Java 21 新特性

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Java 21 是 Java 语言的一次重要更新,引入了多少新的特性,提升了开发者的编程服从和代码质量。本文将具体介绍 Java 21 的新特性,包罗底子概念、使用方法、常见实践以及最佳实践。
 
简介

随着 Java 语言的不断演进,Java 21 在语法、性能和并发模子上举行了多方面的改进。此次更新强调了代码可读性和简洁性,同时提升了并行编程的能力。新的特性资助开发者更好地应用现代编程理念。
Java 21 新特性概览

Java 21 带来了一系列增强功能,包罗但不限于:

  • 模式匹配增强
  • 密封类扩展
  • 记录模式
  • 结构化并发
  • 虚拟线程
模式匹配增强

模式匹配在 Java 中越来越重要,这一模式使得 Java 语言的表达能力得到了极大增强。Java 21 中,模式匹配不仅限于 instanceof,还包罗 switch 表达式的新能力。
  1. Object obj = getObject();
  2. switch (obj) {
  3.     case Integer i -> System.out.println("Integer: " + i);
  4.     case String s -> System.out.println("String: " + s);
  5.     default -> System.out.println("Unknown type");
  6. }
复制代码
可以通过switch表达式来举行简化。将冒号(:)替换为箭头(->),并且switch表达式默认不会失败,所以不需要break。
  1. private static void withSwitchExpression(Fruit fruit) {
  2.     switch (fruit) {
  3.         case APPLE, PEAR -> System.out.println("普通水果");
  4.         case MANGO, AVOCADO -> System.out.println("进口水果");
  5.         default -> System.out.println("未知水果");
  6.     }
  7. }
复制代码
switch表达式也可以返回一个值,好比上面的例子我们可以让switch返回一个字符串来表示我们要打印的文本。需要留意在switch语句的最后要加一个分号。
  1. private static void withReturnValue(Fruit fruit) {
  2.     String text = switch (fruit) {
  3.         case APPLE, PEAR -> "普通水果";
  4.         case MANGO, AVOCADO -> "进口水果";
  5.         default -> "未知水果";
  6.     };
  7.     System.out.println(text);
  8. }
复制代码
也可以直接省略赋值动作直接打印。
  1. private static void withReturnValue(Fruit fruit) {
  2.     System.out.println(switch (fruit) {
  3.         case APPLE, PEAR -> "普通水果";
  4.         case MANGO, AVOCADO -> "进口水果";
  5.         default -> "未知水果";
  6.     });
  7. }
复制代码
假如你想在case里想做不止一件事,好比在返回之前先举行一些计算大概打印操作,可以通过大括号来作为case块,最后的返回值使用关键字yield举行返回。
  1. private static void withYield(Fruit fruit) {
  2.     String text = switch (fruit) {
  3.         case APPLE, PEAR -> {
  4.             System.out.println("给的水果是: " + fruit);
  5.             yield "普通水果";
  6.         }
  7.         case MANGO, AVOCADO -> "进口水果";
  8.         default -> "未知水果";
  9.     };
  10.     System.out.println(text);
  11. }
复制代码
当然也可以直接使用yield返回效果。
  1. private static void oldStyleWithYield(Fruit fruit) {
  2.     System.out.println(switch (fruit) {
  3.         case APPLE, PEAR:
  4.             yield "普通水果";
  5.         case MANGO, AVOCADO:
  6.             yield "进口水果";
  7.         default:
  8.             yield "未知水果";
  9.     });
  10. }
复制代码
使用方法

引入的模式匹配允许在 switch 语句中举行更加复杂的匹配和操作。写法简洁,进步可读性。
常见实践

配合使用模式匹配,通常可用于解析复杂对象结构,增强代码灵活性。
最佳实践


  • 使用模式匹配替换多重 if-else 判断,及声明break 返回。
  • 避免过于深层嵌套。
密封类扩展

密封类在 Java 21 中得到了更多的支持,允许开发者精细控制继承结构。
  1. public sealed class Shape permits Circle, Rectangle {
  2.     //...
  3. }
  4. public final class Circle extends Shape {
  5.     //...
  6. }
复制代码
使用方法

密封类允许在类声明中明确指定哪些子类可以继承它,有助于控制类的层次结构。
常见实践

适用于需要对子类集合做严酷控制的业务场景,如几何形状、语法树等高级结构。
最佳实践


  • 搭配 sealednon-sealedfinal 关键字使用,增强类层次结构的可读性。
  • 界说清晰、稳定的子类集合。
记录模式

记录模式提供了一种简洁界说不变数据携带类的方式,并且支持用于模式解析。
  1. record Point(int x, int y) {}
  2. Point p = new Point(3, 4);
  3. System.out.println("Point: " + p.x() + ", " + p.y());
复制代码
使用方法

记录类自动生成了所有字段的访问器、equals()、hashCode()、toString() 方法,无需手动界说。
常见实践

用于数据传递的简朴对象存储,避免重复代码。
最佳实践


  • 适用于需要不可变数据的情况。
  • 记录类字段应尽量设计为私有和终极,保持其不可变特性。
结构化并发

Java 21 引入告终构化并发,简化复杂的并发结构,进步代码的可维护性。
  1. try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
  2.     Future<Integer> future1 = executor.submit(() -> heavyComputation1());
  3.     Future<Integer> future2 = executor.submit(() -> heavyComputation2());
  4.     Integer result1 = future1.get();
  5.     Integer result2 = future2.get();
  6.     System.out.println("Results: " + result1 + ", " + result2);
  7. }
复制代码
使用方法

通过结构化并发,开发者能够在一个上下文内启动、管理和终结多个并发使命。
常见实践

应用于需要并发执行的使命处置惩罚,如并行数据处置惩罚和批量计算。
最佳实践


  • 合理设计并发边界,确保线程资源有效分配和接纳。
  • 利用 try-with-resources 保证合集的自动关闭。
虚拟线程

虚拟线程是 Java 21 带来的革命性进展,允许大规模的轻量级线程操作,超越传统线程的限制。
  1. Thread.startVirtualThread(() -> {
  2.     System.out.println("Running in a virtual thread");
  3. });
复制代码
使用方法

虚拟线程通过 Thread.startVirtualThread 创建,能够高效处置惩罚 I/O 密集型应用。
常见实践

特别适用于高并发、 I/O 重的应用场景,如 web 服务器请求。
最佳实践


  • 使用虚拟线程作为默认并发模子,减少壅闭操作。
  • 组合使用结构化并发,进一步强化模子的灵活性。
小结

Java 21 为开发者提供了众多新特性,从语言结构到并发模子,提升了开发的服从和代码的简洁性。通过学习这些新特性,开发者能编写更具表现力和可维护性的代码,同时应根据具体需求合理选择应用场景。
参考资料


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