java19新功能

Java 19 于 2022 年 9 月发布，带来了一些新特性和改动。尽管它不是一个长期支持 (LTS) 版本，但它引入了一些重要的改进和实验性功能。

Project Loom: Virtual Threads

简介

Project Loom 是一个旨在简化并发编程的项目，它引入了虚拟线程（Virtual Threads）。虚拟线程是轻量级的线程，数量可以达到百万级别，从而使得并发编程变得更加简单和高效。

详细解释

虚拟线程与传统的操作系统线程不同，它们是由 JVM 管理的，创建和上下文切换的开销非常小。这意味着开发者可以创建大量的虚拟线程，而无需担心性能问题。这种机制极大地简化了并发编程，使得编写高并发应用变得更加容易。

示例

public class VirtualThreadsExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 启动一个虚拟线程
        Thread.startVirtualThread(() -> {
            System.out.println("Hello from a virtual thread!");
        }).join();  // 等待虚拟线程完成
    }
}

在这个示例中，我们启动了一个虚拟线程，并打印了一条消息。通过这种方式，开发者可以轻松创建大量的并发任务，而无需担心线程开销问题。

Foreign Function & Memory API

简介

Foreign Function & Memory API 提供了一种与非 Java 代码和内存进行交互的机制。

详细解释

Foreign Function & Memory API 允许 Java 程序直接调用外部库的函数，并访问外部内存。这对于需要与原生库（例如 C 库）进行交互的应用程序非常有用。通过这种方式，开发者可以利用现有的高性能库，而无需编写复杂的 JNI 代码。

示例

import jdk.incubator.foreign.MemorySegment;
import jdk.incubator.foreign.MemoryAccess;
import jdk.incubator.foreign.ResourceScope;

public class ForeignMemoryExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (var scope = ResourceScope.newConfinedScope()) {  // 创建一个资源范围
            var segment = MemorySegment.allocateNative(1024, scope);  // 分配本地内存
            MemoryAccess.setByteAtOffset(segment, 0, (byte) 42);  // 设置内存中的字节值
            byte value = MemoryAccess.getByteAtOffset(segment, 0);  // 读取内存中的字节值
            System.out.println("Value: " + value);  // 打印值
        }
    }
}

• MemorySegment：表示一个本地内存段。
• MemoryAccess：用于访问本地内存段中的数据。
• ResourceScope：管理本地内存的生命周期，确保内存安全释放。

在这个示例中，我们分配了一段本地内存，设置并读取了内存中的一个字节值。通过这种方式，开发者可以直接操作本地内存，而无需使用 JNI。

Structured Concurrency

简介

结构化并发旨在简化多线程编程，通过将并发任务组织在一起，使其具有明确的生命周期管理，从而提高可靠性和可维护性。

详细解释

结构化并发将一组并发任务组织在一起，使其成为一个整体，简化了任务的管理和异常处理。通过这种方式，开发者可以更轻松地编写和维护并发代码，提高代码的可读性和可靠性。

示例

import java.util.concurrent.*;

public class StructuredConcurrencyExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        try (var scope = new StructuredTaskScope.ShutdownOnFailure()) {  // 创建一个结构化任务范围
            Future<String> task1 = scope.fork(() -> "Task 1 result");  // 启动并发任务1
            Future<String> task2 = scope.fork(() -> "Task 2 result");  // 启动并发任务2

            scope.join();  // 等待所有任务完成
            scope.throwIfFailed();  // 如果有任何任务失败，抛出异常

            System.out.println(task1.resultNow());  // 打印任务1结果
            System.out.println(task2.resultNow());  // 打印任务2结果
        }
    }
}

• StructuredTaskScope：管理一组并发任务的生命周期。
• fork：启动一个并发任务。
• join：等待所有任务完成。
• throwIfFailed：如果有任何任务失败，抛出异常。

在这个示例中，我们启动了两个并发任务，并等待它们完成。如果任何任务失败，结构化任务范围会自动抛出异常。通过这种方式，开发者可以更轻松地管理并发任务的生命周期。

总结

Java 19 引入了许多重要的新特性和改动，包括虚拟线程、外部函数和内存 API等。这些新特性使得 Java 的并发编程更简单高效，同时提供了更多强大的工具来处理外部代码和数据。