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title: Java 19 新特性概览
category: Java
tag:
  - Java新特性
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JDK 19 定于 9 月 20 日正式发布以供生产使用，非长期支持版本。不过，JDK 19 中有一些比较重要的新特性值得关注。

JDK 19 只有 7 个新特性：

- [JEP 405: Record Patterns（记录模式）](https://openjdk.org/jeps/405)（预览）
- [JEP 422: Linux/RISC-V Port](https://openjdk.org/jeps/422)
- [JEP 424: Foreign Function & Memory API（外部函数和内存 API）](https://openjdk.org/jeps/424)（预览）
- [JEP 425: Virtual Threads（虚拟线程）](https://openjdk.org/jeps/425)（预览）
- [JEP 426: Vector（向量）API](https://openjdk.java.net/jeps/426)（第四次孵化）
- [JEP 427: Pattern Matching for switch（switch 模式匹配）](https://openjdk.java.net/jeps/427)
- [JEP 428: Structured Concurrency（结构化并发）](https://openjdk.org/jeps/428)（孵化）

这里只对 424、425、426、428 这 4 个我觉得比较重要的新特性进行详细介绍。

相关阅读：[OpenJDK Java 19 文档](https://openjdk.org/projects/jdk/19/)

## JEP 424: 外部函数和内存 API（预览）

Java 程序可以通过该 API 与 Java 运行时之外的代码和数据进行互操作。通过高效地调用外部函数（即 JVM 之外的代码）和安全地访问外部内存（即不受 JVM 管理的内存），该 API 使 Java 程序能够调用本机库并处理本机数据，而不会像 JNI 那样危险和脆弱。

外部函数和内存 API 在 Java 17 中进行了第一轮孵化，由 [JEP 412](https://openjdk.java.net/jeps/412) 提出。第二轮孵化由[ JEP 419](https://openjdk.org/jeps/419) 提出并集成到了 Java 18 中，预览由 [JEP 424](https://openjdk.org/jeps/424) 提出并集成到了 Java 19 中。

在没有外部函数和内存 API 之前：

- Java 通过 [`sun.misc.Unsafe`](https://hg.openjdk.java.net/jdk/jdk/file/tip/src/jdk.unsupported/share/classes/sun/misc/Unsafe.java) 提供一些执行低级别、不安全操作的方法（如直接访问系统内存资源、自主管理内存资源等），`Unsafe` 类让 Java 语言拥有了类似 C 语言指针一样操作内存空间的能力的同时，也增加了 Java 语言的不安全性，不正确使用 `Unsafe` 类会使得程序出错的概率变大。
- Java 1.1 就已通过 Java 原生接口（JNI）支持了原生方法调用，但并不好用。JNI 实现起来过于复杂，步骤繁琐（具体的步骤可以参考这篇文章：[Guide to JNI (Java Native Interface)](https://www.baeldung.com/jni) ），不受 JVM 的语言安全机制控制，影响 Java 语言的跨平台特性。并且，JNI 的性能也不行，因为 JNI 方法调用不能从许多常见的 JIT 优化(如内联)中受益。虽然[JNA](https://github.com/java-native-access/jna)、[JNR](https://github.com/jnr/jnr-ffi)和[JavaCPP](https://github.com/bytedeco/javacpp)等框架对 JNI 进行了改进，但效果还是不太理想。

引入外部函数和内存 API 就是为了解决 Java 访问外部函数和外部内存存在的一些痛点。

Foreign Function & Memory API (FFM API) 定义了类和接口：

- 分配外部内存 ：`MemorySegment`、、`MemoryAddress`和`SegmentAllocator`）；
- 操作和访问结构化的外部内存： `MemoryLayout`, `VarHandle`；
- 控制外部内存的分配和释放：`MemorySession`；
- 调用外部函数：`Linker`、`FunctionDescriptor`和`SymbolLookup`。

下面是 FFM API 使用示例，这段代码获取了 C 库函数的 `radixsort` 方法句柄，然后使用它对 Java 数组中的四个字符串进行排序。

```java
// 1. 在C库路径上查找外部函数
Linker linker = Linker.nativeLinker();
SymbolLookup stdlib = linker.defaultLookup();
MethodHandle radixSort = linker.downcallHandle(
                             stdlib.lookup("radixsort"), ...);