--- title: Java 20 新特性概览 category: Java tag: - Java新特性 --- JDK 20 于 2023 年 3 月 21 日发布，非长期支持版本。 根据开发计划，下一个 LTS 版本就是将于 2023 年 9 月发布的 JDK 21。  JDK 20 只有 7 个新特性： - [JEP 429：Scoped Values（作用域值）](https://openjdk.org/jeps/429)（第一次孵化） - [JEP 432：Record Patterns（记录模式）](https://openjdk.org/jeps/432)（第二次预览） - [JEP 433：switch 模式匹配](https://openjdk.org/jeps/433)（第四次预览） - [JEP 434: Foreign Function & Memory API（外部函数和内存 API）](https://openjdk.org/jeps/434)（第二次预览） - [JEP 436: Virtual Threads（虚拟线程）](https://openjdk.org/jeps/436)（第二次预览） - [JEP 437: Structured Concurrency（结构化并发）](https://openjdk.org/jeps/437)(第二次孵化) - [JEP 432：向量 API（](https://openjdk.org/jeps/438)第五次孵化） ## JEP 429：作用域值（第一次孵化） 作用域值（Scoped Values）它可以在线程内和线程间共享不可变的数据，优于线程局部变量，尤其是在使用大量虚拟线程时。 ```java final static ScopedValue<...> V = new ScopedValue<>(); // In some method ScopedValue.where(V, ) .run(() -> { ... V.get() ... call methods ... }); // In a method called directly or indirectly from the lambda expression ... V.get() ... ``` 作用域值允许在大型程序中的组件之间安全有效地共享数据，而无需求助于方法参数。 关于作用域值的详细介绍，推荐阅读[作用域值常见问题解答](https://www.happycoders.eu/java/scoped-values/)。 ## JEP 432：记录模式（第二次预览） 记录模式（Record Patterns） 可对 record 的值进行解构，可以嵌套记录模式和类型模式，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。 记录模式在 Java 19 进行了第一次预览， 由[JEP 405](https://openjdk.org/jeps/405)提出。JDK 20 中是第二次预览，由 [JEP 432](https://openjdk.org/jeps/432) 提出。这次的改进包括： - 添加对通用记录模式类型参数推断的支持， - 添加对记录模式的支持以出现在增强语句的标题中`for` - 删除对命名记录模式的支持。 ## JEP 433：switch 模式匹配（第四次预览） 正如 `instanceof` 一样， `switch` 也紧跟着增加了类型匹配自动转换功能。 `instanceof` 代码示例： ```java // Old code if (o instanceof String) { String s = (String)o; ... use s ... } // New code if (o instanceof String s) { ... use s ... } ``` `switch` 代码示例： ```java // Old code static String formatter(Object o) { String formatted = "unknown"; if (o instanceof Integer i) { formatted = String.format("int %d", i); } else if (o instanceof Long l) { formatted = String.format("long %d", l); } else if (o instanceof Double d) { formatted = String.format("double %f", d); } else if (o instanceof String s) { formatted = String.format("String %s", s); } return formatted; } // New code static String formatterPatternSwitch(Object o) { return switch (o) { 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 -> o.toString(); }; } ``` `switch` 模式匹配分别在 Java17、Java18、Java19 中进行了预览，Java20 是第四次预览了。每一次的预览基本都会有一些小改进，这里就不细提了。 ## JEP 434: 外部函数和内存 API（第二次预览） Java 程序可以通过该 API 与 Java 运行时之外的代码和数据进行互操作。通过高效地调用外部函数（即 JVM 之外的代码）和安全地访问外部内存（即不受 JVM 管理的内存），该 API 使 Java 程序能够调用本机库并处理本机数据，而不会像 JNI 那样危险和脆弱。 外部函数和内存 API 在 Java 17 中进行了第一轮孵化，由 [JEP 412](https://openjdk.java.net/jeps/412) 提出。Java 18 中进行了第二次孵化，由[ JEP 419](https://openjdk.org/jeps/419) 提出。Java 19 中是第一次预览，由 [JEP 424](https://openjdk.org/jeps/424) 提出。 JDK 20 中是第二次预览，由 [JEP 434](https://openjdk.org/jeps/434) 提出，这次的改进包括： - `MemorySegment` 和 `MemoryAddress` 抽象的统一 - 增强的 `MemoryLayout` 层次结构 - `MemorySession`拆分为`Arena`和`SegmentScope`，以促进跨维护边界的段共享。 在 [Java 19 新特性概览](./java19.md) 中，我有详细介绍到外部函数和内存 API，这里就不再做额外的介绍了。 ## JEP 436: 虚拟线程（第二次预览） 虚拟线程（Virtual Thread-）是 JDK 而不是 OS 实现的轻量级线程(Lightweight Process，LWP），许多虚拟线程共享同一个操作系统线程，虚拟线程的数量可以远大于操作系统线程的数量。 虚拟线程在其他多线程语言中已经被证实是十分有用的，比如 Go 中的 Goroutine、Erlang 中的进程。 虚拟线程避免了上下文切换的额外耗费，兼顾了多线程的优点，简化了高并发程序的复杂，可以有效减少编写、维护和观察高吞吐量并发应用程序的工作量。 知乎有一个关于 Java 19 虚拟线程的讨论，感兴趣的可以去看看：https://www.zhihu.com/question/536743167 。 Java 虚拟线程的详细解读和原理可以看下面这两篇文章： - [Java19 正式 GA！看虚拟线程如何大幅提高系统吞吐量](https://mp.weixin.qq.com/s/yyApBXxpXxVwttr01Hld6Q) - [虚拟线程 - VirtualThread 源码透视](https://www.cnblogs.com/throwable/p/16758997.html) 虚拟线程在 Java 19 中进行了第一次预览，由[JEP 425](https://openjdk.org/jeps/425)提出。JDK 20 中是第二次预览，做了一些细微变化，这里就不细提了。 ## JEP 437: 结构化并发(第二次孵化) Java 19 引入了结构化并发，一种多线程编程方法，目的是为了通过结构化并发 API 来简化多线程编程，并不是为了取代`java.util.concurrent`，目前处于孵化器阶段。 结构化并发将不同线程中运行的多个任务视为单个工作单元，从而简化错误处理、提高可靠性并增强可观察性。也就是说，结构化并发保留了单线程代码的可读性、可维护性和可观察性。 结构化并发的基本 API 是[`StructuredTaskScope`](https://download.java.net/java/early_access/loom/docs/api/jdk.incubator.concurrent/jdk/incubator/concurrent/StructuredTaskScope.html)。`StructuredTaskScope` 支持将任务拆分为多个并发子任务，在它们自己的线程中执行，并且子任务必须在主任务继续之前完成。 `StructuredTaskScope` 的基本用法如下： ```java try (var scope = new StructuredTaskScope