JDK24新特性详解:性能优化与语言增强

爱的威利斯 2024-11-08 18:46:37

Java Development Kit (JDK) 24,预计在2025年3月18日发布,共有17项新特性,涵盖从虚拟线程、垃圾回收器改进到简化模块导入等多个方面。这些特性不仅增强了Java语言的功能,还为未来的JDK发展打下了基础。以下将详细介绍JDK 24中的关键特性。

JDK 24发布计划

一、语言特性增强基础类型模式匹配在JDK 24中,模式匹配得到了进一步的扩展,支持基础类型用于instanceof和switch,从而允许开发者在模式匹配中更广泛地使用基础数据类型。这项特性旨在统一数据探索模式,消除不安全类型转换的风险,同时简化switch语句的使用,使其能处理任何基础类型的值。简易源码文件与实例化主方法这一特性已经过三轮预览(在JDK 21、22、23中),JDK 24中的第四次预览进一步简化了Java入门代码编写的过程,使初学者可以编写简单的Java程序而无需了解复杂的类定义结构。该特性提供了新的术语和标题,使Java更适合小型程序和学习场景。模块导入声明JDK 24进一步简化模块导入,使得可以一并导入模块导出的所有包。这一特性在JDK 23中进行了预览,并在JDK 24中得到扩展,使模块化的代码复用更加简洁。二、性能与垃圾回收改进紧凑对象头热点虚拟机(HotSpot VM)的对象头从96至128位压缩至64位,这将显著减少堆内存的使用量,提高部署密度,并改善数据的局部性,从而提升Java应用程序的性能,特别是在资源受限的环境中。分代Shenandoah垃圾回收器Shenandoah垃圾回收器添加了实验性的分代收集功能,以提高应用的可持续吞吐量、峰值负载响应和内存利用率。这项改进为未来将其作为默认模式铺平了道路,使其在处理大规模应用程序时更加高效。移除非分代Z垃圾回收模式随着分代Z垃圾回收模式的成熟,JDK 24将彻底移除非分代ZGC模式。此举不仅减少了维护成本,还将为未来的ZGC改进提供更好的基础,进一步优化Java垃圾回收的性能。G1垃圾回收器的延迟屏障扩展G1垃圾回收器的屏障功能在JDK 24中进行了改进,将屏障扩展的时间推迟至编译后期。此更改旨在提升G1垃圾回收器的编译效率,同时简化G1屏障的实现,便于HotSpot开发者理解其工作原理,并确保C2编译器生成的代码质量。三、运行时与工具改进无JMOD的运行时镜像链接JDK 24中,jlink工具可以创建无需JMOD文件的自定义运行时镜像,从而将JDK安装体积缩减约25%。这对于容器化的应用尤为重要,可以提升在云环境中的传输效率。32位x86支持移除JDK 24计划彻底移除对Windows 32位x86架构的支持,这是自JDK 21弃用以来的进一步举措。构建系统将升级为在配置32位x86构建时发出错误提示(可通过新选项抑制),并在相关文档中标记该平台即将移除。类文件APIJDK 24将类文件API正式定稿,为Java类文件的解析、生成和转换提供标准API。此API已在JDK 22和JDK 23中进行预览,通过引入API标准化,JDK组件最终可迁移至该API,取代现有的第三方库。四、安全与并发性改进永久禁用安全管理器Java安全管理器由于维护成本高,且已非主流安全手段,自Java 17开始弃用。JDK 24将彻底移除启用安全管理器的可能性,以提高平台的简洁性和开发效率。同步虚拟线程而不固定至平台线程JDK 24改进了虚拟线程的同步方法,使其在阻塞时可以释放底层的物理线程,从而大幅提升虚拟线程的可扩展性,减少固定在物理线程上的虚拟线程数量,以增强多线程应用的性能。Scoped Values该API允许方法与线程中的子线程共享不可变数据,相比线程局部变量,Scoped Values更易于理解,且在空间和时间上都具有更低的成本。该API特别适合与虚拟线程和结构化并发配合使用。关键派生函数APIJDK 24引入了密钥派生函数(KDF)API,支持基于密钥的派生,允许Java应用程序使用HMAC和Argon2等算法,为密码学应用提供更高的安全性和灵活性。五、Stream与向量API增强Stream GatherersStream Gatherers增强了流API,支持自定义中间操作,使流管道的灵活性和表达能力得到提升,特别是对无限大小的数据流,提供了更多的操作可能。向量API再孵化向量API继续在JDK 24中进行再孵化(从JDK 16起持续孵化),该API旨在可靠地将向量运算编译为最佳的底层指令,以提升并行计算的性能,尤其是在x64和AArch64架构上。六、JNI使用限制警告

JDK 24计划加入关于JNI使用的警告,为未来限制JNI使用做准备。此举是为了未来可能的安全性改进,确保开发者逐步过渡到FFM(外部函数和内存)API,实现与原生代码的安全互操作。

结语

JDK 24虽非长期支持版本(LTS),但它为Java带来了多项重要改进和实验性功能,这些特性为未来的LTS版本(预计JDK 25)打下了基础。JDK 24的创新特性将有助于提升Java在性能、可用性和安全性方面的能力。

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