JDK21 vs JDK8 新特性

最新推荐文章于 2025-10-03 17:48:28 发布

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JDK 21 与 JDK 8 的核心差异及新特性对比

Java 21 作为最新的长期支持版本（LTS），相比 JDK 8 引入了大量革命性特性，包括语法糖、性能优化、语言增强以及对现代化开发的全面支持。以下是两者的核心差异及 JDK 21 新特性的详细对比：

一、语言特性增强

1. JDK 8 基础特性回顾

Lambda 表达式：支持函数式编程。
Stream API：集合流式处理。
接口默认方法：接口中可定义方法实现。
Optional 类：减少空指针异常。

2. JDK 21 新增特性

虚拟线程（Virtual Threads）：轻量级线程，大幅提升并发能力。

// 简单示例：创建百万级虚拟线程
try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
    IntStream.range(0, 1_000_000).forEach(i -> {
        executor.submit(() -> {
            Thread.sleep(Duration.ofSeconds(1));
            return i;
        });
    });
} // executor.close() 自动调用，等待所有任务完成

结构化并发（Structured Concurrency）：简化多任务协作，提升可靠性。

try (var scope = new StructuredTaskScope.ShutdownOnFailure()) {
    Future<String> user = scope.fork(() -> fetchUser());
    Future<Integer> order = scope.fork(() -> fetchOrder());
    
    scope.join();           // 等待所有任务完成或任一任务失败
    scope.throwIfFailed();  // 处理失败的任务
    
    return new Result(user.resultNow(), order.resultNow());
}

Record Patterns（记录模式）：深度解构对象，简化数据处理。

record Point(int x, int y) { }

void printSum(Object obj) {
    if (obj instanceof Point(int x, int y)) {
        System.out.println(x + y); // 直接解构并访问字段
    }
}

Pattern Matching for instanceof（instanceof 模式匹配）：增强版。

if (obj instanceof String s && s.length() > 5) {
    System.out.println(s.toUpperCase()); // 直接使用已转换的变量
}

Switch 表达式：全面支持模式匹配。

Object obj = "hello";
int result = switch (obj) {
    case Integer i -> i * 2;
    case String s when s.length() > 5 -> s.length();
    case String s -> s.hashCode();
    default -> 0;
};

二、性能与内存优化

1. JDK 21 新特性

ZGC 优化：支持堆外内存管理，进一步降低延迟。

向量 API（Vector API）：优化数值计算，提升 SIMD 指令利用率。

import static java.lang.Math.min;
import jdk.incubator.vector.*;

private static final VectorSpecies<Integer> SPECIES = IntVector.SPECIES_PREFERRED;

public static void vectorized(int[] a, int[] b, int[] c) {
    int i = 0;
    int upperBound = SPECIES.loopBound(a.length);
    for (; i < upperBound; i += SPECIES.length()) {
        // 向量操作：并行执行多个加法
        IntVector va = IntVector.fromArray(SPECIES, a, i);
        IntVector vb = IntVector.fromArray(SPECIES, b, i);
        IntVector vc = va.add(vb);
        vc.intoArray(c, i);
    }
    for (; i < a.length; i++) {
        c[i] = a[i] + b[i]; // 标量回退
    }
}

字符串模板（String Templates）：更灵活的字符串格式化（预览特性）。
```
var name = "World";
var str = STR."Hello \{name}!"; // 类似 Python f-string
```

三、开发体验提升

1. JDK 21 新特性

Unnamed Classes & Instance Main Methods（预览）：简化单文件程序。

// 无需类定义，直接编写 main 方法
void main() {
    System.out.println("Hello, World!");
}

增强的 Null 检查：编译时警告潜在的空指针问题。

标准 HTTP 客户端：替代 HttpURLConnection，支持异步和 WebSocket。

var client = HttpClient.newHttpClient();
var request = HttpRequest.newBuilder()
    .uri(URI.create("https://example.com"))
    .build();
    
client.sendAsync(request, BodyHandlers.ofString())
    .thenApply(HttpResponse::body)
    .thenAccept(System.out::println);

四、安全性增强

1. JDK 21 新特性

强封装所有内部 API：进一步限制对内部 JDK 组件的访问。
增强的加密算法：默认启用更安全的 TLS 1.3 和 ChaCha20 加密。
动态加载代理（Dynamic Loading of Agents）：简化 Java Agent 的使用。

五、语法糖与代码简化

1. JDK 21 新特性

增强的泛型推断：减少显式类型声明。

var list = List.of(1, 2, 3); // 自动推断为 List<Integer>

集合转换 API：简化集合类型转换。

List<String> strings = List.of("1", "2", "3");
List<Integer> ints = strings.stream()
    .map(Integer::parseInt)
    .toList(); // 直接转换为不可变 List

模式匹配扩展：支持更复杂的类型匹配和嵌套解构。

六、弃用与移除的特性

1. JDK 21 移除的功能

Applet API：彻底移除（JDK 8 中已弃用）。
RMI 激活：完全移除远程方法调用的激活机制。
** Nashorn JavaScript 引擎**：不再支持。

七、性能对比

特性	JDK 8	JDK 21
并发模型	传统线程（Thread）	虚拟线程（Virtual Threads）
垃圾回收器	Parallel GC（默认）	ZGC（默认），超低延迟
启动时间	较慢	显著提升（AOT 编译支持）
字符串处理	基于 char[]	基于 byte[]（紧凑字符串）
数值计算性能	普通	向量 API 提升 2-5 倍