Java - JDK演变之路和JDK21新特性

news2025/11/3 20:35:35

Java - JDK演变之路和JDK21新特性

前言
一. JDK演变之路
- JDK9 新特性（2017年9月）
- JDK10 新特性（2018年3月）
- JDK11 新特性（2018年9月 - LTS版本）☆
- JDK12 新特性（2019年3月）
- JDK13 新特性（2019年9月）
- JDK14 新特性（2020年3月）
- JDK15 新特性（2020年9月）
- JDK16 新特性（2021年3月）
- JDK17 新特性（2021年9月 - LTS版本）☆
二. JDK21 新特性
- String Templates（字符串模板）☆
- Record Patterns（记录模式）
- Pattern Matching for switch ☆
- Generational ZGC
- 虚拟线程 ☆☆

前言

2023年9月19日，Oracle 正式推出了 JDK21 ，并且将为JDK21提供至少八年的支持。JDK21 是 Java 平台的12个功能版本之一，该版本包含了数千项性能、稳定性和安全更新，以及 15 项重大的新特性和增强。在介绍 JDK21之前，我们先看下JDK的演变之路。

一. JDK演变之路

JDK8是我们经常用的版本号，这里就不说了。我们从JDK9开始。只说几个重点的特性。

JDK9 新特性（2017年9月）

提供了List.of()、Set.of()、Map.of()和Map.ofEntries()等工厂方法。
模块系统。
设置G1为JVM默认垃圾收集器。
支持 http2.0 和 websocket 的 API。

JDK10 新特性（2018年3月）

可以通过 var 关键字实现局部变量的类型推断。
JVM 的 G1 垃圾收集器由单线程改成多线程。

JDK11 新特性（2018年9月 - LTS版本）☆

LTS版本：Long Term Support，也就是官方保证会长期支持的版本。

新增ZGC垃圾收集器。
对Stream、集合相关的API进行增强。

JDK12 新特性（2019年3月）

Switch 表达式扩展，可以有返回值。
G1收集器的优化，将GC的垃圾分为强制部分和可选部分，强制部分会被回收，可选部分可能不会被回收，提高GC的效率。
新增NumberFormat对复杂数字的格式化
字符串支持transform、indent操作

switch语法可以使用箭头语法，并且可以有返回值。

int size = 3;
String cn = switch (size) {
    case 1 -> "111";
    case 2 -> "222";
    case 3, 4 -> "333";
    default -> "000";
};
System.out.println(cn);

JDK13 新特性（2019年9月）

文本块的引入：使用"""三个双引号表示文本块，文本块内部就不需要使用换行的转义字符。
ZGC优化，将标记长时间空闲的堆内存空间返还给操作系统。
socket底层实现引入NIO。

文本块的案例：

// 改进前
String json = "{\"name\":\"LJJ\",\"age\":\"123\"}"
// 改进后
String json = """ 
{     
    "name" : "LJJ",     
    "age" : "123" 
} 
""";

JDK14 新特性（2020年3月）

instanceof模式匹配，instanceof类型匹配语法简化，可以直接给对象赋值。
引入Record类型，用于标记不可变的数据类型，类似于Lombok的@Data注解。可以自动生成构造和get/set函数。
删除 CMS 垃圾回收器。

instanceof匹配案例：

// 老写法
Object obj = "你好";
if (obj instanceof String) {
    String str = (String) obj;
    System.out.println(str);
}
// 新写法
Object obj = "你好";
if (obj instanceof String str) {
    // 此时的str不再是 Object 类型，而是 String 类型
    System.out.println(str);
}

Record使用案例：

// 老写法
public class User {
    private String name = null;
    private String password = null;

    public User(String name, String password) {
        this.name = name;
        this.password = password;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }


    public String getPassword() {
        return password;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        //用于判断是否相等
        if (this == o) return true;
        if (!(o instanceof User)) return false;
        User user = (User) o;
        return name.equals(user.name) && password.equals(user.password);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        //hash算法
        return Objects.hash(name, password);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "user{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", password='" + password + '\'' +
                '}';
    }
}
// 新写法
public record User1(String name, String password) {}

JDK15 新特性（2020年9月）

Sealed Classes（封闭类，预览），通过sealed关键字修饰抽象类限定只允许指定的子类才可以实现或继承抽象类，避免抽象类被滥用。

JDK16 新特性（2021年3月）

Pattern匹配：引入了Pattern匹配特性，使得对对象的模式匹配更加简洁和灵活。(也就是instanceof模式匹配过程中直接给你转型好了）
对JDK14和JDK15的一些特性进行正式引入（instanceof模式匹配和Record类）。

JDK17 新特性（2021年9月 - LTS版本）☆

移除实验性的 AOT 和 JIT 编译器。
恢复始终执行严格模式 (Always-Strict) 的浮点定义。
统一日志异步刷新，先将日志写入缓存，然后再异步刷新。
Spring6 和 SpringBoot3需要JDK17，算是开源框架对JDK版本升级的一个推动。
主要也是对前几个版本的功能整合以及完善。

二. JDK21 新特性

这里介绍几个重要的特性：

String Templates（字符串模板）☆

官网案例。在Java当中，往往对于字符串模板，我们都是采取以下几种方式来拼接：

+号拼接。
StringBuilder 拼接。
String.format 拼接。
等等

int x = 10, y = 20;
System.out.println(x + " + " + y + " = " + (x + y));
System.out.println(new StringBuilder().append(x).append(" + ").append(y).append(" = ").append(x + y));
System.out.println(String.format("%1$d + %2$d = %3$d", x, y, x + y));
System.out.println(new MessageFormat("").format("{0} + {1} = {2}", x, y, x + y));

但是有了字符串模板之后，我们就可以更加方便的进行字符串的拼接，例如：

System.out.println(STR. "\{ x } + \{ y } = \{ x + y }" );

有几个特点：

用STR为开头标识。
每个变量前面需要加 \ 转义。

其他用法例如：

@Test
public void testStringTemplates() {
    int index = 0;
    String data = STR. "\{ index++ }, \{ index++ }, \{ index++ }, \{ index++ }" ;
    System.out.println(data);
    System.out.println(STR. "The time is \{
            // The java.time.format package is very useful
            DateTimeFormatter
                    .ofPattern("HH:mm:ss")
                    .format(LocalTime.now())
            } right now" );
    //
    String title = "My Web Page";
    String text  = "Hello, world";
    String html = STR."""
    <html>
      <head>
        <title>\{title}</title>
      </head>
      <body>
        <p>\{text}</p>
      </body>
    </html>
    """;
    System.out.println(html);
}

结果如下：
在这里插入图片描述

Record Patterns（记录模式）

官网案例。允许开发人员使用模式来解构记录类的实例，从而简化数据查询。例如：

@Test
public void testRecordPatterns() {
    Test21ApplicationTests.printSum16(new Point(1, 2));
    Test21ApplicationTests.printSum21(new Point(1, 2));
}

record Point(int x, int y) {
}

static void printSum16(Object obj) {
    if (obj instanceof Point p) {
        int x = p.x();
        int y = p.y();
        System.out.println(x + y);
    }
}

static void printSum21(Object obj) {
    if (obj instanceof Point(int x, int y)) {
        System.out.println(x + y);
    }
}

两种方式都打印：3。

Pattern Matching for switch ☆

官网案例

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;
}

@Test
public void testSwitch() {
    System.out.println(Test21ApplicationTests.formatter("3"));
    System.out.println(Test21ApplicationTests.formatter(1));
}