JDK 21 的新特性：探索 Java 的最新进化

JDK 21 的到来

Java 自 1995 年诞生以来，历经几十年的发展，依旧在企业级开发领域占据主导地位。2023 年 9 月，Oracle 正式发布了 JDK 21，作为一项长期支持（LTS）版本，它引入了许多让人眼前一亮的新特性。从语言改进到性能优化，再到平台级的增强，JDK 21 为 Java 开发者提供了更多功能与灵活性。

本篇文章将全面解析 JDK 21 的新功能及其应用场景，助你快速上手并用好这些新特性。

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一、语言新特性

1. 泛型类型推断增强

JDK 21 对泛型类型推断进行了优化，使开发者在使用泛型时更加简洁和高效。

改进前：

List<String> list = List.of("A", "B", "C"); 

JDK 21 改进后：

var list = List.of("A", "B", "C");  // 类型由编译器智能推断

泛型推断的增强不仅减少了冗余代码，还能降低编码中的类型错误风险。

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2. 新增 switch 模式匹配（正式版）

switch 模式匹配终于摆脱预览版，成为正式功能！这个特性显著简化了类型判断与转换的代码逻辑。

改进前（传统写法）：

Object obj = 123;
if (obj instanceof Integer) {Integer i = (Integer) obj;System.out.println(i + 1);
} else if (obj instanceof String) {System.out.println(((String) obj).toUpperCase());
}

JDK 21 改进后：

Object obj = 123;
switch (obj) {case Integer i -> System.out.println(i + 1);case String s -> System.out.println(s.toUpperCase());default -> System.out.println("Unhandled type");
}

不仅代码更紧凑，类型转换也变得隐式且安全。

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二、性能与平台增强

1. 虚拟线程（Virtual Threads）正式版

虚拟线程是 Java 并发编程的革命性增强，它可以轻松创建数百万级线程，而无需担心传统线程带来的性能开销。

虚拟线程示例：

try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {IntStream.range(0, 10).forEach(i -> executor.submit(() -> {System.out.println("Task " + i + " running on thread: " + Thread.currentThread());}));
}

• 优点：
  • 减少了线程上下文切换的开销
  • 提升了 I/O 密集型应用的性能
• 适用场景：
  • 高并发服务，如 Web 服务、消息处理等

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2. 解锁的 Scoped Values（预览版）

Scoped Values 是一种新型线程共享机制，取代了部分 ThreadLocal 的使用场景。它具有更安全、更高效的线程隔离特性。

简单示例：

ScopedValue<String> scopedValue = ScopedValue.newInstance();ScopedValue.where(scopedValue, "Scoped Data").run(() -> {System.out.println(scopedValue.get());
});

• 优势：
  • 避免 ThreadLocal 内存泄漏问题
  • 更加轻量化和适用于虚拟线程

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三、API 新增与优化

1. String 新增方法

JDK 21 为 String 类新增了以下便捷方法：

• String::stripIndent：去除多行字符串中的公共缩进
• String::translateEscapes：将转义字符还原为原始字符

示例：

String text = "    Line 1\n    Line 2";
System.out.println(text.stripIndent()); 
// 输出：
// Line 1
// Line 2

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2. Collections 类增强

JDK 21 在集合类中引入了一些新功能，比如：

• 新增方法：List.copyOf 和 Map.copyOf，用于快速创建不可变集合的浅拷贝。

示例：

List<String> original = List.of("A", "B");
List<String> copy = List.copyOf(original);System.out.println(copy);  // 输出：[A, B]

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3. Pattern Matching for Records

JDK 21 对 Record 类型引入了新的模式匹配能力，用于解构和处理 Record 数据。

示例：

record Point(int x, int y) {}static void printPoint(Object obj) {if (obj instanceof Point(int x, int y)) {System.out.printf("Point: x=%d, y=%d%n", x, y);}
}printPoint(new Point(1, 2));  // 输出：Point: x=1, y=2

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四、深度探索：新的安全与稳定性改进

1. 废弃与移除的 API

• 一些老旧的 API 被废弃，比如过时的安全算法和模块。
• 开发者应及时检查项目依赖，避免使用被废弃的特性。

2. 更强的 JFR（Java Flight Recorder）支持

JDK 21 增强了 JFR 的性能分析能力，为应用性能调优提供了更多监控指标。

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五、如何迁移到 JDK 21？

1. 检查项目依赖

• 确保第三方库兼容 JDK 21。
• 使用工具如 jdeps 检查依赖的模块。

2. 测试与调优

• 在测试环境中启用新的虚拟线程或模式匹配功能，验证性能提升和逻辑正确性。

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六、总结：JDK 21 的时代价值

JDK 21 的推出标志着 Java 又一次向高性能、易用性迈进了一大步。无论是正式版的虚拟线程、模式匹配，还是 Scoped Values 等预览功能，JDK 21 都在为开发者提供更强大的工具，帮助我们写出更优雅、更高效的代码。

你该做什么？

1. 尽快升级到 JDK 21，充分利用 LTS 支持。
2. 探索并实践新特性，用它们改进你的日常开发。
3. 持续关注 Java 的技术演进，让你的代码始终保持行业前沿！

期待你的想法： 哪些 JDK 21 特性让你感到兴奋？你会在哪些项目中使用它们？欢迎留言讨论！

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