Java 21 新特性的扫盲级别初体验

一、前言

JDK 21 于 2023 年 9 月发布，作为目前讨论热度最高的JDK，虽然大家都开玩笑说你发任你发，我用Java8，但是作为一个Javaer，对JDK21的新特性还是要有所了解的。

以下是 JDK 21 的新功能列表：

虚拟线程
序列集合
记录模式
字符串模板（预览）
未命名模式和变量（预览）
未命名类和实例主要方法（预览）
作用域值（预览）
结构化并发（预览）

JDK21下载地址：JDK官网

在这里插入图片描述

安装过程在这里就不赘述了，正常【下一步】就行了。

二、新特性体验

1. switch 模式匹配

可以通过switch表达式和语句的模式匹配来增强Java编程语言，可以针对多个模式测试表达式，每个模式都有一个特定的操作，从而可以简洁、安全地表达复杂的面向数据的查询。

1.1 支持返回值，不用写break

示例代码：

public class SwitchTest {public static void main(String[] args) {String unit = "cm";String str = switch (unit) {case "cm" -> "厘米";case "m" -> "米";case "mm" -> "毫米";case "km" -> "千米";default -> "错误";};System.out.println(str);}
}

测试结果：

在这里插入图片描述

注意：如果执行结果乱码，可以参考如下操作进行：

增加VM参数
修改文件编码

1.2 如果需要执行多行代码再返回，可使用yield关键字

示例代码：

public class SwitchTest {public static void main(String[] args) {String unit = "cm";String str = switch (unit) {case "cm" -> {System.out.println("我在测试呢...");yield "厘米";}case "m" -> "米";case "mm" -> "毫米";case "km" -> "千米";default -> "错误";};System.out.println(str);}
}

1.3 多值匹配

示例代码：

public class SwitchTest {public static void main(String[] args) {String unit = "cm";String str = switch (unit) {case "cm", "m" -> "厘米";case "mm" -> "毫米";case "km" -> "千米";default -> "错误";};System.out.println(str);}
}

1.4 null值处理

示例代码：

public class SwitchTest {public static void main(String[] args) {String unit = null;String str = switch (unit) {case "cm", "m" -> "厘米";case "mm" -> "毫米";case "km" -> "千米";case null -> "未知";default -> "错误";};System.out.println(str);}
}

1.5 匹配增强

示例代码：

public class SwitchTest {public static void main(String[] args) {Double obj = 0.0d;String str = 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();};System.out.println(str);}
}

2. 记录模式

记录模式，也就是记录模式匹配，英文为“Record Patterns”，记录模式匹配是指自动匹配Record记录类，从而简化代码。Record记录会自动生成了构造函数、getter、equals、hashCode、toString等方法，简化代码的编写，类似于lombok插件的@Data注解，但是对象属性只读，只有get方法，没有set方法。

使用class

public class User {private String name;private Integer age;public User(String name, Integer age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public Integer getAge() {return age;}}

使用record

public record User(String name, Integer age) {
}

3. 字符串模板

示例代码：

public class StrTest {public static void main(String[] args) {String name = "JDK21";String message = STR."Hello \{name}!";System.out.println(message);}
}

注意这是预览功能，默认禁用，我们需要使用--enable-preview启用字符串模板。

在Idea中，我们需要额外设置：

在这里插入图片描述

--enable-preview --source 21 -Xlint:preview

4. 顺序集合

SequencedSet 接口对于具有有序元素的 Set 非常有用，特别是当您必须执行某些操作（例如检索或删除第一个或最后一个索引处的元素）时。它还提供了一种反转元素的方法。

List

import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.SequencedSet;public class ListTest {public static void main(String[] args) {SequencedSet<String> values = new LinkedHashSet<>();values.add("one");values.add("two");System.out.println(values); // [one, two]values.addFirst("zero");System.out.println(values); // [zero, one, two]values.addFirst("one");System.out.println(values); // [one, zero, two]values.addLast("three");System.out.println(values); // [one, zero, two, three]SequencedSet<String> reversedSet = values.reversed();System.out.println(reversedSet); // [three, two, zero, one]}
}

Map

import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
import java.util.SequencedMap;public class MapTest {public static void main(String[] args) {SequencedMap<String, Integer> myMap = new LinkedHashMap<>();myMap.put("one", 1);myMap.put("two", 2);System.out.println(myMap); // {one=1, two=2}Map.Entry<String, Integer> firstEntry = myMap.firstEntry();System.out.println(firstEntry); // one=1Map.Entry<String, Integer> lastEntry = myMap.lastEntry();System.out.println(lastEntry); // two=2myMap.putFirst("zero", 0);System.out.println(myMap); // {zero=0, one=1, two=2}myMap.putFirst("one", -1);System.out.println(myMap); // {one=-1, zero=0, two=2}Map.Entry<String, Integer> polledFirstEntry = myMap.pollFirstEntry();System.out.println(polledFirstEntry); // one=-1System.out.println(myMap); // {zero=0, two=2}SequencedMap<String, Integer> reversedMap = myMap.reversed();System.out.println(reversedMap); // {two=2, zero=0}}
}

5. 虚拟线程

虚拟线程是Jdk21的重头戏，从 Java 代码的角度来看，虚拟线程感觉就像普通线程，但它们没有 1:1 映射到操作系统/平台线程。它是从虚拟线程到载体线程进而到操作系统线程的M:N映射。

虚拟线程的一些优点：

提高应用程序吞吐量
提高应用程序可用性
减少内存消耗

示例代码：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;public class VirtualThreadsTest {public static void main(String[] args) {ExecutorService executor =  Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();for (int i = 0; i < 10; i++) {int taskId = i;executor.execute(() -> {System.out.println("Task " + taskId + " is running on virtual thread: " + Thread.currentThread().getName());});}try {Thread.sleep(2000L);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}executor.shutdown();}}