JDK21 新特性

目录

    • 1. 虚拟线程（Virtual Threads）
    • 2. 有序集合（Sequenced Collections）
    • 3. switch 的模式匹配（Pattern Matching for switch）
    • 4. 记录模式（Record Patterns）
    • 5. ZGC
    • 6. 准备禁用动态代理（Prepare to Disallow the Dynamic Loading of Agents）

1. 虚拟线程（Virtual Threads）

https://openjdk.org/jeps/444

  • 虚拟线程是工作在平台线程之上的，虚拟线程的数量可以远大于操作系统线程的数量，多个虚拟线程挂载在一个平台线程上，一个平台线程可以在不同的时间执行不同的虚拟线程，当虚拟线程被阻塞或等待时，平台线程可以切换到执行另一个虚拟线程。

请添加图片描述

注意事项：

  1. 虚拟线程主要作用是提升服务器端的吞吐量，而不是提高线程的执行速度。
  2. 虚拟线程只适合IO密集型的任务，阻塞期间可以将CPU资源让渡给其他任务，不适合CPU密集型的任务或非阻塞任务。
  3. 虚拟线程是廉价且轻量级的，使用完后立即被销毁，因此不需要池化。
  • 创建虚拟线程的方法
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.time.Duration;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ThreadFactory;
import java.util.stream.IntStream;

@Slf4j
public class Demo {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Runnable task = () -> {
            log.info(Thread.currentThread().toString());
        };
        // 1. 通过 Thread.ofVirtual() 创建
        Thread thread = Thread.ofVirtual().name(Thread.currentThread().toString()).start(task);
        // 2. 通过 Thread.startVirtualThread() 创建
        Thread.startVirtualThread(task);
        // 3. 通过 ThreadFactory 创建
        ThreadFactory factory = Thread.ofVirtual().factory();
        Thread newThread = factory.newThread(task);
        newThread.start();
        // 4. 通过 Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor() 创建
        try (ExecutorService executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
            IntStream.range(0, 5).forEach(i -> {
                executor.submit(() -> {
                    log.info("{}, before", Thread.currentThread());
                    try {
                        Thread.sleep(Duration.ofSeconds(1));
                    } catch (InterruptedException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                    log.info("{}, after", Thread.currentThread());
                });
            });
        }

        System.in.read();
    }

}
  • 打印
19:49:16.027 [] INFO org.example.virtual_thread.Demo -- VirtualThread[#22]/runnable@ForkJoinPool-1-worker-2
19:49:16.027 [Thread[#1,main,5,main]] INFO org.example.virtual_thread.Demo -- VirtualThread[#20,Thread[#1,main,5,main]]/runnable@ForkJoinPool-1-worker-1
19:49:16.029 [] INFO org.example.virtual_thread.Demo -- VirtualThread[#23]/runnable@ForkJoinPool-1-worker-2
19:49:16.029 [] INFO org.example.virtual_thread.Demo -- VirtualThread[#25]/runnable@ForkJoinPool-1-worker-1, before
19:49:16.030 [] INFO org.example.virtual_thread.Demo -- VirtualThread[#27]/runnable@ForkJoinPool-1-worker-2, before
19:49:16.029 [] INFO org.example.virtual_thread.Demo -- VirtualThread[#26]/runnable@ForkJoinPool-1-worker-2, before
19:49:16.031 [] INFO org.example.virtual_thread.Demo -- VirtualThread[#28]/runnable@ForkJoinPool-1-worker-1, before
19:49:16.031 [] INFO org.example.virtual_thread.Demo -- VirtualThread[#29]/runnable@ForkJoinPool-1-worker-1, before
19:49:17.033 [] INFO org.example.virtual_thread.Demo -- VirtualThread[#27]/runnable@ForkJoinPool-1-worker-1, after
19:49:17.033 [] INFO org.example.virtual_thread.Demo -- VirtualThread[#25]/runnable@ForkJoinPool-1-worker-2, after
19:49:17.033 [] INFO org.example.virtual_thread.Demo -- VirtualThread[#28]/runnable@ForkJoinPool-1-worker-2, after
19:49:17.033 [] INFO org.example.virtual_thread.Demo -- VirtualThread[#26]/runnable@ForkJoinPool-1-worker-1, after
19:49:17.033 [] INFO org.example.virtual_thread.Demo -- VirtualThread[#29]/runnable@ForkJoinPool-1-worker-2, after
  • 通过25号虚拟线程可以看出，阻塞前后使用的平台线程发生过切换

在这里插入图片描述

  • VirtualThread[#22]/runnable@ForkJoinPool-1-worker-2表示VirtualThread[#22]这个虚拟线程依赖于平台线程ForkJoinPool-1-worker-2，这里我在VM参数中添加了-Djdk.virtualThreadScheduler.maxPoolSize=2 -Djdk.virtualThreadScheduler.parallelism=2，限制平台线程最大2个，所以只能会看到ForkJoinPool-1-worker-1和ForkJoinPool-1-worker-2两个平台线程。

在这里插入图片描述

  • 虚拟线程在block后，会与平台线程解绑，然后加入任务列表排队，等待分配给平台线程

在这里插入图片描述

2. 有序集合（Sequenced Collections）

https://openjdk.org/jeps/431

  • Sequenced Collections是一种具有确定出现顺序的集合。提供了处理集合第一个和最后一个元素以及反转集合的简单方法。

Sequenced Collections 包括以下三个接口：

  1. SequencedCollection
  2. SequencedSet
  3. SequencedMap

在这里插入图片描述

interface SequencedCollection<E> extends Collection<E> {

  // New Method

  SequencedCollection<E> reversed();

  // Promoted methods from Deque<E>

  void addFirst(E);
  void addLast(E);

  E getFirst();
  E getLast();

  E removeFirst();
  E removeLast();
}

3. switch 的模式匹配（Pattern Matching for switch）

https://openjdk.org/jeps/441

  • 属于语法方面的升级，增强了 switch 表达式，允许在 case 标签中使用模式。
  • JDK21之前
// Prior to Java 21
static String formatter(Object obj) {
    String formatted = "unknown";
    if (obj instanceof Integer i) {
        formatted = String.format("int %d", i);
    } else if (obj instanceof Long l) {
        formatted = String.format("long %d", l);
    } else if (obj instanceof Double d) {
        formatted = String.format("double %f", d);
    } else if (obj instanceof String s) {
        formatted = String.format("String %s", s);
    }
    return formatted;
}
  • JDK21之后
// As of Java 21
static String formatterPatternSwitch(Object obj) {
    return switch (obj) {
        case Integer i -> String.format("int %d", i);
        case Long l    -> String.format("long %d", l);
        case Double d  -> String.format("double %f", d);
        case String s  -> String.format("String %s", s);
        default        -> obj.toString();
    };
}

4. 记录模式（Record Patterns）

https://openjdk.org/jeps/440

  • 记录模式（Record Patterns） 可对 record 的值进行解构，也就是更方便地从记录类（Record Class）中提取数据。并且，记录模式和类型模式可以嵌套使用，以实现强大的、声明性的和可组合的数据导航和处理形式。
  • 记录模式不能单独使用，而是要与 instanceof 或 switch 模式匹配一同使用。
  1. 以 instanceof 为例
// As of Java 16
record Point(int x, int y) {}

static void printSum(Object obj) {
    if (obj instanceof Point p) {
        int x = p.x();
        int y = p.y();
        System.out.println(x+y);
    }
}

// As of Java 21
static void printSum(Object obj) {
    if (obj instanceof Point(int x, int y)) {
        System.out.println(x+y);
    }
}

5. ZGC

https://openjdk.org/jeps/439

  • ZGC是一款低延迟、高吞吐的JVM垃圾回收器。JDK11试验版本，JDK15变为生产版本，但都是不分代的，所有的对象都存储在一起，每次垃圾回收都要回收所有对象。
    在JDK21中区分年轻代和老年代，因为年轻代的对象存活时间更短，所以 通过提高收集年轻代的对象的频率迅速释放JVM内存。

  • 默认不开启ZGC，可以使用以下命令开启

java -XX:+UseZGC -XX:+ZGenerational

6. 准备禁用动态代理（Prepare to Disallow the Dynamic Loading of Agents）

https://openjdk.org/jeps/451

  • 当代理被动态加载到运行中的 JVM 时发出警告。这些警告的目的是让用户做好准备，以便在未来的版本中默认禁止动态加载代理。
    动态代理允许开发人员在运行时修改和监视Java应用程序，存在潜在的安全风险，例如窃取敏感信息、篡改数据等。因此，为了加强Java应用程序的安全性，限制动态加载代理的使用是有必要的。

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