Java21 新特性

1. 概述

2023年9月19日 ，Oracle 发布了 JDK21，是自 JDK17 之后最新的 LTS 版本（long-term support，长期支持版）。LTS版本一般每两年发布一个，JDK目前的LTS版本有：JDK8 , JDK11 , JDK17 ，JDK21。

Java21新特性：( oracle jdk、openjdk文档）

• 字符串模板（预览版）
• 虚拟线程（在JDK19中是预览版，在JDK21中是正式版，会大大改变多线程的编程风格和解决问题的方式）
• 顺序集合（JDK21引入了SequencedCollection、SequencedSet 、SequencedMap 接口，这些接口提供了在集合开头或结尾处添加、修改或删除元素的方法，以及反转集合的功能）
• 分代ZGC（属于JVM层面的功能）
• 记录模式
• switch的模式匹配
• 未命名模式和变量（预览版）
• 未命名类和实例的main方法（预览版）
• 作用域值（预览版）
• 矢量API（第六个孵化器）
• 弃用Windows32位x86端口
• 禁止代理的动态加载
• 密钥封装机制的API（引入密钥封装机制 (KEM) 的 API，是一种使用公钥加密来保护对称密钥的加密技术）
• 结构化并发（预览版， 简化并发编程）
• 外部函数与内存API（第三次预览版）

2. JDK21 安装与配置

Oracle JDK21 官网下载地址：https://www.oracle.com/java/technologies/downloads/#java21

1、下载 windows 版 oracle jdk，下载地址：https://download.oracle.com/java/21/latest/jdk-21_windows-x64_bin.exe

2、双击刚刚下载好的jdk安装包，进行安装：

3、配置环境变量，在系统变量path中创建新的变量值，变量值的内容就是dk21的安装位置：（偷懒了😈）

3. 新特性

3.1 switch模式匹配

在Java8中switch可以处理的数据类型有：byte、short、char、int、String、Enum。

而在Java21中switch可以处理更多的类型，会根据类型进行匹配，switch增强版语法如下：

switch(object){
   case 普通类型 变量名 [when 条件] -> ...; //通过when关键字可以进行条件筛选,[]表示可选语法     
   case record 类型 变量名 -> ...; // record 记录
   case enum 类型 变量名 -> ...;
   case null -> ...;
   case default -> ...;
}

示例：

package cn.z3inc.jdk21;

import java.time.LocalDate;

/**
 * switch 模式匹配
 *
 * @author 白豆五
 * @date 2023/9/29
 * @since JDK21
 */
public class SwitchTest {
    public static void main(String[] args) {
        test1(new A("HUAWEI Mate 60 Pro"));
        test2(new B("遥遥领先"));
        test2(null);
        test3();
    }

    /**
     * 根据不同的类型去做不同的事情 (jdk21之前的写法)
     *
     * @param obj 入参的类型
     */
    static void test1(Object obj) {
        if (obj instanceof A a) { //instanceof 的模式匹配（Java14的新语法,老版本需要强转）
            System.out.println("类型A===" + a.name);
        } else if (obj instanceof B b) {
            System.out.println("类型B===" + b.title);
        }
    }

    /**
     * 根据不同的类型去做不同的事情 (jdk21:switch的新语法)
     *
     * @param obj 入参的类型
     */
    static void test2(Object obj) {
        switch (obj) {
            //  case 数据类型 变量名 -> 表达式;
            case A a -> System.out.println("类型A===" + a.name);
            case B b -> System.out.println("类型B===" + b.title);
            // case null -> System.out.println("null");
            // default -> System.out.println("其他类型");
            case null, default -> System.out.println("其他类型或null"); // 合并写法
        }
    }

    // 静态内部类A
    static class A {
        String name;

        public A(String name) {
            this.name = name;
        }
    }

    // 静态内部类B
    static class B {
        String title;

        public B(String title) {
            this.title = title;
        }
    }

    /**
     * 输出当前日期格式为"yyyy-MM-dd"
     */
    static void test3() {
        LocalDate date = LocalDate.now();
        System.out.println("date = " + date);
        String formatted = switch (date.getDayOfWeek()) {
            case MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY -> "工作日";
            case SATURDAY, SUNDAY -> "周末";
        };
        System.out.println(formatted);
    }
}

3.2 字符串模板

在Java21之前拼接字符串的写法如下：

方式1：使用 + 拼接字符串

String x = "world"；
String s = "hello" + x + "Java21!";

方式2：使用StringBuilder拼接字符串

String s = new StringBuilder()
                  .append("Hello")
                  .append(" ")
                  .append("World!")
                  .toString();

方式3：使用String的format()或formatted()方法，格式化字符串（有点像c语言的写法）

String name = "旺财";
int age = 18;
char sex = '男';
// 1. String.format():用于格式化字符串
// 参数1: 一个字符串模板 里面包含占位符%xxx"
// 参数2: 替换的值 可变参数
String s = String.format("姓名 %s,年龄 %d,性别 %c", name, age, sex);
System.out.println(s); // 姓名 旺财,年龄 18,性别 男

// 2. String.formatted()是Java15新特性,与String.format()功能一样
s = "姓名 %s,年龄 %d,性别 %c".formatted(name, age, sex);
System.out.println(s); // 姓名 旺财,年龄 18,性别 男

/*
    占位符:
            %s字符串  %d整数  %f浮点数  %c字符  %b布尔值  %t时间
            %e科学计数法  %x十六进制  %o八进制  %h哈希码  %n换行
 */

在Java21中引入字符串模板，在字符串模板中允许在字符串中插入变量或表达式，而无需使用运算符 “+” 拼接字符串，这样可以使字符串拼接操作更加直观和方便。

STR模板处理器：STR是Java平台中的一种模板处理器，用于执行字符串的插值处理。通过STR可以将模板中的占位符或表达式动态替换为对应的值，生成最终的字符串输出。

STR是一个公共静态final字段，会自动导入到每个Java源文件中。

示例：字符串模板快速入门

String s1 = "hello";
String s2 = "world";
String target = STR."\{s1} \{s2}!"; //在字符串模板中使用`\{}`来引用变量
System.out.println(target); // hello world!
target = STR."\{s2}\{s1}";
System.out.println(target);// worldhello

示例：打印99乘法表

package cn.z3inc.jdk21;

import static java.lang.StringTemplate.STR;

public class StringTemplateTest {
    public static void main(String[] args) {
       for (int i = 1; i < 10; i++) {
          for (int j = 1; j < 10; j++) {
                if (j > i) {
                    break;
                }
                System.out.print(STR."\{j} * \{i} = \{i * j} \t");
          }
           System.out.println();
       }
    }
}

示例：字符串中嵌入表达式（模板嵌套多了就不太直观了,可以分开写,拒绝套娃😉）

package cn.z3inc.jdk21;

import static java.lang.StringTemplate.STR;

public class StringTemplateTest {
    public static void main(String[] args) {
        String name = "白豆五";
        String str = STR. "\{
                isNotBlank(name) ? STR. "\{ name }签到成功" : "签到失败"
                } " ;
        System.out.println(str); //白豆五签到成功 
    }

    /**
     * 字符串非空判断
     *
     * @return 空串返回fale，否则返回true
     */
    public static boolean isNotBlank(String str) {
        return !(str == null || str.length() == 0);
    }
}

示例：多行模板表达式（类似python中的多行字符串输出）

package cn.z3inc.jdk21;

import static java.lang.StringTemplate.STR;

public class StringTemplateTest {
    public static void main(String[] args) {
        String title = "假装404";
        String text = "Hello, world";
        // 3个双引号代表多行字符串
        String html = STR. """
        <html>
          <head>
            <title>\{ title }</title>
          </head>
          <body>
            <p>\{ text }</p>
          </body>
        </html>
        """ ;
        System.out.println(html);
    }
}

3.3 顺序集合

Sequenced Collections

在Java21中引入了全新的SequencedCollection、SequencedSet 、SequencedMap 接口，来表示顺序集合，这些接口提供了在集合开头或结尾处添加、修改或删除元素的方法，以及反转集合的功能。

Java21集合体系结构：

示例：

package cn.z3inc.jdk21;
import java.util.ArrayList;
import java.util.SequencedCollection;

public class SequencedCollectionsTest {
    public static void main(String[] args) {
        SequencedCollection<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("b");
        list.addLast("c");
        list.addFirst("a");

        // 倒序遍历
        for (String s : list.reversed()) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

3.4 记录模式（Record Patterns）

类似JS中的对象参数解构赋值，把Java中的Record对象拆解成多个变量。

Record类适用场景：

• 作为数据载体，如 DTO,VO等
• 相对于属性可变的普通pojo，Record对象更适合函数式编程。

示例：Record 快速入门

package cn.z3inc.jdk21;

//  老师类 record类型
public record Teacher(String name, int age) {  
}

/*
//record类的源码:
public final class Teacher extends java.lang.Record {
	// 字段初始化后不可变
    private final String name;
    private final int age;

	// 带参构造器
    public Teacher(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

	//提供两个get方法
    public String name() {
        return name;
    }

    public int age() {
        return age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (obj == this) return true;
        if (obj == null || obj.getClass() != this.getClass()) return false;
        var that = (Teacher) obj;
        return Objects.equals(this.name, that.name) &&
                this.age == that.age;
    }

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

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

 */

package cn.z3inc.jdk21;

/**
 * 测试 记录模式
 * @author 白豆五
 * @date 2023/9/30
 * @since JDK21
 */
public class RecordTest {
    public static void main(String[] args) {
        Teacher teacher = new Teacher("张三", 18);
        System.out.println(teacher);
        System.out.println("name:"+teacher.name());
        System.out.println("age:"+teacher.age());
        System.out.println("equals:"+teacher.equals(new Teacher("张三", 18)));
        System.out.println("hashCode:"+teacher.hashCode());
        System.out.println("toString:"+teacher.toString());
    }
}

示例2：

package cn.z3inc.jdk21;

// 老师类 记录类型
public record Teacher(String name, int age) {  
}

package cn.z3inc.jdk21;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.stream.Collectors;

/**
 * 需求: 把老师数据转成java对象，保留20岁以上的老师,姓相同的分到一组
 *
 * @author 白豆五
 * @date 2023/9/30
 * @since JDK21
 */
public class RecordTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 模拟excel表格数据
        String cvs = """
                张三,23
                李四,20
                王五,19
                赵六,18
                张富贵,22
                李狗蛋,15                                         
                """;

        // 2. 按行切割字符串
        String[] splitArr = cvs.split("\n");

        // 3. 通过stream流处理数据
        Map<Character, List<Teacher>> map = Arrays.stream(splitArr)
                // 3.1. 把每一行数据转成Teacher对象
                .map(line -> {
                    String[] split = line.split(",");
                    return new Teacher(split[0], Integer.parseInt(split[1]));
                })
                // 3.2. 过滤掉年龄小于20岁的老师
                .filter(teacher -> teacher.age() >= 20)
                // 3.3. 按姓氏分组
                .collect(Collectors.groupingBy(teacher -> teacher.name().charAt(0)));

        System.out.println(map);
    }
}

示例3：

package cn.z3inc.jdk21;

/**
 * 测试 记录模式
 * @author 白豆五
 * @date 2023/9/30
 * @since JDK21
 */
public class RecordTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        print2(new Teacher("张三", 23));
    }

    /**
     * 传统方式写法
     *
     * @param o
     */
    @Deprecated
    static void print(Object o) {
        if (o instanceof Teacher) {
            Teacher t = (Teacher) o;
            System.out.println("name:" + t.name() + " ,age:" + t.age());
        }
    }

    /**
     * 记录模式写法
     * @param o
     */
    static void print2(Object o) {
        if (o instanceof Teacher(String name, int age)) { //解构记录对象中的值
            System.out.println("name:" + name + " ,age:" + age);
        }
    }
}

3.5 未命名类和实例的main方法（预览版）

可以写类名，也可以不写类名。

编译：

javac --release 21 --enable-preview MainTest.java

运行：

java --enable-preview MainTest

3.6 虚拟线程

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