一、導語

幾天前Oracle剛剛發布了Java21，
由于這是最新的LTS版本，引起了大家的關注。
我也第一時間在個人項目中進行了升級體驗。

一探究竟，和大家分享。

二、Java21更新內容介紹

官方release公告：

https://jdk.java.net/21/release-notes

開源中國介紹：

https://my.oschina.net/waylau/blog/10112170

新特性一覽：

• JEP 431：序列集合

• JEP 439：分代 ZGC

• JEP 440：記錄模式

• JEP 441：switch 模式匹配

• JEP 444：虛擬線程

• JEP 449：棄用 Windows 32 位 x86 移植

• JEP 451：準備禁止動態加載代理

• JEP 452：密鑰封裝機制 API

• JEP 430：字符串模板（預覽）

• JEP 442：外部函數和內存 API（第三次預覽）

• JEP 443：未命名模式和變量（預覽）

• JEP 445：未命名類和實例主方法（預覽）

• JEP 446：作用域值（預覽）

• JEP 453：結構化并發（預覽）

• JEP 448：Vector API（孵化器第六階段）

其中大家比較關注的是分代 ZGC和虛擬線程。

三、開箱

下載地址：

OpenJDK 版本：https://jdk.java.net/21/
Oracle 版本：https://www.oracle.com/java/technologies/downloads/

對比17

邊框由不銹鋼升級為鈦金屬
目錄結構一致：

模塊數量比17少一個：

整體大小從289MB增加到了320MB

四、升級體驗

下載

更新pom

嘗試運行

運行報錯：
java.lang.NoSuchFieldError: Class com.sun.tools.javac.tree.JCTree$JCImport does not have member field 'com.sun.tools.javac.tree.JCTree qualid'
解決辦法：
升級lombok至1.18.30

原因：https://github.com/projectlombok/lombok/issues/3393

兼容性檢查：

由于我的項目以前用的JDK17，本次升級兼容性良好，只發現了一處：
系統托盤中 使用了PopupMenu，出現了字符集問題：

五、分代ZGC體驗

ZGC在之前的JDK版本中也有，這次的分代ZGC更是被大家看好，官方的介紹如下：

Applications running with Generational ZGC should enjoy:

Lower risks of allocations stalls,
Lower required heap memory overhead, and
Lower garbage collection CPU overhead.
Enable Generational ZGC with command line options -XX:+UseZGC -XX:+ZGenerational

性能測試參考：

https://inside.java/2023/09/03/roadto21-performance/

JVM參數：-XX:+UseZGC -XX:+ZGenerational

使用Java21，未使用ZGC

MooInfo內存占用查看

使用Java21，使用分代ZGC

MooInfo內存占用查看


以上只是初步體驗，關于ZGC的更多內容，如詳細的分代回收情況后續進一步探索。

以上內存占用查看使用我之前做的一個工具，MooInfo：
https://github.com/rememberber/MooInfo

六、虛擬線程探索

Virtual threads are lightweight threads that reduce the effort of writing, maintaining, and debugging high-throughput concurrent applications.

虛擬線程是輕量級線程，可以減少編寫、維護和調試高吞吐量并發應用程序的工作量。

Oracle介紹原文：

https://docs.oracle.com/en/java/javase/20/core/virtual-threads.html#GUID-DC4306FC-D6C1-4BCC-AECE-48C32C1A8DAA

平臺線程

Oracle官方文檔的機器翻譯：

平臺線程是作為操作系統(OS)線程的瘦包裝器實現的。
平臺線程在其底層操作系統線程上運行Java代碼，平臺線程在平臺線程的整個生命周期內捕獲其操作系統線程。
因此，可用平臺線程的數量受限于操作系統線程的數量。
平臺線程通常有一個大的線程堆棧和其他由操作系統維護的資源。
平臺線程支持線程局部變量。
平臺線程適合運行所有類型的任務，但可能是有限的資源。

虛擬線程

Oracle官方文檔的機器翻譯：

與平臺線程一樣，虛擬線程也是 java.lang.Thread 的一個實例。
但是，虛擬線程并不依賴于特定的操作系統線程。
虛擬線程仍然在操作系統線程上運行代碼。
但是，當虛擬線程中運行的代碼調用阻塞 I/O 操作時，Java 運行時會掛起虛擬線程，直到可以恢復為止。
與掛起的虛擬線程關聯的操作系統線程現在可以*地為其他虛擬線程執行操作。

實現原理

虛擬線程的實現方式與虛擬內存類似。
為了模擬大量內存，操作系統將較大的虛擬地址空間映射到有限的 RAM。
同樣，為了模擬大量線程，Java運行時將大量虛擬線程映射到少量操作系統線程。

與平臺線程不同，虛擬線程通常具有淺調用堆棧，只執行單個 HTTP 客戶端調用或單個 JDBC 查詢。
盡管虛擬線程支持線程局部變量，但您應該仔細考慮使用它們，因為單個 JVM 可能支持數百萬個虛擬線程。

虛擬線程適合運行大部分時間處于阻塞狀態、通常等待 I/O 操作完成的任務。
但是，它們不適用于長時間運行的 CPU 密集型操作。

虛擬線程用法

Thread thread = Thread.ofVirtual().start(() -> System.out.println("Hello"));
thread.join();

或者

        try {
            Thread.Builder builder = Thread.ofVirtual().name("MyThread");
            Runnable task = () -> {
                System.out.println("Running thread");
            };
            Thread t = builder.start(task);
            System.out.println("Thread t name: " + t.getName());
            t.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

或者

public class CreateNamedThreadsWithBuilders {
    
    public static void main(String[] args) {
        
        try {
            Thread.Builder builder =
                Thread.ofVirtual().name("worker-", 0);

            Runnable task = () -> {
                System.out.println("Thread ID: " +
                    Thread.currentThread().threadId());
            };            

            // name "worker-0"
            Thread t1 = builder.start(task);   
            t1.join();
            System.out.println(t1.getName() + " terminated");

            // name "worker-1"
            Thread t2 = builder.start(task);   
            t2.join();  
            System.out.println(t2.getName() + " terminated");
            
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

或者

        try (ExecutorService myExecutor =
            Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
            Future<?> future =
                myExecutor.submit(() -> System.out.println("Running thread"));
            future.get();
            System.out.println("Task completed");
        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }   

以上是Java20文檔的用法，實際使用時我發現還可以這樣：

 Thread.startVirtualThread(() -> {
                // do something
               
            });

平臺線程和虛擬線程對比測試

為了測試對比，我建了一個項目

初步對比，和官網描述一致，計算密集型場景差別不大，IO密集型場景有明顯改善：
虛擬線程100個，IO讀文件

平臺線程100個，IO讀文件

虛擬線程100個，Get請求百度首頁

平臺線程100個，Get請求百度首頁

但是由于是本地測試，且用例比較簡陋，無法完全得出準確結論。
日后大家有實際IO密集性多線程場景可以實際感受下。

線程池？忘了它吧

開發人員通常會將應用程序代碼從基于線程池的傳統 ExecutorService 遷移到虛擬線程每任務 ExecutorService。
線程池和所有資源池一樣，旨在共享昂貴的資源，
但虛擬線程并不昂貴，而且永遠不需要將它們池化。

七、一顆語法糖？Java21 新特性：Record Patterns

一個例子感受一下新特性：Record Patterns
before：

static void printSum(Object obj) {
    if (obj instanceof Point p) {
        int x = p.x();
        int y = p.y();
        System.out.println(x+y);
    }
}

after:

static void printSum(Object obj) {
    if (obj instanceof Point(int x, int y)) {
        System.out.println(x+y);
    }
}

參考：https://my.oschina.net/didispace/blog/10112428

作者：京東科技 周波

來源：京東云開發者社區? 轉載請注明來源