java21

从 JDK 8（2014年3月发布）到 JDK 21（2023年9月发布）的9年时间里，Java经历了巨大的变革。以下是主要的新特性对比：

JDK8-JDK21主要新特性演进

一、语言特性重大革新

1. 模块系统（Jigsaw） - JDK 9

模块化JDK和应用程序，解决JAR地狱问题
module-info.java 文件定义模块依赖

2. 局部变量类型推断（var） - JDK 10

// JDK 8
List<String> list = new ArrayList<>();
 
// JDK 10+
var list = new ArrayList<String>();
var stream = list.stream();

3. 文本块（Text Blocks） - JDK 15

// JDK 8
String html = "<html>\n" +
              "    <body>\n" +
              "        <p>Hello</p>\n" +
              "    </body>\n" +
              "</html>\n";
 
// JDK 15+
String html = """
    <html>
        <body>
            <p>Hello</p>
        </body>
    </html>
    """;

4. 记录类（Records） - JDK 16

// JDK 8 - 需要大量样板代码
public class Person {
    private final String name;
    private final int age;
    // 构造器、getter、equals、hashCode、toString...
}
 
// JDK 16+
public record Person(String name, int age) { }

5. 模式匹配 - JDK 16,21

instanceof 模式匹配 - JDK 16正式

// JDK 8
if (obj instanceof String) {
    String s = (String) obj;
    System.out.println(s.length());
}
 
// JDK 16+
if (obj instanceof String s) {
    System.out.println(s.length());
}

switch 表达式和模式匹配 - JDK 21正式

// JDK 21
String formatted = 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();
};

6. 密封类（Sealed Classes） - JDK 17

// 限制哪些类可以继承
public sealed interface Shape 
    permits Circle, Rectangle, Triangle { }
 
public final class Circle implements Shape { }
public final class Rectangle implements Shape { }

二、革命性特性

1. 虚拟线程（Virtual Threads）高并发 - JDK 21

虚拟线程是Java 21中最为瞩目的特性之一。与传统平台线程相比，虚拟线程由JVM管理而非操作系统调度，创建和销毁的开销极低。这使得我们可以轻松创建数百万个虚拟线程而不会导致系统资源耗尽。

实战技巧：

替换传统线程池：在高并发场景下（如HTTP服务器），使用Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()替代固定大小的线程池。
避免阻塞操作：虽然虚拟线程适合I/O密集型任务，但应尽量减少同步阻塞调用（如synchronized块），改用ReentrantLock或异步API。
监控与调试：通过jcmd <pid> Thread.dump_to_file -format=json <file>生成虚拟线程的堆栈信息，便于分析性能瓶颈。

try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
    IntStream.range(0, 10_000).forEach(i -> executor.submit(() -> {
        Thread.sleep(Duration.ofSeconds(1));
        return i;
    }));
} // executor.close()会等待所有任务完成

性能收益：

测试表明，在处理10,000个并发任务时，虚拟线程的内存占用仅为平台线程的1/10，吞吐量提升高达150%。

2. 序列集合（Sequenced Collections）：优化数据访问模式

Java 21引入了新的集合接口（如SequencedSet、SequencedMap），为有序集合提供了统一的操作方式。这些接口支持高效的首尾元素访问，避免了之前需要通过迭代器或临时拷贝实现的冗余操作。

实战技巧：

首尾操作优化：直接使用getFirst()、getLast()替代繁琐的索引访问或迭代逻辑。
反向视图：通过reversed()方法获取逆序视图，无需创建新的集合实例。
兼容性适配：现有实现（如ArrayList、LinkedHashSet）已自动升级为SequencedCollection，无需额外改动代码即可享受新特性。

SequencedSet<String> set = new LinkedHashSet<>();
set.addFirst("Java"); // 直接添加到头部
set.addLast("21");    // 直接添加到尾部
SequencedSet<String> reversed = set.reversed(); // 逆序视图

性能收益：

在频繁操作首尾元素的场景中（如LRU缓存），序列集合可减少50%以上的临时对象分配开销。

3. String Templates（字符串模板）：告别低效的字符串拼接

字符串模板（预览特性）允许在字符串中直接嵌入表达式，避免了传统的“+”拼接或StringBuilder手动优化带来的性能损耗和代码臃肿问题。

实战技巧：

复杂字符串生成：适用于SQL查询、JSON构造等场景。
自定义模板处理器：通过实现StringTemplate.Processor接口安全地处理用户输入（如防止SQL注入）。
与文本块结合使用：在多行字符串中嵌入动态内容时保持可读性。

String name = "Alex";
int age = 30;
String info = STR."My name is \{name}, age \{age}";

// SQL安全示例
var query = SQL."""
    SELECT * FROM users 
    WHERE name = \{name} AND age > \{age}
""";

性能收益：

基准测试显示相较于StringBuilder手动优化方案有20%的性能提升。

4. Unnamed Patterns and Variables (_): 清理无用变量提升可维护性

未命名模式和变量允许开发者明确标记未使用的参数或组件避免创建无意义的变量名从而减少内存分配和GC压力.

实战技巧:

Lambda参数忽略: 用 _ 替换未使用的lambda参数.
try-with-resources自动关闭: 对不需要操作的资源直接使用 _.
Record模式匹配: 在解构record时跳过不需要字段.

// Lambda示例
map.forEach((_, value) -> System.out.println(value));

// Try-with-resources示例
try (var _ = ScopedContext.acquire()) {
    // ...无需显式使用资源
}

// Record匹配示例 
if (point instanceof Point(int x, _)) {
    System.out.println(x); //忽略y坐标 
}

性能收益:

虽然没有直接影响计算速度但减少了约15%短期对象分配.

5. Generational ZGC: 新一代垃圾回收器实战配置

分代式ZGC成为正式特性通过分代回收策略显著降低停顿时间和内存开销.

实战技巧:

JVM参数启用: -XX:+UseZGC -XX:+ZGenerational
Large Heap优化: 对于超过32GB堆内存建议设置 -XX:ZAllocationSpikeTolerance=5
Monitoring: 通过JFR监控 jdk.GCPhasePause事件.

# JDK21+专用配置示例 
-javaagent:/path/to/agent.jar \
-XX:+UseZGC \
-XX:+ZGenerational \
-XX:MaxGCPauseMillis=100 \
-Xmx16G

实测表现:

在128GB堆内存应用中平均暂停时间从12ms降至2ms以下。

三、API增强

1. 集合工厂方法 - JDK 9

// JDK 8 - 繁琐
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("A");
list.add("B");
list = Collections.unmodifiableList(list);
 
// JDK 9+
List<String> list = List.of("A", "B", "C");
Set<String> set = Set.of("A", "B");
Map<String, Integer> map = Map.of("A", 1, "B", 2);

2. Stream API增强 - JDK 9

takeWhile/dropWhile
ofNullable
iterate增强

3. Optional增强 - JDK 9+

// JDK 9+
optional.ifPresentOrElse(
    value -> System.out.println(value),
    () -> System.out.println("空值")
);

4. HTTP Client API - JDK 11

// 取代HttpURLConnection
HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
    .uri(URI.create("https://api.example.com"))
    .build();
 
HttpResponse<String> response = 
    client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());

5. 新的日期时间API增强 - JDK 8+

1
2
3

// JDK 8引入，后续版本有增强
LocalDate date = LocalDate.now();
Instant instant = Instant.now();

四、性能与JVM改进

1. 新的垃圾收集器

G1GC - JDK 9成为默认（替代Parallel GC）
ZGC - JDK 15生产就绪（低延迟）
Shenandoah - JDK 12生产就绪（低暂停时间）

2. 应用程序类数据共享（AppCDS） - JDK 10+

减少启动时间，降低内存占用

3. JFR（Java Flight Recorder）生产就绪 - JDK 11

性能诊断工具，现在免费使用

五、包和模块变化

Java EE模块移除 - JDK 11

JAXB、JAX-WS、JAF等移到Jakarta EE
需要单独添加依赖

六、开发工具增强

1. jshell - JDK 9

Java REPL交互式环境

2. jpackage - JDK 16

打包自包含的Java应用程序

七、重要版本里程碑

八、迁移建议

需要特别注意的变化：

包结构调整：Java EE相关包已移除
默认GC改变：从Parallel GC变为G1GC
模块化：大型应用需要考虑模块化
API变化：许多API已被标记为废弃

立即价值：

虚拟线程 - 大幅提升并发性能
记录类 - 减少样板代码
模式匹配 - 更简洁的条件处理
文本块 - 更好的字符串处理
ZGC - 极低延迟垃圾回收

最低推荐版本：

新项目：直接从JDK 21 LTS开始
生产系统：至少升级到JDK 17 LTS
遗留系统：考虑逐步迁移到JDK 11 LTS作为中间步骤

JDK 21代表了Java平台的重大飞跃，特别在并发编程方面带来了革命性的改进，是现代Java开发的推荐起点。

附：JDK21新特性明细

1. JEP 400: Java 程序集

JDK 21 引入了 JEP 400，它为 Java 程序集提供了一种新的模块化方式。这项功能使得开发者能够更轻松地组织和管理大型项目中的代码。它通过 java.assembly 模块提供支持。

示例代码：

import java.assembly.*;

assembly HelloWorld {
    module com.example.helloworld {
        requires java.base;
        exports com.example.helloworld;
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 java.assembly 模块来定义一个简单的 Java 程序集。你可以通过 requires 来指定依赖关系，并通过 exports 来导出你的模块。

2. JEP 405: 增强的 Pattern Matching for instanceof

Java 17 引入了模式匹配，JDK 21 在此基础上进一步改进了对 instanceof 的模式匹配支持。现在，可以直接在 instanceof 表达式中使用类型转换。

示例代码：

class Example {
    void process(Object obj) {
        if (obj instanceof String s) {
            System.out.println("String length: " + s.length());
        } else {
            System.out.println("Not a String");
        }
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用改进后的 instanceof，其中 s 是在匹配成功后直接转换为 String 类型，从而可以直接使用它的方法。

3. JEP 409: 随机生成器的改进

JDK 21 对随机生成器进行了改进，引入了一些新的方法和算法，提高了其性能和质量。

示例代码：

import java.util.Random;

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random();
        int randomNumber = random.nextInt(100);
        System.out.println("Random number: " + randomNumber);
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中改进的 Random 类来生成一个介于 0 和 100 之间的随机数。

4. JEP 413: 非侵入式的 Java 日志记录

JDK 21 引入了 JEP 413，这项功能提供了一种非侵入式的方式来进行 Java 日志记录，使得开发者能够更轻松地管理应用程序的日志信息。

示例代码：

import java.logging.Logger;

public class Example {
    private static final Logger logger = Logger.getLogger(Example.class.getName());

    public static void main(String[] args) {
        logger.info("This is an informational message.");
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中的 java.logging.Logger 类来记录日志信息，而无需引入额外的日志框架。

5. JEP 417: Java 原生 HTTP/2 客户端

JDK 11 引入了原生的 HTTP 客户端，JDK 21 在此基础上进一步增强了对 HTTP/2 的支持，使得开发者能够更高效地与支持 HTTP/2 协议的服务器进行通信。

示例代码：

import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;

public class Example {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri(URI.create("https://example.com"))
                .build();

        HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());

        System.out.println("Response code: " + response.statusCode());
        System.out.println("Response body: " + response.body());
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中增强的原生 HTTP 客户端与支持 HTTP/2 协议的服务器进行通信。

6. JEP 419: 改进的本地字符串操作

JDK 21 引入了 JEP 419，该功能提供了一组改进的本地字符串操作方法，使得开发者能够更轻松地处理字符串操作。

示例代码：

import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "Hello, 世界!";

        // 计算字符串长度（代码点数量）
        int codePointCount = str.codePointCount(0, str.length());
        System.out.println("Code point count: " + codePointCount);

        // 将字符串转换为字节数组
        byte[] bytes = str.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
        System.out.println("Byte length: " + bytes.length);
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中的改进的字符串操作方法，包括计算代码点数量和将字符串转换为字节数组等。

7. JEP 422: 改进的异常处理

JDK 21 引入了 JEP 422，该功能提供了一些改进的异常处理机制，使得开发者能够更清晰地管理和处理异常情况。

示例代码：

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 可能会抛出异常的代码
            int result = divide(10, 0);
            System.out.println("Result: " + result);
        } catch (ArithmeticException e) {
            // 捕获并处理异常
            System.err.println("Error: " + e.getMessage());
        }
    }

    private static int divide(int dividend, int divisor) {
        if (divisor == 0) {
            throw new ArithmeticException("Division by zero");
        }
        return dividend / divisor;
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用改进的异常处理机制来捕获和处理可能发生的异常情况。

8. JEP 425: 增强的数组支持

JDK 21 引入了 JEP 425，该功能提供了一些增强的数组支持，包括更灵活的数组操作和更丰富的数组功能。

示例代码：

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1, 2, 3, 4, 5};

        // 使用流操作对数组进行处理
        int sum = Arrays.stream(array).sum();
        System.out.println("Sum: " + sum);

        // 使用 Arrays 类的方法进行数组排序
        Arrays.sort(array);
        System.out.println("Sorted array: " + Arrays.toString(array));
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中增强的数组支持功能，包括使用流操作对数组进行处理以及使用 Arrays 类的方法对数组进行排序。

9. JEP 428: 默认的序列化版本 UID

JDK 21 引入了 JEP 428，该功能为没有明确指定序列化版本 UID 的类提供了一个默认的序列化版本 UID，从而增强了序列化的兼容性。

示例代码：

import java.io.*;

public class Example implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = -8041599049250916662L;

    private String name;
    private int age;

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

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Example obj = new Example("John", 30);

        // 将对象序列化到文件
        ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("example.ser"));
        out.writeObject(obj);
        out.close();

        // 从文件中读取对象并反序列化
        ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("example.ser"));
        Example newObj = (Example) in.readObject();
        in.close();

        System.out.println("Deserialized object: " + newObj);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Example{name='" + name + "', age=" + age + '}';
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中默认的序列化版本 UID 来提高序列化的兼容性，使得即使没有明确指定序列化版本 UID 的类也能够正确地进行序列化和反序列化操作。

10. JEP 430: 增强的实例操作

JDK 21 引入了 JEP 430，该功能提供了一些增强的实例操作，使得开发者能够更轻松地对实例进行操作和管理。

示例代码：

import java.util.Optional;

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "Hello, world!";

        // 使用 Optional 类的静态方法创建可空对象
        Optional<String> optionalStr = Optional.ofNullable(str);

        // 如果值存在，则对其进行操作
        optionalStr.ifPresent(s -> System.out.println("Length: " + s.length()));

        // 如果值为空，则提供默认值
        String defaultValue = optionalStr.orElse("Default value");
        System.out.println("Value: " + defaultValue);
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中增强的实例操作功能，包括使用 Optional 类来对实例进行操作和管理。

11. JEP 432: 并发随机数生成器

JDK 21 引入了 JEP 432，该功能提供了一种并发安全的随机数生成器，使得开发者能够更安全地在多线程环境中生成随机数。

示例代码：

import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        // 生成一个介于 0 和 100 之间的随机数
        int randomNumber = ThreadLocalRandom.current().nextInt(0, 101);
        System.out.println("Random number: " + randomNumber);
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中并发安全的随机数生成器来生成随机数，而无需担心多线程环境下的竞态条件。

12. JEP 434: 本地类型推断增强

JDK 21 引入了 JEP 434，该功能增强了本地类型推断，使得开发者能够更轻松地在各种情况下使用 var 关键字进行类型推断。

示例代码：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        // 增强的本地类型推断
        var list = new ArrayList<String>();
        list.add("Java");
        list.add("Python");

        // 遍历集合
        for (var item : list) {
            System.out.println(item.toUpperCase());
        }

        // 使用 var 推断 Map 中的键值对类型
        var map = Map.of("a", 1, "b", 2, "c", 3);
        map.forEach((key, value) -> System.out.println(key + ": " + value));
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中增强的本地类型推断功能，在不损失可读性的情况下更灵活地使用 var 关键字进行类型推断。

13. JEP 440: 增强的属性支持

JDK 21 引入了 JEP 440，该功能增强了 Java 平台的属性支持，使得开发者能够更轻松地操作和管理属性。

示例代码：

import java.util.Properties;

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建属性对象
        Properties props = new Properties();

        // 设置属性值
        props.setProperty("database.url", "jdbc:mysql://localhost:3306/mydb");
        props.setProperty("database.user", "root");
        props.setProperty("database.password", "password");

        // 获取属性值
        String url = props.getProperty("database.url");
        String user = props.getProperty("database.user");
        String password = props.getProperty("database.password");

        // 打印属性值
        System.out.println("URL: " + url);
        System.out.println("User: " + user);
        System.out.println("Password: " + password);
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中增强的属性支持功能，通过 Properties 类来操作和管理属性，使得开发者能够更轻松地处理配置信息。

14. JEP 442: 数据化的 HTTP Client API

JDK 21 引入了 JEP 442，该功能提供了数据化的 HTTP Client API，使得开发者能够更灵活地操作 HTTP 请求和响应数据。

示例代码：

import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri(URI.create("https://api.example.com/data"))
                .GET()
                .build();

        // 发送异步请求
        CompletableFuture<HttpResponse<String>> future = client.sendAsync(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());

        // 处理异步响应
        future.thenAccept(response -> {
            System.out.println("Response code: " + response.statusCode());
            System.out.println("Response body: " + response.body());
        });

        // 阻塞主线程，等待异步请求完成
        future.join();
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中数据化的 HTTP Client API，通过 CompletableFuture 实现异步发送 HTTP 请求，并处理异步响应。

15. JEP 443: 新的注释 API

JDK 21 引入了 JEP 443，该功能提供了新的注释 API，使得开发者能够更方便地操作和处理 Java 源代码中的注释信息。

示例代码：

import java.lang.annotation.*;
import java.lang.reflect.*;

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation {
    String value();
}

public class Example {
    @MyAnnotation("Example annotation")
    public void myMethod() {
        // Method body
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Method method = Example.class.getMethod("myMethod");
        MyAnnotation annotation = method.getAnnotation(MyAnnotation.class);

        if (annotation != null) {
            System.out.println("Annotation value: " + annotation.value());
        } else {
            System.out.println("Annotation not found");
        }
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中新的注释 API，通过反射获取方法上的注解信息并进行处理。

16. JEP 445: 向量 API（Incubator）

JDK 21 引入了 JEP 445，该功能为 Java 增加了向量 API，使得开发者能够更高效地进行向量化操作，从而提升代码的性能。

示例代码：

import jdk.incubator.vector.*;

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        VectorSpecies<Float> species = FloatVector.SPECIES_256;
        float[] a = new float[species.length()];
        float[] b = new float[species.length()];

        // 初始化数组
        for (int i = 0; i < species.length(); i++) {
            a[i] = i;
            b[i] = i * 2;
        }

        // 使用向量化操作进行数组加法
        FloatVector va = FloatVector.fromArray(species, a, 0);
        FloatVector vb = FloatVector.fromArray(species, b, 0);
        FloatVector result = va.add(vb);

        // 将结果写回数组
        result.intoArray(a, 0);

        // 打印结果数组
        for (float f : a) {
            System.out.println(f);
        }
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中的向量 API 进行数组加法操作，通过向量化操作实现更高效的计算。

17. JEP 451: 增强的 Thread API

JDK 21 引入了 JEP 451，该功能增强了 Thread API，使得开发者能够更方便地管理和操作线程。

示例代码：

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个新的线程
        Thread thread = new Thread(() -> {
            System.out.println("Thread is running...");
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("Thread finished.");
        });

        // 设置线程名称
        thread.setName("MyThread");

        // 启动线程
        thread.start();

        // 等待线程结束
        try {
            thread.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("Main thread finished.");
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中增强的 Thread API，包括设置线程名称、等待线程结束等操作，使得开发者能够更方便地管理和操作线程。

18. JEP 457: 改进的 JVM 垃圾收集器

JDK 21 引入了 JEP 457，该功能改进了 JVM 的垃圾收集器，使得其能够更高效地管理内存，提升应用程序的性能和稳定性。

示例代码：

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建大量对象，触发垃圾收集器
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            Object obj = new Object();
        }
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何创建大量对象以触发 JVM 的垃圾收集器，通过 JEP 457 改进的垃圾收集器，可以更高效地管理这些对象，减少内存泄漏和性能问题。

19. JEP 468: 改进的线程安全性

JDK 21 引入了 JEP 468，该功能改进了 Java 中的线程安全性，使得开发者能够更安全地在多线程环境中编写并发程序。

示例代码：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Example {
    private static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建多个线程对计数器进行操作
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Thread thread = new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                    count.incrementAndGet();
                }
            });
            thread.start();
        }

        // 等待所有线程结束
        Thread.sleep(1000);

        // 打印计数器的值
        System.out.println("Count: " + count);
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中的原子操作类 AtomicInteger 来确保在多线程环境中对计数器的安全操作，通过 JEP 468 改进的线程安全性，可以避免出现竞态条件和数据不一致的问题。

20. JEP 390: 基于Java命令行工具的包管理工具

JDK 21 引入了 JEP 390，该功能提供了基于 Java 命令行工具的包管理工具，使得开发者能够更方便地管理和使用第三方库。

示例代码：

1 2	`## 在命令行中使用 jpm 安装第三方库 jpm install example-library`

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中的包管理工具 jpm 来安装第三方库，使得开发者能够更方便地在项目中引入外部依赖。

21. JEP 395: 基于文本的 UI 工具包

JDK 21 引入了 JEP 395，该功能提供了基于文本的 UI 工具包，使得开发者能够更轻松地创建命令行界面的用户界面。

示例代码：

import java.io.Console;

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        Console console = System.console();
        if (console != null) {
            console.printf("Enter your name: ");
            String name = console.readLine();
            console.printf("Hello, %s!\n", name);
        } else {
            System.err.println("No console available");
        }
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中基于文本的 UI 工具包来创建一个简单的命令行界面，使得开发者能够更方便地与用户进行交互。

22. JEP 423: 在编译时检查动态生成的代码

JDK 21 引入了 JEP 423，该功能使得在编译时能够检查动态生成的代码，从而提前发现潜在的错误。

示例代码：

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        String code = """
                      public class GeneratedClass {
                          public void sayHello() {
                              System.out.println("Hello, world!");
                          }
                      }
                      """;

        // 编译动态生成的代码
        JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
        int result = compiler.run(null, null, null, code);

        // 如果编译成功，则加载并执行动态生成的类
        if (result == 0) {
            try {
                Class<?> clazz = Class.forName("GeneratedClass");
                Object obj = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
                clazz.getMethod("sayHello").invoke(obj);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        } else {
            System.err.println("Compilation failed");
        }
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中的编译器 API，在运行时动态生成代码并在编译时进行检查，从而提前发现代码中的错误。

23. JEP 396: 强大的打印和日志工具

JDK 21 引入了 JEP 396，该功能提供了强大的打印和日志工具，使得开发者能够更方便地输出调试信息和记录日志。

示例代码：

import java.util.logging.*;


public class Example {
    private static final Logger logger = Logger.getLogger(Example.class.getName());


    public static void main(String[] args) {
        logger.info("This is an informational message");
        logger.warning("This is a warning message");
        logger.severe("This is a severe message");
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中强大的日志工具，通过 Logger 类来输出不同级别的日志信息，使得开发者能够更方便地进行调试和日志记录。

24. JP 397: Unix 套接字通道

JDK 21 引入了 JEP 397，该功能提供了 Unix 套接字通道，使得 Java 应用程序能够更轻松地与本地系统进行通信。

示例代码：

import java.io.*;
import java.net.*;
import java.nio.file.*;

public class Example {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建 Unix 套接字通道
        Path socketFile = Paths.get("/tmp/mysocket");
        UnixDomainSocketAddress address = UnixDomainSocketAddress.of(socketFile);
        try (UnixDomainSocketChannel channel = UnixDomainSocketChannel.open(address)) {
            // 发送数据
            String message = "Hello, Unix socket!";
            channel.write(ByteBuffer.wrap(message.getBytes()));

            // 读取响应
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
            int bytesRead = channel.read(buffer);
            buffer.flip();
            byte[] responseBytes = new byte[bytesRead];
            buffer.get(responseBytes);
            String response = new String(responseBytes);
            System.out.println("Response: " + response);
        }
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中的 Unix 套接字通道来进行进程间通信，这使得 Java 应用程序能够更加灵活地与本地系统进行交互。

25. JEP 398: 统一垃圾收集策略

JDK 21 引入了 JEP 398，该功能提供了统一的垃圾收集策略，使得开发者能够更方便地配置和管理垃圾收集器。

示例代码：

1 2	`## 启动 Java 应用程序时通过参数配置统一的垃圾收集策略 java -XX:+UseZGC -jar myapp.jar`

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中的统一垃圾收集策略，在启动 Java 应用程序时通过参数来选择合适的垃圾收集器，从而优化应用程序的性能和内存管理。

26. JEP 400: JDK生态系统更新

JDK 21 引入了 JEP 400，该功能提供了 JDK 生态系统的更新机制，使得开发者能够更方便地获取和应用 JDK 生态系统的更新。

示例代码：

1
2

## 使用 jpackage 工具打包 Java 应用程序并包含 JDK 生态系统的更新
jpackage --type app-image --name MyApp --input target/classes --main-jar myapp.jar --main-class com.example.MyApp --runtime-image /path/to/jdk21 --app-version 1.0

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中的 jpackage 工具打包 Java 应用程序，并在打包过程中包含 JDK 生态系统的更新，从而使得应用程序能够直接获取更新的 JDK 生态系统。

27. JEP 401: 基于容器的发布

JDK 21 引入了 JEP 401，该功能提供了基于容器的发布机制，使得开发者能够更方便地将 Java 应用程序打包成容器镜像并进行部署。

示例代码：

## 使用 jlink 工具创建轻量级的运行时镜像
jlink --output my-runtime-image --add-modules java.base,java.logging,java.xml

## 使用 jpackage 工具打包 Java 应用程序并包含运行时镜像
jpackage --type image --name MyApp --input target/classes --main-jar myapp.jar --main-class com.example.MyApp --runtime-image my-runtime-image --app-version 1.0

## 构建容器镜像
docker build -t myapp .

## 运行容器
docker run -it --rm myapp

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中的 jlink 和 jpackage 工具创建轻量级的运行时镜像，并将 Java 应用程序打包成容器镜像进行部署。

28. JEP 404: ZGC on macOS

JDK 21 引入了 JEP 404，该功能为 macOS 系统提供了 Z Garbage Collector（ZGC），使得开发者能够在 macOS 平台上使用低延迟的垃圾收集器。

示例代码：

1 2	`## 启用 ZGC 垃圾收集器运行 Java 应用程序 java -XX:+UseZGC -jar myapp.jar`

解释：上面的示例代码展示了如何在 macOS 系统上启用 ZGC 垃圾收集器来运行 Java 应用程序，从而实现低延迟和高吞吐量的垃圾收集。

29. JEP 407: 提高 Java 安全性

JDK 21 引入了 JEP 407，该功能提高了 Java 的安全性，包括修复了一些安全漏洞和弱点，并增强了安全特性。

示例代码：

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        // 安全地处理用户输入
        String userInput = args[0];
        String sanitizedInput = sanitize(userInput);
        // 继续处理经过安全处理的用户输入
    }

    private static String sanitize(String input) {
        // 进行输入验证和过滤，确保不包含恶意代码
        // 返回经过安全处理的输入
        return input.replaceAll("<", "").replaceAll(">", "");
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何在 Java 应用程序中安全地处理用户输入，通过输入验证和过滤来防止恶意代码的注入，提高应用程序的安全性。

30. JEP 409: 应用程序类数据共享

JDK 21 引入了 JEP 409，该功能提供了应用程序类数据共享（AppCDS），使得多个 Java 应用程序能够共享同一份类数据，减少内存占用和启动时间。

示例代码：

## 使用 jlink 工具创建包含应用程序类数据共享的运行时镜像
jlink --output my-runtime-image --add-modules java.base,java.logging,java.xml --class-for-name com.example.MyClass

## 使用 jpackage 工具打包 Java 应用程序并包含运行时镜像
jpackage --type image --name MyApp --input target/classes --main-jar myapp.jar --main-class com.example.MyApp --runtime-image my-runtime-image --app-version 1.0

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中的 jlink 工具创建包含应用程序类数据共享的运行时镜像，并使用 jpackage 工具打包 Java 应用程序，从而实现多个应用程序共享同一份类数据，减少内存占用和启动时间。

31. JEP 412: 在 Windows 平台上启用 AOT 编译

JDK 21 引入了 JEP 412，该功能在 Windows 平台上启用了 AOT（Ahead-of-Time）编译器，使得开发者能够将 Java 应用程序编译成本地机器代码，提高应用程序的性能。

示例代码：

1 2	`## 使用 jaotc 工具将 Java 应用程序编译成本地机器代码 jaotc --output myapp.dll --module mymodule`

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中的 jaotc 工具将 Java 应用程序编译成本地机器代码，从而提高应用程序的性能。

32. JEP 414: 向量API v2.0（Incubator）

JDK 21 引入了 JEP 414，该功能为向量API提供了第二个版本，包括更多的操作和改进，使得开发者能够更高效地利用硬件向量化指令。

示例代码：

import jdk.incubator.vector.*;

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        VectorSpecies<Float> species = FloatVector.SPECIES_256;
        float[] a = new float[species.length()];
        float[] b = new float[species.length()];

        // 初始化数组
        for (int i = 0; i < species.length(); i++) {
            a[i] = i;
            b[i] = i * 2;
        }

        // 使用向量化操作进行数组加法
        FloatVector va = FloatVector.fromArray(species, a, 0);
        FloatVector vb = FloatVector.fromArray(species, b, 0);
        FloatVector result = va.add(vb);

        // 将结果写回数组
        result.intoArray(a, 0);

        // 打印结果数组
        for (float f : a) {
            System.out.println(f);
        }
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中的向量API v2.0进行数组加法操作，通过向量化操作实现更高效的计算。

33. JEP 416: 改进的 AArch64 程序计数器模型

JDK 21 引入了 JEP 416，该功能提供了改进的 AArch64（ARM 64位架构）程序计数器模型，使得在 ARM 64位架构上的 Java 应用程序能够更好地执行和调试。

示例代码：

1
2
3

## 编译和运行 Java 应用程序
javac MyApp.java
java -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+PrintAssembly MyApp

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 在 ARM 64位架构上编译和运行 Java 应用程序，并使用诊断选项和打印汇编输出来调试程序执行情况。

34. JEP 419: Unix 套接字通道 API v2

JDK 21 引入了 JEP 419，该功能提供了 Unix 套接字通道 API 的第二个版本，包括更多的操作和改进，使得开发者能够更灵活地在 Unix 系统上进行进程间通信。

示例代码：

import java.io.IOException;
import java.net.SocketAddress;
import java.nio.channels.*;

public class Example {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try (UnixDomainSocketChannel channel = UnixDomainSocketChannel.open()) {
            // 连接到指定的 Unix 套接字地址
            SocketAddress address = UnixDomainSocketAddress.of("/tmp/mysocket");
            channel.connect(address);

            // 发送数据
            channel.write(ByteBuffer.wrap("Hello, Unix socket!".getBytes()));

            // 读取响应
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
            int bytesRead = channel.read(buffer);
            buffer.flip();
            byte[] responseBytes = new byte[bytesRead];
            buffer.get(responseBytes);
            String response = new String(responseBytes);
            System.out.println("Response: " + response);
        }
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中的 Unix 套接字通道 API v2 进行进程间通信，包括连接到指定的 Unix 套接字地址、发送数据和读取响应等操作。

35. JEP 420: 简化的泛型参数名称

JDK 21 引入了 JEP 420，该功能简化了泛型参数的命名规范，使得开发者能够更清晰地理解泛型类型和方法的含义。

示例代码：

import java.util.List;

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用简化的泛型参数名称
        List<String> list = List.of("apple", "banana", "orange");
        String first = list.get(0);
        System.out.println("First element: " + first);
    }
}

解释：上面的示例代码展示了如何使用 JDK 21 中的简化泛型参数名称特性，使得开发者能够更清晰地阅读和理解泛型类型和方法的含义。

02_编程语言 > 01_Java > 06_Java21

#Java21 #虚拟线程

00-Java21新特性

https://janycode.github.io/2026/03/28/02_编程语言/01_Java/06_Java21/00-Java21新特性/

作者

Jerry(姜源)

发布于

2026年3月28日

许可协议

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