Java21的新特性

最近学习Spring AI，在 JDK 21 中，又新增了一些特性，

1. 虚拟线程（Virtual Threads）—— 正式版（JEP 444）

虚拟线程是轻量级线程，由 JVM 管理而非操作系统，能在有限的操作系统线程上高效运行大量并发任务（可轻松创建数百万个），大幅降低高并发场景下的资源消耗和编程复杂度。
类似Go语言的协程，虚拟线程与传统线程相比，更轻量级、更简单，且更适合高并发场景。

• 无需修改现有代码中 Runnable/Callable 接口的使用，通过 Thread.startVirtualThread() 或 Executor 框架（如 Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()）即可创建。
• 适合 I/O 密集型任务（如网络请求、文件读写），避免传统线程的上下文切换开销。

2. 记录模式（Record Patterns）—— 正式版（JEP 440）

记录模式用于解构 记录（Record） 类型的数据，配合模式匹配简化数据提取逻辑，尤其适合嵌套结构的处理。
例如：

record Point(int x, int y) {}
record Circle(Point center, int radius) {}

// 解构 Circle 中的 Point
if (obj instanceof Circle(Point(int x, int y), int r)) {
    System.out.println("圆心坐标：(" + x + "," + y + ")，半径：" + r);
}

3. 模式匹配的 switch 增强（JEP 441）

完善了 switch 表达式的模式匹配能力，支持更多场景（如 null 处理、卫语句），让分支逻辑更简洁。

• 支持 null 作为 case 标签：无需在 switch 外单独判断 null。

    String s = null;
    switch (s) {
        case null -> System.out.println("值为 null");
        case "hello" -> System.out.println("匹配成功");
        default -> System.out.println("其他值");
    }
    ```  
  - **卫语句（Guards）**：通过 `when` 关键字添加额外条件，细化模式匹配。
    ```java
    switch (obj) {
        case Integer i when i > 0 -> System.out.println("正整数：" + i);
        case Integer i -> System.out.println("非正整数：" + i);
    }

4. 未命名模式与未命名变量（Unnamed Patterns and Variables）—— 正式版（JEP 443）

引入下划线 _ 作为“未命名”标记，用于忽略不需要的变量或模式组件，提升代码可读性。

• 未命名变量：忽略方法参数或循环变量。

    // 忽略异常信息（只关心是否抛出）
    try { ... } catch (Exception _) { 
        System.out.println("发生异常"); 
    }
    ```  
  - 未命名模式：解构时忽略部分字段。
    ```java
    if (obj instanceof Point(int x, _)) { // 只关心 x，忽略 y
        System.out.println("x 坐标：" + x);
    }

5. 字符串模板（String Templates）—— 预览版（JEP 430）

提供更安全、灵活的字符串拼接方式，支持嵌入表达式（类似其他语言的“插值字符串”），避免 + 拼接的繁琐和 SQL 注入等风险。
通过 STR 处理器使用：

String name = "Java";
int version = 21;
String info = STR."Hello, \{name} \{version}!"; // 结果："Hello, Java 21!"
```  
还支持自定义处理器（如 SQL 模板处理器自动转义参数）。


### 6. **向量 API（Vector API）—— 第五孵化器（JEP 448）**
旨在简化高性能数值计算，通过向量指令（如 SIMD）利用硬件并行性，提升数组运算（如图像处理、科学计算）的效率。  
例如，对两个数组进行元素级加法：
```java
VectorSpecies<Integer> SPECIES = IntVector.SPECIES_256;
IntVector va = IntVector.fromArray(SPECIES, a, 0);
IntVector vb = IntVector.fromArray(SPECIES, b, 0);
IntVector vc = va.add(vb); // 并行计算每个元素的和
vc.intoArray(c, 0);

7. 作用域值（Scoped Values）—— 预览版（JEP 446）

替代线程局部变量（ThreadLocal），为虚拟线程等场景提供更安全、高效的共享数据方式。作用域值具有不可变性，且会自动随线程生命周期（如虚拟线程的任务传递）传播，避免 ThreadLocal 的内存泄漏风险。

其他特性

• 结构化并发（Structured Concurrency）—— 预览版（JEP 453）：简化多线程任务的管理，将相关子任务视为一个整体，确保失败时统一处理，避免僵尸线程。
• ZGC 优化：默认启用并发线程栈处理，进一步降低垃圾回收（GC）的停顿时间。

Java 21 的特性聚焦于 简化并发编程（虚拟线程、作用域值）、提升代码可读性（模式匹配、未命名变量）和 增强性能（向量 API），尤其对高并发应用和数据处理场景友好。