目录

1. 模式匹配 for switch（预览特性）

2. 记录模式（预览特性）

3. 外部函数与内存 API（预览特性）

4. 矢量 API（孵化器特性）

5. 作用域值（预览特性）

6. 结构化并发（预览特性）

总结

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Java 20 于 2023 年 3 月发布，作为短期支持版本，它主要延续了 Java 19 的预览特性，并引入了一些孵化器 API。这些特性旨在提升语言表达力、并发性能和与外部系统的交互能力。下面我将逐一介绍 Java 20 的主要新特性，并结合具体代码示例说明其应用场景。所有代码示例基于 Java 20 的预览功能（需在编译时启用 --enable-preview 参数）。

1. 模式匹配 for switch（预览特性）

描述：增强 switch 语句，支持类型模式、守卫条件和空值处理，使代码更简洁和安全。 应用场景：简化类型检查和条件分支，常用于数据处理或 API 响应处理。 代码示例：

public class SwitchPatternDemo {public static void main(String[] args) {Object input = "Java20";String result = switch (input) {case null -> "Null input"; // 处理空值case Integer i -> "Integer: " + i;case String s && s.length() > 5 -> "Long string: " + s; // 守卫条件case String s -> "String: " + s;default -> "Unknown type";};System.out.println(result); // 输出: Long string: Java20}
}

应用说明：此代码避免了繁琐的 if-else 链，直接处理不同类型和条件，适用于日志解析或用户输入验证。

2. 记录模式（预览特性）

描述：允许在模式匹配中解构记录类（Record），简化数据提取。 应用场景：处理不可变数据对象，如配置解析或数据传输对象（DTO）。 代码示例：

record Point(int x, int y) {} // 定义记录类public class RecordPatternDemo {public static void main(String[] args) {Point point = new Point(3, 4);if (point instanceof Point(int x, int y)) { // 记录模式解构System.out.printf("坐标: x=%d, y=%d%n", x, y); // 输出: 坐标: x=3, y=4}}
}

应用说明：此特性减少了样板代码，使数据访问更直观，适用于地理信息系统或游戏开发中的位置处理。

3. 外部函数与内存 API（预览特性）

描述：提供安全访问本地内存和调用外部函数（如 C 库）的能力，避免 JNI 的复杂性。 应用场景：高性能计算、与硬件交互或集成遗留库。 代码示例：

import jdk.incubator.foreign.*;public class ForeignMemoryDemo {public static void main(String[] args) {try (MemorySession session = MemorySession.openConfined()) {MemorySegment segment = MemorySegment.allocateNative(100, session); // 分配本地内存segment.setUtf8String(0, "Hello Java20"); // 写入字符串System.out.println(segment.getUtf8String(0)); // 输出: Hello Java20}}
}

应用说明：此代码演示了直接操作本地内存，适用于图像处理或数据库引擎开发，能提升 I/O 性能。

4. 矢量 API（孵化器特性）

描述：支持 SIMD（单指令多数据）操作，优化数值计算。 应用场景：科学计算、机器学习或图形渲染。 代码示例：

import jdk.incubator.vector.*;public class VectorApiDemo {public static void main(String[] args) {FloatVector.Species species = FloatVector.SPECIES_256; // 256 位矢量float[] a = {1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f};float[] b = {5.0f, 6.0f, 7.0f, 8.0f};float[] c = new float[4];for (int i = 0; i < a.length; i += species.length()) {FloatVector va = FloatVector.fromArray(species, a, i); // 加载矢量FloatVector vb = FloatVector.fromArray(species, b, i);FloatVector vc = va.add(vb); // SIMD 加法vc.intoArray(c, i); // 存储结果}System.out.println(Arrays.toString(c)); // 输出: [6.0, 8.0, 10.0, 12.0]}
}

应用说明：此代码高效处理数组运算，比传统循环快数倍，适用于矩阵乘法或物理模拟。

5. 作用域值（预览特性）

描述：提供线程安全的不可变数据共享，避免并发问题。 应用场景：Web 服务器中的用户会话管理或日志上下文传递。 代码示例：

import java.util.concurrent.*;public class ScopedValueDemo {private static final ScopedValue<String> USER = ScopedValue.newInstance(); // 定义作用域值public static void main(String[] args) {ScopedValue.where(USER, "Alice", () -> { // 绑定值到作用域new Thread(() -> {System.out.println("User: " + USER.get()); // 输出: User: Alice}).start();});}
}

应用说明：此特性确保数据在并发任务中安全共享，适用于微服务架构中的请求跟踪。

6. 结构化并发（预览特性）

描述：统一管理并发任务的生命周期，防止资源泄漏。 应用场景：并行任务协调，如聚合多个 API 调用。 代码示例：

import java.util.concurrent.*;public class StructuredConcurrencyDemo {public static void main(String[] args) throws Exception {try (StructuredTaskScope scope = new StructuredTaskScope.ShutdownOnFailure()) {Future<String> userTask = scope.fork(() -> fetchUser()); // 子任务1Future<String> orderTask = scope.fork(() -> fetchOrder()); // 子任务2scope.join(); // 等待所有任务完成scope.throwIfFailed(); // 传播异常System.out.println(userTask.resultNow() + " - " + orderTask.resultNow()); // 输出: UserData - OrderData}}static String fetchUser() { return "UserData"; }static String fetchOrder() { return "OrderData"; }
}

应用说明：此代码自动处理任务取消和错误，适用于高并发服务如电商订单处理。

总结

Java 20 的新特性聚焦于提升开发效率、性能和安全性，其中模式匹配、记录模式和结构化并发显著简化了代码逻辑，而外部 API 和矢量 API 则拓展了系统级能力。这些特性多为预览状态，建议在实际项目中谨慎评估稳定性。总体而言，Java 20 推动了语言现代化，适用于企业应用、数据分析和嵌入式系统等领域。如需运行示例，请使用 Java 20 并添加编译选项 javac --enable-preview --release 20。