【Java】JDK 21特性总结Java 21 引入虚拟线程、模式匹配、序列化集合等新特性，并对ZGC进行了优化，增强性

1、模式匹配（Pattern Matching）

JDK 21 对模式匹配做出了进一步的优化和扩展，主要体现在 switch 语句和 instanceof 操作符的支持上。模式匹配可以简化代码，提高代码的可读性和维护性。

1.1 `instanceof` 操作符的改进

在 JDK 16 中引入的 instanceof 操作符的模式匹配，在 JDK 21 中进一步完善，现在可以在同一行中进行类型检查和强制类型转换，避免了冗余代码的编写。

1.2 `switch` 表达式支持模式匹配

JDK 21 对 switch 语句进行了扩展，支持更复杂的模式匹配，能够处理不同类型的数据类型匹配逻辑。如：

switch (shape) {
    case Circle c -> System.out.println("It's a circle with radius " + c.radius());
    case Rectangle r -> System.out.println("It's a rectangle with width " + r.width() + " and height " + r.height());
    default -> System.out.println("Unknown shape");
}

这种方式不仅使 switch 语句更加简洁，也提高了类型安全性。

2、虚拟线程

虚拟线程是 JDK 21 的一个重要特性。它在 Java 中引入了轻量级的线程模型，使得创建和管理大量线程变得更加高效。虚拟线程的引入大大减少了操作系统线程的开销，使得应用程序能够在不牺牲性能的情况下处理数百万个并发任务。

虚拟线程的优势：

与传统的操作系统线程相比，虚拟线程更加轻量，具有以下几个显著优势：

低内存消耗：虚拟线程的内存占用比传统线程要小得多，这意味着可以创建更多的线程，而不会导致资源枯竭。

更高的吞吐量：由于虚拟线程是由 JVM 管理的，它们的上下文切换开销远低于操作系统级线程，从而提供更高的吞吐量。

简化的并发编程：虚拟线程使得大规模并发编程更加容易，因为它们的创建和销毁几乎没有成本。

3、记录类型（Record Types）与更多的预定义方法

在 JDK 21 中，Record 类型得到了进一步的改进。Record 是一种特殊的类，用于表示数据载体，通常用于存储不可变的对象。JDK 21 引入了更多与 Record 类型相关的预定义方法，简化了记录类型的使用和操作。

3.1 `Record` 的增强功能

在 JDK 21 中，Record 类型添加了更多的内建方法，使得处理记录数据更加方便。例如，JDK 21 引入了 toString、equals 和 hashCode 方法的定制化，这些方法可以根据需要进行自定义。

record Person(String name, int age) {
    @Override
    public String toString() {
        return "Person[name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }
}

这种自定义能力使得 Record 类型更加灵活。

4、外部内存访问 API（Foreign Function & Memory API）

JDK 21 引入了外部内存访问 API，这是一个可以直接操作非 Java 堆内存的 API，主要用于与本地代码（如 C 或 C++）进行交互。通过该 API，Java 开发者可以更高效地访问和操作外部内存，从而实现高性能的系统级编程。使用外部内存 API，Java 程序可以在不依赖传统 JNI（Java Native Interface）的情况下直接访问外部内存。例如：

try (var memorySegment = MemorySegment.allocateNative(100)) {
    // 通过 memorySegment 访问外部内存
}

通过这种方式，开发者可以避免直接依赖 JNI，从而提高代码的可维护性和性能。

5、增强的性能优化

JDK 21 还带来了大量的性能改进，主要包括以下几个方面：

5.1 垃圾回收的改进

JDK 21 对 G1 垃圾回收器和 ZGC（Z Garbage Collector）进行了优化，显著减少了垃圾回收的停顿时间，提升了响应时间和吞吐量。

5.2 JIT 编译器优化

JDK 21 对 JIT（Just-In-Time）编译器进行了优化，提升了代码的编译效率，减少了应用启动时间。

5.3 线程管理优化

虚拟线程的引入和其他线程管理优化使得 Java 程序的并发性能得到了极大提升，尤其是在 IO 密集型的场景中，虚拟线程的轻量级特性使得应用程序能够更加高效地处理大量并发请求。

6、其他新特性与改进

JDK 21 对编译器进行了增强，支持更多的 Java 语言特性，同时也提升了编译效率和代码生成质量。

6.1 编译器增强

JDK 21 对编译器进行了增强，支持更多的 Java 语言特性，同时也提升了编译效率和代码生成质量。

6.2 其他库和 API 更新

JDK 21 对一些核心库和 API 进行了更新，包括对 java.time 包的增强，增加了对一些常用时间格式的支持。

【Java】JDK 21特性总结