" -> System.out.println("Great");
default -> System.out.println("Ok");
}
}
442 外部函数和内存 API(第三次预览)
引入一个 API，Java 程序可以通过该 API 与 Java 运行时之外的代码和数据进行互操作。 主要是方便操作堆外内存，一般的开发基本都用不上。
443 未命名模式和变量（预览版）
当有一些变量我们不需要处理时，就可以使用未命名变量，未命名变更使用 _ 来替代变量名。比如：
String s = ...
try {
int i = Integer.parseInt(s);
... i ...
} catch (NumberFormatException _) {
System.out.println("Bad number: " + s);
}
444 虚拟线程
个人以为虚拟线程是java 21 最大的亮点，用于高并发。虚拟线程有3个目标：
- 让以简单的 一个请求一个线程风格 编写的服务器应用程序能够以接近最佳的硬件利用率进行扩展。
- 使用 java.lang.Thread API 的现有代码能够以最小的更改采用虚拟线程。
- 使用现有 JDK 工具轻松进行虚拟线程故障排除、调试和分析。
每一个java.lang.Thread 的实例对应一个操作系统线程，操作系统线程数量有限，具体取决于操作系统的实现。虚拟线程的限制就比操作系统线程的限制大多了。下面的代码示例了 100万虚拟线程的执行.
try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
IntStream.range(0, 1_000_000).forEach(i -> {
executor.submit(() -> {
Thread.sleep(Duration.ofSeconds(1));
return i;
});
});
} // executor.close() is called implicitly, and waits
不要使用虚拟线程池，线程池是常用的，但用了虚拟线程，就不再用池了。语言本身已经处理过了，就没有必要再用池了。
查看虚拟线程，可以使用以下命令：
$ jcmd <pid> Thread.dump_to_file -format=json <file>