Java 21：下一个LTS版本，提供了虚拟线程、记录模式和模式匹配

Oracle 发布 Java 编程语言和虚拟机的第 21 个版本。这是自 2021 年 JDK 17 发布以来的第一个长期支持（LTS）版本。最终的特性集包括以下 15 个 JEP：

• JEP 430：字符串模板（预览版）

• JEP 431：有序集合

• JEP 439：分代式 ZGC

• JEP 440：记录模式

• JEP 441：switch 模式匹配

• JEP 442：外部函数 & 内存 API（第三个预览版）

• JEP 443：未命名模式和变量（预览版）

• JEP 444：虚拟线程

• JEP 445：未命名类和实例的 Main 方法（预览版）

• JEP 446：作用域值（预览版）

• JEP 448：向量 API（第六轮孵化）

• JEP 449：弃用 Windows 32-bit x86 移植，为删除做准备

• JEP 451：准备禁用代理的动态加载

• JEP 452：密钥封装机制 API

• JEP 453：结构化并发（预览版）

其中有三个——虚拟线程、记录模式和 switch 模式匹配——已经完成了各自的预览，现已最终确定。

如下图所示，JDK 21 的特性开发节奏和前两个 LTS 版本（即 JDK 17 和 JDK 11）以及以前其他的 JDK 版本类似。

Azul 副首席执行官 Simon Ritter 告诉 InfoQ：

下面我们将进一步探讨下其中的一些 JEP，提供一些 JDK 21 的资源，并预测下 JDK 22 中可能包含哪些特性。

JEP 444（虚拟线程）根据前两轮预览的反馈最终确定了这个特性：JEP 436（虚拟线程第二次预览）在 JDK 20 中交付；JEP 425（虚拟线程第一次预览）在 JDK 19 中交付。该特性为 Java 平台提供了虚拟线程。这种轻量级的线程可以显著减少编写、维护和观测高吞吐量并发应用程序的工作量。JEP 436 最重要的变化是，虚拟线程现在完全支持线程本地变量，取消了不使用这些变量的选项。要了解关于 JEP 444 的更多细节，可以阅读 InfoQ 的这篇新闻报道以及 José Paumard（Oracle Java 平台组 Java 开发大使）提供的 JEP Café截屏视频。

在 Amber 项目的支持下，JEP 440（记录模式）最终确定了这一特性，并根据前两轮预览的反馈进行了增强：JEP 432（记录模式第二次预览）在 JDK 20 中交付；JEP 405（记录模式第一次预览）在 JDK 19 中交付。该特性通过记录模式增强了语言解构记录值的能力。记录模式可以与类型模式结合使用，以“实现强大的声明式可组合数据导航和处理形式”。最近，类型模式通过 JEP 420（switch 模式匹配第二次预览，在 JDK 18 中交付）和 JEP 406（switch 模式匹配第一次预览，在 JDK 17 中交付）进行了扩展，已可用于 switchcase 标签。JEP 432 最重要的变化是删除了在增强型 for 语句头中使用记录模式的支持。要了解关于 JEP 440 的更多细节，可以阅读 InfoQ 的这篇新闻报道。

也是在 Amber 项目的支持下，JEP 441（switch 模式匹配）最终确定了这个特性，并根据前四轮预览的反馈进行了增强：JEP 433（switch 模式匹配第四次预览）在 JDK 20 中交付；JEP 427（switch 模式匹配第三次预览）在 JDK 19 中交付；JEP 420（switch 模式匹配第二次预览）在 JDK 18 中交付；JEP 406（switch 模式匹配第一次预览）在 JDK 17 中交付。该特性通过在 switch 表达式和语句中使用模式匹配增强了该语言。要了解关于 JEP 441 的更多细节，可以阅读 InfoQ 的这篇新闻报道。

JEP 445（未命名类和实例的 Main 方法预览）之前称为灵活的 Main 方法和匿名 Main 类（预览）和隐式类与增强 Main 方法（预览）。它提出“改进 Java 语言，使学生可以编写他们的第一个程序，而不需要了解为大型程序设计的语言特性。”该 JEP 延续了 Oracle Java 语言架构师 Brian Goetz 在 2022 年 9 月发表的博文 Paving the on-ramp。Oracle 技术顾问 Gavin Bierman 已经发布了规范文档的初稿供 Java 社区审查。要了解关于 JEP 445 的更多细节，可以阅读 InfoQ 的这篇新闻报道。

Java 开发关系团队——Billy Korando、Ana-Maria Mihalceanu、José Paumard 和 Nicolai Parlog——提供了一系列时长约 20 分钟的视频教程，代号为 #RoadTo21，其中介绍了更多关于 JDK 21 特性的细节：

• Java 21 带来了完整的模式匹配，由 Parlog 提供

• Java 21 安全性，由 Mihalceanu 提供

• Java 21 API 变化，由 Paumard 提供

• Java 21 工具增强：全面改进，由 Mihalceanu 提供

• Java 21 JVM 和 GC 改进，由 Korando 提供

• Java 21 新特性：虚拟线程，由 Paumard 提供

• 从 Java 17 升级到 Java 21，由 Parlog 提供

JDK 21 发布会于 2023 年 9 月 19 日 UTC 时间 13:00-21:00 进行了直播，由 Parlog、Mihalceanu 和 Korando 主持。这次活动邀请了众多嘉宾，并进行了 Java First Java Always 专题讨论，探讨 JDK 21 的特性。整个过程在拉斯维加斯的 Oracle CloudWorld 进行了实况直播。

专题讨论小组的成员包括：Oracle 开发关系高级总监 Sharat Chander、Oracle Java 平台组软件开发高级副总裁 Georges Saab；Oracle 开发关系副总裁 Chad Arimura；Oracle 编程语言设计师 Daniel Smith。

该小组发布了四份公告：一个新的 Java Playground，基于 JShell 实用程序，可用于编写和执行 Java 代码；Java 社区现在可以向 dev.java 网站提供内容了；一个新的 Java Developer Relations Github 存储库；JDK 11 将至少支持到 2032 年。

目前，JDK 22 中会包含哪些 JEP 尚不确定。但是，根据最近提交的 JEP 草案和建议最终某项特性的 JEP 候选，我们已经可以推测出哪些 JEP 有可能包含在 JDK 22 中。

JEP 454（外部函数 & 内存 API）建议在两轮孵化和三轮预览后最终确定该特性：JEP 412（外部函数 & 内存 API 第一轮孵化）在 JDK 17 中交付；JEP 419（外部函数 & 内存 API 第二轮孵化）在 JDK 18 中交付；JEP 424（外部函数 & 内存 API 第一次预览）在 JDK 19 中交付；JEP 434（外部函数 & 内存 API 第二次预览）在 JDK 20 中交付；JEP 442（外部函数 & 内存 API 第三次预览）将在即将发布的 JDK 21 GA 版本中交付。自上一个版本以来的改进包括：新增清单属性 Enable-Native-Access，使可执行 JAR 文件中的代码可以调用受限方法，而无需使用 --enable-native-access 标识；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数组的支持；在本地字符串中支持多字符集。

在 Panama 项目的支持下，JEP 草案 8315945（向量 API 第七轮孵化）包含了针对前六轮孵化反馈的增强：JEP 448（向量 API 第六轮孵化）将在即将发布的 JDK 21 GA 版本中交付；JEP 438（向量 API 第五轮孵化）在 JDK 20 中交付；JEP 426（向量 API 第四轮孵化）在 JDK 19 中交付；JEP 417（向量 API 第三轮孵化）在 JDK 18 中交付；JEP 414（向量 API 第二轮孵化）在 JDK 17 中交付；JEP 338（向量 API 第一轮孵化）在 JDK 16 中作为孵化器模块交付。JEP 448 最重要的变化包括增强 JVM 编译器接口（JVMCI）以支持向量 API 值。

JEP 草案 8277163（值对象预览）建议创建值对象，它们是无标识值类，用于指定其实例的行为。该草案与 JEP 401（空限制值对象存储预览）相关，并将继续为实现 Valhalla 项目做出贡献。

Daniel Smith 是 Oracle 的编程语言设计师。他更新了 JEP 401（空限制值对象存储预览），以便与 Oracle 的最新设计思想“在语言和类文件中表达扁平化（flattenability）”保持一致。该提案最初名为 Primitive Classes（预览版），支持值对象（见 JEP Draft 8277163）的空限制存储，即在字段和数组组件中将它们初始化为类的初始实例，并拒绝空值写入尝试。

JEP 草案 8311828（未命名模式和变量）建议在上一轮预览的基础上最终确定该特性：JEP 443（未命名模式和变量预览）在 JDK 21 中交付。这个 JEP 将“使用未命名模式（可以匹配记录组件，而不需要说明组件的名称或类型）和未命名变量（可以初始化，但不能使用）来增强语言。”两者都用下划线字符表示，如 r instanceof _(int x, int y) 和 r instanceof _。

根据 Oracle Java 平台组首席架构师 Mark Reinhold 的建议，JDK 22 的正式发布日期暂定为 2024 年 3 月 19 日。其特性预计将于 2023 年 12 月初冻结。要了解关于其他 JEP 草案和候选的更多细节，可以阅读 InfoQ 的这篇详细报道。

JDK 21 现在已经可以从 Oracle 官网上下载，其他供应商的二进制文件预计也将很快提供。