了解 Java 21 的最新增强功能

Java 编程世界不断演进，要想在这个领域脱颖而出，你需要保持最新的知识。

Java 21 带来了一系列令人振奋的增强功能，革新了并发性、集合操作以及记录处理方式。

引入虚拟线程

扩展服务器应用程序一直是一个挑战，线程往往成为瓶颈。有限的线程数量，加上频繁等待事件或锁的解除阻塞，制约了整体性能。

过去，解决这个问题需要使用 CompletableFuture 或响应式框架等构建，导致代码变得复杂，难以理解和维护。

幸运的是，Java 19 引入了虚拟线程作为预览功能，而 Java 21 通过 JDK Enhancement Proposal 444 进一步完善和巩固了这一功能。

虚拟线程提供了一种非常有希望的解决方案，让您更有效地应对可扩展性挑战，从而提高服务器应用程序的性能和响应能力。

序列化集合更易用

传统上，在 Java 编程中使用链表需要编写冗长的代码。例如，要获取最后一个元素，必须使用下面这种繁琐的方法：

var last = list.get(list.size() - 1);

然而，Java 21 引入了一种简洁而优雅的替代方法：

var last = list.getLast();

类似地，要访问 LinkedHashSet 的第一个元素，以前需要绕个弯子：

var first = linkedHashSet.iterator().next();

但是在 Java 21 中，这个任务变得简单得多：

var first = linkedHashSet.getFirst();

你还可以使用新的 getLast 方法访问 LinkedHashSet 的最后一个元素，而无需遍历整个集合。

这些对序列化集合的改进不仅提高了代码的可读性，还简化了元素的检索过程，使 Java 编程更高效、更友好。

记录模式（Record Patterns）

记录模式在 Java 19 中作为预览功能引入，为在 Java 中访问记录（Record）的字段提供了一种便捷的机制，无需显式的强制类型转换或访问方法。

它们与 instanceof 模式匹配（Pattern Matching for instanceof）和 switch 模式匹配（Pattern Matching for switch）相辅相成，极大地简化了代码，提升了整体可读性。

下面是一个示例，以一个名为 Position 的简单记录为例：

public record Position(int x, int y) {}

以前，基于对象的类执行不同操作需要使用 instanceof 模式匹配，如以下代码片段所示：

public void print(Object o) {
    if (o instanceof Position p) {
        System.out.printf("o is a position: %d/%d%n", p.x(), p.y());
    } else if (o instanceof String s) {
        System.out.printf("o is a string: %s%n", s);
    } else {
        System.out.printf("o is something else: %s%n", o);
    }
}

使用记录模式，现在可以直接匹配记录模式，如 Position (int x, int y)，而无需使用 Position p 模式。这使您可以在代码中直接访问变量 x 和 y，无需使用 p.x() 和 p.y()：

public void print(Object o) {
    if (o instanceof Position(int x, int y)) {
        System.out.printf("o is a position: %d/%d%n", x, y);
    } else if (o instanceof String s) {
        System.out.printf("o is a string: %s%n", s);
    } else {
        System.out.printf("o is something else: %s%n", o);
    }
}

此外，您可以与 switch 模式匹配结合使用记录模式，进一步简化代码：

public void print(Object o) {
    switch (o) {
        case Position(int x, int y) - > System.out.printf("o is a position: %d/%d%n", x, y);
        case String s - > System.out.printf("o is a string: %s%n", s);
        default - > System.out.printf("o is something else: %s%n", o);
    }
}

嵌套记录模式允许匹配字段本身就是记录的记录。例如，考虑一个名为 Path 的记录，包含了一个 from 和 to 位置：

public record Path(Position from, Position to) {}

通过使用记录模式，打印 Path 对象变得更简洁：

public void print(Object o) {
    switch (o) {
        case Path(Position from, Position to) - > System.out.printf("o is a path: %d/%d -> %d/%d%n", from.x(), from.y(), to.x(), to.y());
       // other cases
    }
}

借助记录模式，处理包含不同类型字段的记录变得更加清晰和可读。假设您有修改过的记录 Position2D 和 Position3D，其中 Position 是一个 Java 接口，两者都实现了它：

public sealed interface Position permits Position2D, Position3D {}
public record Position2D(int x, int y) implements Position {}
public record Position3D(int x, int y, int z) implements Position {}
public record Path < P extends Position > (P from, P to) {}

为了区分打印 2D 和 3D 路径的行为，您可以使用记录模式：

public void print(Object o) {
    switch (o) {
        case Path(Position2D from, Position2D to) - > System.out.printf("o is a 2D path: %d/%d -> %d/%d%n", from.x(), from.y(), to.x(), to.y());
        case Path(Position3D from, Position3D to) - > System.out.printf("o is a 3D path: %d/%d/%d -> %d/%d/%d%n", from.x(), from.y(), from.z(), to.x(), to.y(), to.z());
       // other cases 
    }
}

记录模式大大减少了冗长的代码，提高了处理包含不同类型字段的记录时的可读性。

Java 21 开启新的可能性

Java 21 引入了许多强大的功能，增强了 Java 编程语言的能力。通过采用这些增强功能，您可以简化开发过程，为应用程序开启新的可能性。

及时了解最新的语言特性和 Java 框架，可以使您的代码更高效和可维护，确保您始终处于 Java 编程的前沿。

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