JDK 24新特性详解：性能优化与语言增强Java

【JDK 24新特性详解：性能优化与语言增强】
Java Development Kit (JDK) 24 ，预计在2025年3月18日发布，共有17项新特性，涵盖从虚拟线程、垃圾回收器改进到简化模块导入等多个方面。这些特性不仅增强了Java语言的功能，还为未来的JDK发展打下了基础。以下将详细介绍JDK 24中的关键特性。
JDK 24发布计划
一、语言特性增强

基础类型模式匹配
在JDK 24中，模式匹配得到了进一步的扩展，支持基础类型用于instanceof和switch ，从而允许开发者在模式匹配中更广泛地使用基础数据类型。这项特性旨在统一数据探索模式，消除不安全类型转换的风险，同时简化switch语句的使用，使其能处理任何基础类型的值。
简易源码文件与实例化主方法
这一特性已经过三轮预览（在JDK 21、22、23中）， JDK 24中的第四次预览进一步简化了Java入门代码编写的过程，使初学者可以编写简单的Java程序而无需了解复杂的类定义结构。该特性提供了新的术语和标题，使Java更适合小型程序和学习场景。
模块导入声明
JDK 24进一步简化模块导入，使得可以一并导入模块导出的所有包。这一特性在JDK 23中进行了预览，并在JDK 24中得到扩展，使模块化的代码复用更加简洁。

二、性能与垃圾回收改进

紧凑对象头
热点虚拟机（HotSpot VM）的对象头从96至128位压缩至64位，这将显著减少堆内存的使用量，提高部署密度，并改善数据的局部性，从而提升Java应用程序的性能，特别是在资源受限的环境中。
分代Shenandoah垃圾回收器
Shenandoah垃圾回收器添加了实验性的分代收集功能，以提高应用的可持续吞吐量、峰值负载响应和内存利用率。这项改进为未来将其作为默认模式铺平了道路，使其在处理大规模应用程序时更加高效。
移除非分代Z垃圾回收模式
随着分代Z垃圾回收模式的成熟， JDK 24将彻底移除非分代ZGC模式。此举不仅减少了维护成本，还将为未来的ZGC改进提供更好的基础，进一步优化Java垃圾回收的性能。
G1垃圾回收器的延迟屏障扩展
G1垃圾回收器的屏障功能在JDK 24中进行了改进，将屏障扩展的时间推迟至编译后期。此更改旨在提升G1垃圾回收器的编译效率，同时简化G1屏障的实现，便于HotSpot开发者理解其工作原理，并确保C2编译器生成的代码质量。

三、运行时与工具改进

无JMOD的运行时镜像链接
JDK 24中， jlink工具可以创建无需JMOD文件的自定义运行时镜像，从而将JDK安装体积缩减约25% 。这对于容器化的应用尤为重要，可以提升在云环境中的传输效率。
32位x86支持移除
JDK 24计划彻底移除对Windows 32位x86架构的支持，这是自JDK 21弃用以来的进一步举措。构建系统将升级为在配置32位x86构建时发出错误提示（可通过新选项抑制），并在相关文档中标记该平台即将移除。
类文件API
JDK 24将类文件API正式定稿，为Java类文件的解析、生成和转换提供标准API 。此API已在JDK 22和JDK 23中进行预览，通过引入API标准化， JDK组件最终可迁移至该API ，取代现有的第三方库。

四、安全与并发性改进

永久禁用安全管理器
Java安全管理器由于维护成本高，且已非主流安全手段，自Java 17开始弃用。 JDK 24将彻底移除启用安全管理器的可能性，以提高平台的简洁性和开发效率。
同步虚拟线程而不固定至平台线程
JDK 24改进了虚拟线程的同步方法，使其在阻塞时可以释放底层的物理线程，从而大幅提升虚拟线程的可扩展性，减少固定在物理线程上的虚拟线程数量，以增强多线程应用的性能。
Scoped Values
该API允许方法与线程中的子线程共享不可变数据，相比线程局部变量， Scoped Values更易于理解，且在空间和时间上都具有更低的成本。该API特别适合与虚拟线程和结构化并发配合使用。
关键派生函数API
JDK 24引入了密钥派生函数（KDF）API ，支持基于密钥的派生，允许Java应用程序使用HMAC和Argon2等算法，为密码学应用提供更高的安全性和灵活性。

五、Stream与向量API增强

Stream Gatherers
Stream Gatherers增强了流API ，支持自定义中间操作，使流管道的灵活性和表达能力得到提升，特别是对无限大小的数据流，提供了更多的操作可能。
向量API再孵化
向量API继续在JDK 24中进行再孵化（从JDK 16起持续孵化），该API旨在可靠地将向量运算编译为最佳的底层指令，以提升并行计算的性能，尤其是在x64和AArch64架构上。

六、JNI使用限制警告JDK 24计划加入关于JNI使用的警告，为未来限制JNI使用做准备。此举是为了未来可能的安全性改进，确保开发者逐步过渡到FFM（外部函数和内存）API ，实现与原生代码的安全互操作。
结语JDK 24虽非长期支持版本（LTS），但它为Java带来了多项重要改进和实验性功能，这些特性为未来的LTS版本（预计JDK 25）打下了基础。 JDK 24的创新特性将有助于提升Java在性能、可用性和安全性方面的能力。