JDK 24特性说明

JDK 24 于 2025年3月发布，作为一个新的长期支持版本（LTS），它为开发者带来了多项关键特性和性能改进。这些新特性不仅优化了现有功能，还引入了新的实验性特性，旨在提高 Java 应用程序的性能、安全性以及开发效率。本文将带各位从各个方面详细解析 JDK 24 中的新特性，帮助大家理解这些改进的具体内容。

1. 分代 Shenandoah 垃圾收集器（实验性）

Shenandoah 垃圾收集器旨在减少垃圾回收的停顿时间，尤其适用于低延迟要求高的应用程序。在 JDK 24 中，Shenandoah 引入了分代垃圾收集的支持。

使用示例：

java -XX:+UseShenandoahGC -XX:ShenandoahGCMode=normal -jar your-app.jar

通过上述 JVM 参数，启用 Shenandoah 收集器并设置垃圾回收模式。

2. 紧凑对象头（实验性）

紧凑对象头减少了 Java 对象的内存占用，尤其对大量小对象的应用程序非常有用。启用该功能可以减小堆的内存使用量。

使用示例：

java -XX:+UseCompactObjectHeaders -jar your-app.jar

这将启用紧凑对象头模式，减少对象头的内存占用。

3. 模块导入声明（第二次预览）

JDK 24 引入了对模块导入声明的改进，简化了模块化开发。你可以直接导入整个模块，而无需显式列出模块内的包。

代码示例：

// JDK 24 新的简洁写法
import module com.example.lib;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用 com.example.lib 中的功能
        SomeClass obj = new SomeClass();
        obj.doSomething();
    }
}

通过 import module 声明，简化了对模块的导入，不再需要显式列出所有包。

4. 模式匹配中的原始类型（第二次预览）

JDK 24 在 instanceof 和 switch 语句中支持直接使用原始类型的匹配。

代码示例：

public class PatternMatching {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj = 10; // 例如，obj 是一个 Integer 对象
        
        // 使用原始类型的模式匹配
        if (obj instanceof Integer i) {
            System.out.println(i + 1); // 输出 11
        }
        
        // 在 switch 语句中使用原始类型
        switch (obj) {
            case Integer i -> System.out.println(i + 1); // 输出 11
            default -> System.out.println("Not an Integer");
        }
    }
}

在这个例子中，instanceof 和 switch 语句能够直接使用原始类型匹配，避免了额外的类型转换，使得代码更加简洁和易懂。

5. 永久禁用安全管理器

JDK 24 永久禁用了安全管理器。旧版 Java 中，安全管理器是用来限制 Java 程序对系统资源的访问的，但现在已经不再需要。开发者不再需要显式配置安全管理器。

代码示例： 如果你之前使用了安全管理器的配置，它现在可以被移除。

public class SecurityManagerExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 删除不再需要的安全管理器代码
        // System.setSecurityManager(new SecurityManager()); // 这行代码不再需要
        System.out.println("Security Manager is disabled.");
    }
}

6. 弃用并删除 32 位 x86 端口

JDK 24 移除了对 32 位 x86 架构的支持，因此不再需要为 32 位系统配置特定的 JVM 参数。开发者应确保自己的应用部署在 64 位架构上。

使用示例： 如果你的系统仍在使用 32 位 x86 架构，可以考虑迁移到 64 位架构：

java -version

如果你看到的是 32-bit，可以考虑迁移到 64 位系统，确保应用获得最佳性能。

7. 结构化并发（第四次预览）

JDK 24 引入了结构化并发 API，它简化了并发任务的管理，允许开发者将多个任务视为一个工作单元进行处理。这对于并发任务的启动、等待、异常处理等场景特别有用。

代码示例：

import java.util.concurrent.*;

public class StructuredConcurrency {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 启动一个结构化并发任务
        try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
            var task = executor.submit(() -> {
                System.out.println("Running task in virtual thread");
                return 42;
            });

            Integer result = task.get();
            System.out.println("Task result: " + result);
        }
    }
}

通过使用 Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()，你可以轻松创建并管理并发任务，所有任务将在虚拟线程中执行，减少了传统线程管理的复杂性。

8. 密钥派生函数 API

密钥派生函数（KDF）API 允许开发者根据给定的种子密钥派生新的密钥，这在加密和密钥管理中非常重要。

代码示例：

import java.security.Key;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import javax.crypto.KeyAgreement;
import javax.crypto.spec.DHParameterSpec;

public class KeyDerivationExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 假设已有一个密钥，使用密钥派生函数
        String base64EncodedPrivateKey = "MIIBVgIBADANBgkqh...";
        byte[] privateKeyBytes = java.util.Base64.getDecoder().decode(base64EncodedPrivateKey);
        PKCS8EncodedKeySpec spec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKeyBytes);
        
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("DH");
        Key privateKey = keyFactory.generatePrivate(spec);

        // 使用密钥派生函数派生出新的密钥
        KeyAgreement keyAgreement = KeyAgreement.getInstance("DH");
        DHParameterSpec dhSpec = new DHParameterSpec(/* DH 参数 */);
        keyAgreement.init(privateKey, dhSpec);

        byte[] derivedKey = keyAgreement.generateSecret();
        System.out.println("Derived Key: " + java.util.Base64.getEncoder().encodeToString(derivedKey));
    }
}

在此示例中，密钥派生函数帮助我们基于已有的密钥和一些参数派生出新的密钥。

9. 向量 API（重新孵化）

JDK 24 中的向量 API 通过使用硬件加速的 SIMD（单指令多数据）指令来提升数值计算的性能。开发者可以直接使用向量 API 来进行并行计算。

代码示例：

import jdk.incubator.vector.*;

public class VectorExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 128 位的向量来存储 4 个整数
        var v = IntVector.fromArray(VectorSpecies.of(int.class, 4), new int[] {1, 2, 3, 4}, 0);
        
        // 向量加法操作
        var result = v.add(5);
        result.intoArray(new int[4], 0);
        
        // 输出结果
        System.out.println("Result after addition: ");
        for (int i : result.toArray()) {
            System.out.print(i + " ");
        }
    }
}

通过使用向量 API，可以显著提升数据处理速度，尤其是在需要大规模数值计算的场景下，如科学计算、图像处理等。

10. 类文件 API（最终确定）

类文件 API 使得开发者可以更容易地解析、生成和操作 Java 字节码。此功能对反射、字节码生成及动态编译器开发者尤为重要。

代码示例：

import jdk.internal.org.objectweb.asm.*;

public class ClassFileAPIExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 使用 ASM 库解析类文件
        ClassReader reader = new ClassReader("java.lang.String");
        reader.accept(new ClassVisitor(Opcodes.ASM9) {
            @Override
            public void visitEnd() {
                System.out.println("Class Parsing Complete!");
            }
        }, 0);
    }
}

这个代码示例展示了如何使用类文件 API 来解析并操作 Java 类文件。开发者可以借助这个 API 来处理字节码、进行类的反射操作等。

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总结

JDK 24 引入了多个重要的新特性，包括分代垃圾收集器、紧凑对象头、结构化并发等。通过上述代码示例，我们可以看到如何在实际项目中使用这些新特性。每一项改进都旨在提高 Java 的性能、安全性以及开发效率，帮助开发者更好地处理复杂的任务和优化应用程序。如果你是一个 Java 开发者，JDK 24 的新特性值得你深入了解并应用到你的项目中。