Java 21：最新进展一览

Oracle Java 平台组首席架构师Mark Reinhold宣布JDK 21（继JDK 17之后的下一个长期支持(LTS)版本）已经进入初始发布候选阶段。主线源码库（在 2023 年 6 月初（Rampdown Phase One）fork 到 JDK稳定代码库） 定义了 JDK 21 的特性集合。一些关键错误，如回归或严重的功能问题，可能得到了修复，但这些修复必须通过Fix-Request流程审批。根据发布时间表， JDK 21 将于 2023 年 9 月 19 日正式发布。

最终确定的 15 个新特性按照JEP的形式分为四类：核心 Java 库，Java 语言规范，HotSpot 和安全库。

被归入为核心 Java 库的 6 个新特性：

• JEP 431：序列集合
  

• JEP 442：外部函数和内存API(第三次预览)
  

• JEP 444：虚拟线程
  

• JEP 446：作用域值(预览)
  

• JEP 448：Vector API(第六次孵化器)
  

• JEP 453：结构化并发(预览)
  

被归入 Java 语言规范的 5 个新特性：

• JEP 430：字符串模板(预览)
  

• JEP 440：记录模式
  

• JEP 441：switch模式匹配
  

• JEP 443：未命名模式和变量(预览)
  

• JEP 445：未命名类和实例主方法(预览)
  

被归入 HotSpot 的 3 个新特性：

• JEP 439：分代ZGC
  

• JEP 449：弃用Windows 32位x86移植
  

• JEP 451：准备禁止动态加载代理
  

最后，归入安全库的 1 个新特性：

• JEP 452：密钥封装机制API
  

值得注意的是，JEP 404（分代Shenandoah(实验特性)），最初是针对 JDK 21 的）已正式从 JDK 21 的最终特性集中移除。这是由于“在审查过程中发现了确定性的风险，并且没有足够的时间来进行针对大量代码改动所需的评审。”Shenandoah 团队决定“尽他们所能提供最好的分代 Shenandoah”，并将 JDK 22 作为发布目标。

我们研究了其中的一些新特性，以及它们所属的 4 个主要 Java 项目——Amber、Loom、Panama和Valhalla——这些项目旨在孵化一系列组件，并最终包含在 JDK 中。

Project Amber

JEP 445（未命名类和实例主方法(预览版)），也就是之前的_灵活的主方法和匿名主类(预览)_和_隐式类和增强的主方法(预览)_，提议“让新手可以很容易地编写他们的第一个 Java 程序，而无需知道那些为大型程序而设计的语言特性。”Oracle Java 语言架构师Brian Goetz在 2022 年 9 月撰写了博文Paving the on-ramp进一步推进了这一 JEP。Oracle 技术咨询委员会成员Gavin Bierman已发布规范文档初稿，供 Java 社区评审。关于 JEP 445 的更多细节可以在 InfoQ 的报道中找到。

JEP 440（记录模式）最终确定，并根据前两轮的预览反馈进行了改进：在 JDK 20 中发布的 JEP 432（记录模式(第二次预览)）和在 JDK 19 中发布的 EP 405（记录模式(预览)）。这个特性通过_记录模式_来解构记录值。记录模式可以与_类型模式_结合使用，实现“强大的、声明式和可组合的数据导航和处理形式”。类型模式在switch中得到了进一步采用：在 JDK 18 中发布的 JEP 420（switch模式匹配(第二次预览)）和在 JDK 17 中发布的 JEP 406（switch模式匹配(预览)）。JEP 432 最重要的变化是删除了对出现在增强的for语句头中的记录模式的支持。关于 JEP 440 的更多细节可以在 InfoQ 的报道中找到。

JEP 430（字符串模板(预览)）提出了用_字符串模版_（包含嵌入表达式的字符串字面量）来增强 Java 编程语言，这些表达式将在运行时进行验证和求值。关于 JEP 430 的更多细节可以在 InfoQ 的报道中找到。

Project Loom

JEP 453（结构化并发(预览)）结合针对前两轮孵化的反馈：在 JDK 19 中发布的 JEP 428（结构化并发(孵化器)）和在 JDK 20 中发布的 JEP 437（结构化并发(第二轮孵化器)）。最新的重大变化包括：TaskHandle接口被重命名为`Subtask`；修复了handleccomplete()方法的通用签名；修改了取消子任务时的状态和行为；在`Threads`类中定义了一个新的currentThreadEnclosingScopes()方法，该方法返回一个包含当前结构化上下文描述的字符串；`StructuredTaskScope`类的fork()方法返回一个Subtask（之前前的TaskHandle）实例而不是`Future`，因为老的TaskHandle接口的get()方法被重构为行为与Future接口的resultNow()方法相同。关于 JEP 453 的更多细节可以在 InfoQ 的报道中找到。

JEP 446（作用域值(预览)），也就是之前的_扩展局部变量（孵化器）_，现在是 JEP 429（作用域值(孵化器)，在 JDK 20 中发布）之后的一个预览特性。这个 JEP 建议在线程内部和线程之间共享不可变数据。这比线程局部变量更可取，特别是在使用大量虚拟线程时。

JEP 444（虚拟线程）根据前两轮的预览进行特性的确定：在 JDK 20 中发布的 JEP 436（虚拟线程(第二次预览)）和在 JDK 19 中发布的 JEP 425（虚拟线程(预览)）。该特性为 Java 平台提供虚拟线程，可以显著减少编写、维护、观察高吞吐量并发应用程序的工作量。来自 JEP 436 的最重要的变化是虚拟线程现在完全支持线程局部变量，取消了不使用这些变量的选项。关于 JEP 444 的更多细节可以在 InfoQ 的报道和 Oracle Java 平台组 Java 开发者布道师José Paumard的JEP Café中找到。

Project Panama

JEP 448（Vector API(第六次孵化器)）结合了对前五轮孵化反馈的增强：在 JDK 20 中发布的 JEP 438（Vector API(第五次孵化器)）、在 JDK 19 中发布的 JEP 426（Vector API (第四次孵化器)）、在 JDK 18 中发布的 JEP 417（Vector API (第三次孵化器)）、在 JDK 17 中发布的 JEP 414（Vector API (第二次孵化器)）、在 JDK 16 中作为孵化器模块发布的 JEP 338（Vector API (孵化器)）。此功能建议增强 Vector API，以便可以从外部函数和内存 API 定义的`MemorySegment`中加载和存储 Vector。

JEP 442（外部函数和内存API(第三次预览)）基于之前的反馈进行了改进，并提供第三次预览：在 JDK 20 中发布的 JEP 434（外部函数和内存API(第二次预览)）、在 JDK 19 中发布的 JEP 424（外部函数和内存API(预览)），以及相关的孵化——在 JDK 18 中发布的 JEP 419（外部函数和内存API(第二孵化器)）和在 JDK 17 中发布的 JEP 412（外部函数和内存API(孵化器)）。这个特性为 Java 应用程序提供了一个 API，可以通过有效地调用外部函数和安全地访问不受 JVM 管理的外部内存与 Java 运行时之外的代码和数据进行互操作。来自 JEP 434 的更新包括：在Arena接口中集中管理本地段的生命周期、增强的布局路径，使用新元素来解引用地址布局、移除VaList类。

开发人员可能会有兴趣了解外部函数和内存 API 所带来的性能提升，这个 API 预计将成为 JDK 22 的最终特性。Oracle 技术咨询委员会成员Per-Åke Minborg发表了一篇博文，他在文章中提供了一个关于字符串转换的基准测试，他使用这个 API 在 JDK 21（JEP 442）和 JDK 22（JEP Draft 8310626）中与旧的 Java 本地接口(JNI)调用进行了比较。

HotSpot

JEP 439（分代ZGC）“通过扩展 Z Garbage Collector(ZGC)来为年轻代和老年代象维护单独的代来提高应用程序性能”。这将使 ZGC 能够更频繁地回收早就成为垃圾的年轻代对象。”关于 JEP 439 的更多细节可以在 InfoQ 的报道中找到。

JDK 22

目前还没有针对计划于 2024 年 3 月发布的JDK 22的 JEP。然而，根据一些 JEP 候选和草案，特别是那些已经提交的，我们可以推测出哪些额外的 JEP 有可能包含在 JDK 22 中。

Project Amber的 JEP 447（super()前置语句）提议：允许构造函数中不引用正在创建的实例的语句出现在this()或super()调用之前，并保留现有的安全性和初始化保证。Oracle 技术咨询委员会成员Gavin Bierman提供了该 JEP 的初始规范，供 Java 社区评审和反馈。

JEP 435（异步堆栈跟踪虚拟机API），一个特性 JEP，提议定义一个有效的 API，用于从包含 Java 和本地帧信息的信号处理程序获取异步调用跟踪信息。

JEP 401（Null-Restricted值对象存储(预览)，之前的_原始类(预览)_，属于 Project Valhalla），引入了开发人员声明的原始类（Primitive Classes）——由值对象 API 定义的特殊类型的值类——它们定义了新的原始类型。

JEP 草案 8307341（为限制JNI使用做准备），提议限制使用不安全的 Java 本地接口(JNI)，并在外部函数和内存(FFM)API 中使用受限制的方法，这预计将成为JDK 22的最终特性。从 JDK 22 开始，Java 运行时将会显示关于使用 JNI 的警告，除非 FFM 用户通过命令行启用不安全的本地访问。预计在 JDK 22 之后的版本中，使用 JNI 将抛出异常而不是警告。

JEP 草案 8310626（外部函数和内存API），建议经过两轮孵化和三轮预览之后成为最终特性：在 JDK 17 中发布的 JEP 412（外部函数和内存API(孵化器)）、在 JDK 18 中发布的 JEP 419（外部函数和内存API(第二孵化器)）、在 JDK 19 中发布的 EP 424（外部函数和内存API(预览)）、在 JDK 20 中发布的 JEP 434（外部函数和内存API(第二次预览)），以及即将在 JDK 21 中发布的 JEP 442（外部函数和内存API(第三预览版)）。自上一个版本以来的改进包括：一个新的Enable-Native-Access MANIFEST 属性，允许可执行 JAR 包中的代码调用受限制的方法，不需要使用——Enable-Native-Access标志；允许客户端以编程方式构建 C 函数描述符，避免使用特定于平台的常量；改进对本地内存可变长度数组的支持；本机字符串多字符集支持。

JEP 草案 8288476（模式、instanceof和switch中的原始类型(预览)），提议“允许在所有模式上下文中使用原始类型模式，将原始类型模式的语义与 instanceof 对齐，并允许将原始常量作为 switch 的 case 标签。”

JEP 草案 8277163（值对象(预览)），Project Valhalla 的一个特性 JEP，提议提供值对象——可以指定其实例行为的无标识值类。该草案与仍处于候选状态的 JEP 401（原始类(预览)）相关。

JEP 草案 8313278（Java虚拟机的提前编译），提议“让 Java 虚拟机加载编译成本地代码的 Java 应用程序和库，以实现更快的启动和基线执行。”

JEP 草案 8312611（计算常量），引入了_计算常量_的概念，持有不可变值，最多可被初始化一次。它具备final字段的性能和安全优势，同时在初始化时间方面提供了更大的灵活性。该特性将作为预览 API 首次亮相。

JEP 草案 8283227（JDK源代码结构），一个信息类 JEP，用于描述 JDK 源代码和 JDK 代码库中相关文件的总体布局和结构。该 JEP 建议帮助开发人员适应 JEP 201（模块源代码，在 JDK 9 中发布）所描述的源代码结构。

JEP 草案 8280389（ClassFile API），提议提供一个用于解析、生成和转换 Java 类文件的 API。这个 JEP 最初将作为ASM（Java 字节码操作和分析框架）的内部替代方案，并计划将其作为公共 API 开放出来。Java 语言架构师Brian Goetz称 ASM 为“带有大量遗留包袱的旧代码库”，并提供了关于该草案将如何演进并最终取代 ASM 的相关信息。

JEP 草案 8278252（JDK打包和安装指南，一个信息类 JEP，提议为构建 macOS、 Linux 和 Windows 的 JDK 安装程序提供指南，以降低在安装不同 JDK 供应商提供的 JDK 时出现冲突的风险。其目的是通过形式化安装目录名称、包名称和可能导致冲突的其他元素，为安装 JDK 更新版本提供更好的体验。

我们预计 Oracle 很快就会提供 JDK 22 将包含的 JEP。

原文链接：

https://www.infoq.com/news/2023/09/java-21-so-far/