JDK 16 新特性详解

Java 16 作为一个非长期支持版本，带来了多项重要的语言特性和改进。

1. Records（正式发布）

Records 在 JDK 16 中正式发布，成为 Java 语言的标准特性：

public record Person(String name, int age) {
    // 可以添加静态字段
    public static final String UNKNOWN = "Unknown";
    
    // 可以添加额外的构造器
    public Person {
        if (age < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Age cannot be negative");
        }
    }
    
    // 可以添加实例方法
    public String getDescription() {
        return name + " is " + age + " years old";
    }
}

java

主要优点：

• 不可变数据类的简洁表示
• 自动生成 equals()、hashCode() 和 toString()
• 支持自定义构造器和方法
• 提高代码可维护性

2. 密封类（第二次预览）

密封类特性得到进一步改进：

// 密封接口
public sealed interface Vehicle 
    permits Car, Truck, Motorcycle {
    void start();
}

// final 类实现
public final class Car implements Vehicle {
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("Car starting...");
    }
}

// sealed 类实现
public sealed class Truck implements Vehicle 
    permits HeavyTruck, LightTruck {
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("Truck starting...");
    }
}

// non-sealed 类实现
public non-sealed class Motorcycle implements Vehicle {
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("Motorcycle starting...");
    }
}

java

3. instanceof 的模式匹配（正式发布）

模式匹配 instanceof 也正式发布：

// 新的模式匹配方式
public String getStringValue(Object obj) {
    if (obj instanceof String s && !s.isEmpty()) {
        return s.toUpperCase();
    } else if (obj instanceof Number n) {
        return String.format("%.2f", n.doubleValue());
    }
    return "Unknown";
}

java

4. Vector API（第一次孵化）

引入了新的 Vector API 用于 SIMD 操作：

// Vector 操作示例
void vectorComputation() {
    var species = FloatVector.SPECIES_256;
    var a = FloatVector.fromArray(species, arrayA, 0);
    var b = FloatVector.fromArray(species, arrayB, 0);
    var c = a.mul(b);
    c.intoArray(arrayC, 0);
}

java

特点：

• 支持 SIMD（单指令多数据）操作
• 提供平台无关的向量计算
• 性能显著提升

5. 打包工具（正式发布）

jpackage 工具正式发布：

# 创建可执行文件
jpackage --name myapp --input target/ --main-jar myapp.jar

# 创建安装程序
jpackage --name myapp --input target/ --main-jar myapp.jar \
         --type dmg --icon myapp.icns

bash

功能：

• 创建原生安装包
• 支持多平台打包
• 可自定义安装选项
• 支持模块化应用

6. Unix-Domain Socket 通道

新增了对 Unix 域套接字的支持：

// 服务器端
var serverChannel = ServerSocketChannel.open(StandardProtocolFamily.UNIX);
serverChannel.bind(UnixDomainSocketAddress.of("/tmp/test.sock"));

// 客户端
var clientChannel = SocketChannel.open(StandardProtocolFamily.UNIX);
clientChannel.connect(UnixDomainSocketAddress.of("/tmp/test.sock"));

java

优势：

• 更高的性能
• 更好的安全性
• 同机器进程间通信的理想选择

7. 弹性元空间

引入了弹性元空间功能：

# 启用弹性元空间
java -XX:+UseG1GC -XX:+UseCompressedOops

bash

改进：

• 更及时地将未使用内存返还给操作系统
• 减少内存占用
• 改进内存分配效率

8. 外部链接器 API（孵化）

提供了访问原生代码的新 API：

// 链接原生函数示例
public class NativeLinker {
    public static void main(String[] args) {
        Linker linker = Linker.nativeLinker();
        MethodHandle strlen = linker.downcallHandle(
            linker.lookup("strlen"),
            MethodType.methodType(long.class, MemoryAddress.class)
        );
    }
}

java

9. 默认启用 ZGC

ZGC 现在默认启用：

# 不再需要显式启用
java -XX:+UseZGC  # 可选

bash

特点：

• 低延迟垃圾收集
• 可扩展到 TB 级堆
• 停顿时间不超过 1ms

10. 新增的警告

增加了新的废弃警告：

// 使用已废弃的 API 会产生警告
@Deprecated(since="16", forRemoval=true)
public class OldAPI {
    // ...
}

java

总结

JDK 16 是一个重要的版本，它将多个预览特性转正，特别是 Records 和 instanceof 的模式匹配，这些特性大大提升了 Java 的开发效率和代码可读性。同时，通过引入 Vector API 和改进垃圾收集器，也在性能方面取得了显著进展。

虽然是非 LTS 版本，但 JDK 16 中的许多特性都非常实用。建议开发者积极尝试这些新特性，特别是已经正式发布的 Records 和模式匹配，它们可以帮助编写更简洁、更可维护的代码。对于仍在预览中的特性，建议在开发环境中进行评估和测试，为未来的正式使用做好准备。