目錄

1. 模式匹配 for switch（預覽特性）

2. 記錄模式（預覽特性）

3. 外部函數與內存 API（預覽特性）

4. 矢量 API（孵化器特性）

5. 作用域值（預覽特性）

6. 結構化并發（預覽特性）

總結

---

Java 20 于 2023 年 3 月發布，作為短期支持版本，它主要延續了 Java 19 的預覽特性，并引入了一些孵化器 API。這些特性旨在提升語言表達力、并發性能和與外部系統的交互能力。下面我將逐一介紹 Java 20 的主要新特性，并結合具體代碼示例說明其應用場景。所有代碼示例基于 Java 20 的預覽功能（需在編譯時啟用 --enable-preview 參數）。

1. 模式匹配 for switch（預覽特性）

描述：增強 switch 語句，支持類型模式、守衛條件和空值處理，使代碼更簡潔和安全。 應用場景：簡化類型檢查和條件分支，常用于數據處理或 API 響應處理。 代碼示例：

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

應用說明：此代碼避免了繁瑣的 if-else 鏈，直接處理不同類型和條件，適用于日志解析或用戶輸入驗證。

2. 記錄模式（預覽特性）

描述：允許在模式匹配中解構記錄類（Record），簡化數據提取。 應用場景：處理不可變數據對象，如配置解析或數據傳輸對象（DTO）。 代碼示例：

record Point(int x, int y) {} // 定義記錄類public class RecordPatternDemo {public static void main(String[] args) {Point point = new Point(3, 4);if (point instanceof Point(int x, int y)) { // 記錄模式解構System.out.printf("坐標: x=%d, y=%d%n", x, y); // 輸出: 坐標: x=3, y=4}}
}

應用說明：此特性減少了樣板代碼，使數據訪問更直觀，適用于地理信息系統或游戲開發中的位置處理。

3. 外部函數與內存 API（預覽特性）

描述：提供安全訪問本地內存和調用外部函數（如 C 庫）的能力，避免 JNI 的復雜性。 應用場景：高性能計算、與硬件交互或集成遺留庫。 代碼示例：

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

應用說明：此代碼演示了直接操作本地內存，適用于圖像處理或數據庫引擎開發，能提升 I/O 性能。

4. 矢量 API（孵化器特性）

描述：支持 SIMD（單指令多數據）操作，優化數值計算。 應用場景：科學計算、機器學習或圖形渲染。 代碼示例：

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); // 加載矢量FloatVector vb = FloatVector.fromArray(species, b, i);FloatVector vc = va.add(vb); // SIMD 加法vc.intoArray(c, i); // 存儲結果}System.out.println(Arrays.toString(c)); // 輸出: [6.0, 8.0, 10.0, 12.0]}
}

應用說明：此代碼高效處理數組運算，比傳統循環快數倍，適用于矩陣乘法或物理模擬。

5. 作用域值（預覽特性）

描述：提供線程安全的不可變數據共享，避免并發問題。 應用場景：Web 服務器中的用戶會話管理或日志上下文傳遞。 代碼示例：

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

應用說明：此特性確保數據在并發任務中安全共享，適用于微服務架構中的請求跟蹤。

6. 結構化并發（預覽特性）

描述：統一管理并發任務的生命周期，防止資源泄漏。 應用場景：并行任務協調，如聚合多個 API 調用。 代碼示例：

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()); // 子任務1Future<String> orderTask = scope.fork(() -> fetchOrder()); // 子任務2scope.join(); // 等待所有任務完成scope.throwIfFailed(); // 傳播異常System.out.println(userTask.resultNow() + " - " + orderTask.resultNow()); // 輸出: UserData - OrderData}}static String fetchUser() { return "UserData"; }static String fetchOrder() { return "OrderData"; }
}

應用說明：此代碼自動處理任務取消和錯誤，適用于高并發服務如電商訂單處理。

總結

Java 20 的新特性聚焦于提升開發效率、性能和安全性，其中模式匹配、記錄模式和結構化并發顯著簡化了代碼邏輯，而外部 API 和矢量 API 則拓展了系統級能力。這些特性多為預覽狀態，建議在實際項目中謹慎評估穩定性。總體而言，Java 20 推動了語言現代化，適用于企業應用、數據分析和嵌入式系統等領域。如需運行示例，請使用 Java 20 并添加編譯選項 javac --enable-preview --release 20。