【Java】2023年Java语言盘点

前言

星河流转，日月更替，在2023这年里，Java也迎来了它的第28个年头。在这一年里，Java生态系统发生了许多让人瞩目的变化，包括Java语言本身的更新、亦或是主流框架的迭代，以及开发者社区的活跃程度。那么本文让我们一起盘点2023年Java都做了哪些改变。

语言排行榜

如图，数据来源于Tiobe index。首先，我们可以先看看各大程序语言在全球的使用情况，我们的Java同比去年，使用人数下滑了3.83%，但这影响不了我们Java社区及生态稳定发展的势头。

Dec 2023	Dec 2022	Change	Programming Language		Ratings	Change
1	1			Python	13.86%	-2.80%
2	2			C	11.44%	-5.12%
3	3			C++	10.01%	-1.92%
4	4			Java	7.99%	-3.83%
5	5			C#	7.30%	+2.38%
6	7			JavaScript	2.90%	-0.30%
7	10			PHP	2.01%	+0.39%
8	6			Visual Basic	1.82%	-2.12%
9	8			SQL	1.61%	-0.61%
10	9			Assembly language	1.11%	-0.76%
11	21			Scratch	1.08%	+0.41%
12	26			Fortran	1.07%	+0.64%
13	12			Go	1.03%	-0.12%
14	14			MATLAB	0.93%	-0.02%
15	23			Kotlin	0.92%	+0.34%
16	16			Delphi/Object Pascal	0.92%	+0.07%
17	15			Swift	0.82%	-0.09%
18	20			Rust	0.80%	+0.12%
19	17			Ruby	0.77%	-0.04%
20	11			R	0.72%	-0.53%

JDK 各个版本使用情况

再来看看我们的JDK各个版本使用，可以看到2023年了，如图数据，来源于jetbrains公司公布的数据。可以看到我们的JDK 8依然抗打，然后排在第二的就是我们的JDK 17了。

ps：笔者现在的公司很多项目都逐渐升级到JDK 17了，不得不说在GC方面确实给力了很多，之前一些老项目，经常出现full gc，想改代码又实在改不动，升上17后，明显好转了。

主流框架支持情况

首先我们把目光看向Spring。可以看到Spring Framework 6 和 Spring Boot 3对JDK版本的最低要求是JDK 17，这也间接导致很多团队和开发者将被迫从Java 11升级到17，或者像笔者的公司，从Java 8直接升级到Java 17版本。
另一方面，我们这里也要说说我们的JDK 21。该版本在2023 年 9 月 19 日正式亮相，作为一个**LTS版本，**它给我们带来了哪些惊喜呢？别急，待会我们接着看，这里我们可以看到像Tomcat 11 紧跟步伐，把JDK最低要求也提到了JDK 21，不过目前还是一个alpha版本（内部测试版）。

JDK 21

2023 年 9 月 19 日，JDK 21正式亮相，并且作为一个LTS版本。那么它带来了哪些新特征呢？参考Oracle官网的描述，带来的改变很多，有新加的特征，有废弃的方式，如下笔者列举部分有趣的变化进行描述。

• JEP 431：Sequenced Collections（序列化集合）
  • 在Java里，如果我们想确保集合里的元素的顺序是按照插入的顺序（ encounter order,）排序的，我们可以用List 或 Queue的实现类，也可以用SortedSet和LinkedHashSet。
  • 而对于Java集合的公共接口，如List或者Collection是没有一个统一的描述 encounter order的接口，这样对于用抽象接口定义的参数类型，某些场景下，不得不向下强转为具体的类型。
  • 另一方面，对于获取集合的第一个元素和最后一个元素，不同的集合也有不同的处理方式，这些问题都是用户使用过程中，经常吐槽的点。
  • 为了解决上述问题， **Sequenced Collections **的出现就应运而生了。它包含了三个接口：Sequenced Collections 包括以下三个接口，如图，来源于OpenJDK官网：
    1. SequencedCollection
    2. SequencedSet
    3. SequencedMap

• JEP 439：Generational ZGC（分代 ZGC）
  • 增强了ZGC的分代 GC 功能，不过为了确保平滑过渡，默认是关闭的，可以使用如下参数开启。在未来的版本中，官方计划把 ZGenerational 设为默认值，而在更晚的版本中，非分代 ZGC 计划被移除。

// 启用分代ZGC
java -XX:+UseZGC -XX:+ZGenerational ...

• JEP 440：Record Patterns（记录模式）
  • 记录模式（Record Patterns） 可对 record 的值进行解构，也就是更方便地从记录类（Record Class）中提取数据，与 instanceof 或 switch 一起搭配使用。它可以帮助我们从一些复杂的嵌套对象中，直接解析出对应的属性值。这里我们引入官网给的一个例子：

// 申明几个记录类
record Point(int x, int y) {}
enum Color { RED, GREEN, BLUE }
record ColoredPoint(Point p, Color c) {}
record Rectangle(ColoredPoint upperLeft, ColoredPoint lowerRight) {}

我们可以使用记录模式提取对象的组成部分。如果我们想从左上角提取颜色，我们可以这样写：

static void printUpperLeftColoredPoint(Rectangle r) {
if (r instanceof Rectangle(ColoredPoint ul, ColoredPoint lr)) {
    // 打印颜色属性值
    System.out.println(ul.c());
}
}

该ColoredPoint也是一个记录类，可以进一步分解它：

static void printColorOfUpperLeftPoint(Rectangle r) {
if (r instanceof Rectangle(ColoredPoint(Point p, Color c),
                           ColoredPoint lr)) {
    System.out.println(c);
}
}

• JEP 444：Virtual Threads（虚拟线程）
  • 关于虚拟线程，在 Java 19 和JDK 20 中还是处于预览状态，在 JDK21 正式亮相。
  • 在了解虚拟线程之前，我们可能得先了解另外一个名词platform thread（平台线程），platform thread由我们得JVM控制，运行在OS Threads之上。

• 从上图可知，传统的平台线程（platform thread）由操作系统内核和硬件支持的，这样在创建和管理线程的成本相对较高，处理大规模并发时的性能和可维护性问题（尤其是IO密集型任务）也加然而生。
• 于是，在我们的平台线程上，又做了一层抽象，整个结构图如下，本质上，它是 我们JDK线程包 java.lang.Thread 的一个实例，跟平台线程独占操作系统线程不同，多个虚拟线程通过我们的平台线程上可以共享某一个操作系统线程；而一个虚拟线程在它的生命周期内，又可以通过平台线程的，合理利用多个操作系统线程资源，从而最大化CPU利用率，这也是我们IO密集型任务多的时候（阻塞时间片段多），通过虚拟线程可以提高程序吞吐量的原因。

其他项目

除了官方项目之外，我们把目光转移到一些很重要的 OpenJDK 项目上，看看2023年都有哪些特性：

1. Project Loom： 旨在改进 Java 在处理大规模并发应用时的性能和可维护性，引入了虚拟线程的概念。
   • 随着JDK 21发布，虚拟线程也算正式落地了，具体报告可以看看这个。
2. Project Valhalla： 专注于 Java 语言的数据类型和性能优化，旨在提供更好的值类型和数组操作支持。关于他们目前研究的值类型预览（Value Objects），还是比较有意思的：
   • Value Objects, introducing class instances that lack identity
3. Project Amber： 旨在改进 Java 语言的开发体验，引入了局部变量类型推断、模式匹配等语法糖和语言特性。像字符串模板匹配、
   • 463: Implicitly Declared Classes and InstancemainMethods (Second Preview)
   • 459: String Templates (Second Preview)
   • 456: Unnamed Variables and Patterns
   • 455: Primitive types in Patterns, instanceof, and switch (Preview)
   • 447: Statements beforesuper(…)(Preview)
     

参考

https://www.oracle.com/java/technologies/javase/21-relnote-issues.html
https://openjdk.org/jeps/444
https://openjdk.org/jeps/441
https://openjdk.org/jeps/440
https://openjdk.org/jeps/431
https://www.tiobe.com/tiobe-index/
https://www.jetbrains.com/lp/devecosystem-2023/java/