Java 24 新特性 (EOL)

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生命周期结束时间(EOL)： 2025/09/18

官方发布介绍页面：https://openjdk.org/projects/jdk/24/

1. 语言特性与预览

JEP 488：模式、instanceof 和 switch 支持原始类型（第二次预览）

• 允许在所有模式上下文（如 instanceof、switch）中直接使用原始类型（如 int、double、boolean 等），不仅限于引用类型。
• 统一了模式匹配语法，减少装箱/拆箱操作，提升性能和代码可读性。
• 示例：

  Object obj = 42;
  if (obj instanceof int i) {
      System.out.println("是 int 类型，值为：" + i);
  }
  switch (obj) {
      case int n -> System.out.println("int: " + n);
      default -> System.out.println("其他类型");
  }

• 该特性为预览特性，需通过编译参数开启。

JEP 492：灵活的构造函数体（第三次预览）

• 允许在构造函数的 this(...) 或 super(...) 调用前，编写变量声明、前置校验等语句。
• 便于更灵活地初始化对象，提升代码可维护性。
• 示例：

  public class User {
      private final String name;
      public User(String name) {
          Objects.requireNonNull(name, "name 不能为空");
          this.name = name;
      }
  }

JEP 494：模块导入声明（第二次预览）

• 引入 import module 语法，允许在源文件中显式声明依赖的模块。
• 新增 import module xxx;，便于工具链分析依赖关系，提升大型项目的模块管理能力。
• 示例：

  import module com.example.util;

JEP 495：简化 main 方法（第四次预览）

• 允许 Java 程序入口 main 方法省略 String[] args 参数，简化入门和脚本式开发体验。
• 现在可以直接写 public static void main()，无需参数。
• 适合教学、演示、脚本等场景，降低 Java 入门门槛。
• 若需要命令行参数，仍可使用传统 main(String[] args)。
• 示例：

  public class Hello {
      public static void main() {
          System.out.println("Hello, Java 24!");
      }
  }

JEP 499：结构化并发（第四次预览）

• 引入结构化并发 API，简化多线程任务的管理和错误处理，提升并发编程的安全性和可维护性。
• 新增 StructuredTaskScope 等类，支持任务分组、统一取消、异常传播等。
• 便于实现父子任务的生命周期绑定，防止线程泄漏。
• 示例：

  try (var scope = new StructuredTaskScope.ShutdownOnFailure()) {
      Future<String> user = scope.fork(() -> findUser());
      Future<Integer> order = scope.fork(() -> findOrder());
      scope.join();
      // 统一处理结果
  }

2. 性能与运行时

JEP 450：紧凑对象头（实验性）

• 优化 Java 对象头部的内存布局，64 位平台下部分对象头从 16 字节缩减为 8 字节。
• 降低 Java 应用的内存消耗，提升云原生、微服务等高密度部署场景的资源利用率。
• 该优化对应用透明，无需代码层面适配。

JEP 475：G1 垃圾回收器的延迟屏障展开

• 优化 G1 GC 的写屏障处理时机，将其推迟到 JIT 编译阶段，减少不必要的屏障，降低运行时开销。
• 提升 G1 GC 在高并发场景下的吞吐量和响应速度。

JEP 404：分代 Shenandoah 垃圾回收器（实验性）

• Shenandoah GC 引入分代模式，提升吞吐量和内存利用率。
• 适合大规模、高并发、低延迟场景。

JEP 483：提前类加载与链接

• 支持在应用启动前，将部分类提前加载和链接，减少启动时的延迟。
• 提升大型应用、微服务的冷启动速度，适合云原生、容器化场景下的弹性伸缩。

JEP 491：虚拟线程同步时不再固定平台线程

• 优化虚拟线程（Project Loom）在同步块（synchronized）中的表现，避免虚拟线程被固定（pin）到物理线程。
• 允许虚拟线程在进入同步块时被挂起和恢复，提升资源利用率。
• 适合高并发、IO 密集型应用。

3. 标准库与 API

JEP 485：流收集器（Stream Gatherers）

• 为 Java Stream API 引入 Gatherer（收集器）机制，支持更灵活的数据收集与转换。
• 新增 Stream.gather() 等 API，便于实现复杂的数据流处理，如窗口、分组、聚合等。
• 扩展了 Stream 的表达能力，适合大数据、实时计算等场景。
• 示例：

  import java.util.stream.*;
  import java.util.*;
  
  // 假设有一个整数流，按每 3 个分组求和
  List<Integer> input = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9);
  List<Integer> result = input.stream()
      .gather(Gatherer.of(
          () -> new int[2], // 状态：int[0]=计数，int[1]=累加和
          (state, item, downstream) -> {
              state[0]++;
              state[1] += item;
              if (state[0] == 3) {
                  downstream.push(state[1]); // 每 3 个输出一次和
                  state[0] = 0;
                  state[1] = 0;
              }
              return true;
          },
          (state, downstream) -> {
              if (state[0] > 0) {
                  downstream.push(state[1]); // 处理剩余项
              }
          }
      ))
      .collect(Collectors.toList());
  System.out.println(result); // 输出: [6, 15, 24]

  // 该示例展示了如何用 Gatherer 实现窗口分组求和。

JEP 484：类文件 API

• 提供标准化的 Java 类文件读写 API，便于工具链、框架安全地操作 class 文件。
• 新增 java.lang.classfile 包，支持 class 文件的解析、生成、修改。
• 替代第三方库（如 ASM、BCEL）的一些场景，提升安全性和兼容性。

JEP 487：作用域值（Scoped Values，第四次预览）

• 引入作用域值（ScopedValue），为线程安全地传递只读数据提供新机制，替代 ThreadLocal 的部分场景。
• 支持在指定作用域内传递数据，生命周期受控，避免内存泄漏。
• 适合并发、异步编程场景下的数据传递。
• 示例：

  import java.lang.ScopedValue;
  import java.util.concurrent.*;
  
  // 定义一个作用域值
  static final ScopedValue<String> USER = ScopedValue.newInstance();
  
  public static void main(String[] args) throws Exception {
      // 在主线程作用域内设置 USER
      ScopedValue.where(USER, "张三").run(() -> {
          System.out.println("主线程用户: " + USER.get()); // 输出: 张三
          // 在线程池中异步任务中传递作用域值
          ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(1);
          Future<?> f = pool.submit(() -> {
              // 作用域值会自动传递到子线程
              System.out.println("子线程用户: " + USER.get()); // 输出: 张三
          });
          try { f.get(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }
          pool.shutdown();
      });
      // 作用域外访问会抛出异常
      // System.out.println(USER.get()); // IllegalStateException
  }

  // 该示例展示了作用域值的基本用法及其在多线程环境下的安全传递。

JEP 489：Vector API（第九次孵化）

• 持续孵化的 Vector API，支持在 Java 中高效利用 SIMD 指令进行向量化运算，提升数值计算性能。
• 新增 jdk.incubator.vector 包，支持多种数据类型的向量操作。
• 适合科学计算、机器学习、图像处理等高性能场景。
• 示例：

  import jdk.incubator.vector.FloatVector;
  import jdk.incubator.vector.VectorSpecies;
  
  public class VectorDemo {
      static final VectorSpecies<Float> SPECIES = FloatVector.SPECIES_PREFERRED;
      
      public static void main(String[] args) {
          float[] a = {1f, 2f, 3f, 4f, 5f, 6f, 7f, 8f};
          float[] b = {8f, 7f, 6f, 5f, 4f, 3f, 2f, 1f};
          float[] c = new float[a.length];
          int i = 0;
          // 向量化加法
          for (; i < SPECIES.length(); i += SPECIES.length()) {
              var va = FloatVector.fromArray(SPECIES, a, i);
              var vb = FloatVector.fromArray(SPECIES, b, i);
              var vc = va.add(vb);
              vc.intoArray(c, i);
          }
          // 处理剩余标量部分
          for (; i < a.length; i++) {
              c[i] = a[i] + b[i];
          }
          System.out.println(java.util.Arrays.toString(c)); // 输出: [9.0, 9.0, 9.0, 9.0, 9.0, 9.0, 9.0, 9.0]
      }
  }

  // 该示例展示了如何用 Vector API 实现高效的向量加法。

JEP 478：密钥派生函数 API（预览）

• 新增标准化的密钥派生函数（KDF）API，便于安全地从主密钥派生子密钥。
• 支持 PBKDF2、HKDF、scrypt 等主流算法，提升密码学操作的安全性和一致性。
• 示例：

  import javax.crypto.SecretKey;
  import javax.crypto.spec.PBEKeySpec;
  import java.security.spec.KeySpec;
  import java.util.Base64;
  import java.security.SecureRandom;
  import javax.crypto.KeyGenerator;
  import javax.crypto.SecretKeyFactory;
  
  public class KDFDemo {
      public static void main(String[] args) throws Exception {
          String password = "myPassword";
          byte[] salt = new byte[16];
          new SecureRandom().nextBytes(salt);
          int iterations = 65536;
          int keyLength = 256;
          // 使用 PBKDF2WithHmacSHA256 派生密钥
          KeySpec spec = new PBEKeySpec(password.toCharArray(), salt, iterations, keyLength);
          SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance("PBKDF2WithHmacSHA256");
          SecretKey key = factory.generateSecret(spec);
          byte[] encoded = key.getEncoded();
          System.out.println("派生密钥: " + Base64.getEncoder().encodeToString(encoded));
      }
  }

  // 该示例展示了如何用标准 KDF API 派生密钥并进行参数配置。

JEP 496：抗量子密钥封装机制（ML-KEM）

• 引入基于模块格的抗量子密钥封装机制（ML-KEM），提升对抗量子计算攻击的能力。
• 提供标准 API，便于集成新一代加密算法。

JEP 497：抗量子数字签名算法（ML-DSA）

• 引入基于模块格的抗量子数字签名算法（ML-DSA），增强数字签名的安全性。
• 适应未来量子计算威胁。

4. 工具链与监控

JEP 493：无 JMOD 运行时镜像链接

• 支持在不依赖 JMOD 文件的情况下链接运行时镜像，提升定制化部署灵活性。

5. 兼容性、移除与废弃

JEP 472：准备限制 JNI 使用

• 对 JNI 和 FFM API 的使用发出警告，为未来默认限制本地互操作做准备。
• 鼓励开发者迁移到更安全的 API。

JEP 486：永久禁用 Security Manager

• Security Manager 彻底禁用，相关 API 未来将被移除。
• 彻底移除基于 Security Manager 的安全模型，建议迁移到现代安全机制。

JEP 490：ZGC 非分代模式移除

• ZGC 仅保留分代模式，非分代模式被移除。
• 简化 ZGC 代码和维护，提升性能。

JEP 479：移除 Windows 32 位 x86 支持

• 移除 JDK 对 Windows 32 位 x86 平台的支持，专注于 64 位架构。

JEP 501：弃用 32 位 x86 支持，准备移除

• 进一步标记 32 位 x86 端口为待移除，鼓励迁移到 64 位平台。

JEP 498：sun.misc.Unsafe 内存访问方法警告

• 首次调用 sun.misc.Unsafe 的内存访问方法时发出警告，建议迁移到 VarHandle 或 FFM API。

• 提升安全性，减少对内部不稳定 API 的依赖。

• 移除/废弃项：

  • 移除 Linux 下 GTK2 支持，JDK 仅支持 GTK3。
  • 移除 JNDI 远程代码下载、部分 JNDI 属性和常量。
  • 移除 java 命令的 -t、-tm、-Xfuture、-checksource、-cs、-noasyncgc 等选项。
  • 废弃 jstatd、jrunscript 工具，jdk.jsobject 模块，LockingMode 标志等。
  • java.util.zip.ZipError 标记为移除。

6. 其他重要变更与修复

• 支持 Unicode 16.0，字符集、正则、文本处理等全面升级。
• Reader.of(CharSequence) 新增静态工厂方法，便于从 CharSequence 创建 Reader。
• Process.waitFor(Duration) 新增重载方法，支持 Duration 类型超时。
• jar 工具增强，支持 --keep-old-files、--dir 等新选项。
• 虚拟线程调度器监控，新增 MXBean 和 jcmd 命令支持。
• 安全属性文件支持 include 指令，便于分模块管理安全配置。
• TLS/SSL 相关增强，如 TLSv1.3 新会话票据数量可配置、支持模式匹配禁用 Cipher Suite。
• XML/JAXP：内置 W3C DTD/XSD，调整默认限制，增强安全性。
• CLDR 46/时区数据库 2024b，本地化和时区数据全面更新。
• 弃用/移除部分老旧 API 和命令行参数，详见官方文档。

7. 已知问题与修复

• 修复了 Windows 下 OperatingSystemMXBean CPU 负载始终返回 -1 的问题。
• 修复了 lambda 表达式、反射、类加载等相关的若干兼容性和行为问题。
• 详见 JDK 24 Release Notes。

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本文档为 JDK 24 主要新特性与变更的详细中文说明，便于开发者快速查阅和理解。如需了解更详细的实现细节，请参考官方 JEP 页面和 Release Notes。