本文整理了 Java 8 至 Java 24 各版本的新特性，內容包括每個版本的新增功能分類（如語法增強、性能優化、工具支持等）、詳細的代碼示例，并結合官方文檔資料，分析每項特性的應用場景及優缺點。Java 8 發布于 2014 年，此后 Java 進入快速迭代模式，每半年發布一個新版本。一路走來，Java 8 到 Java 24 帶來了大量重要的新特性。

好的，以下是你提供的關于Java 6到Java 24的所有版本特性整理，保持了原內容的完整性和結構：

一覽圖

腦圖式內容參考

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📅 Java 版本演進概覽

版本	發布日期	類型	主要改進領域
8	2014 年 3 月	LTS	Lambda、Stream API、默認方法等
9	2017 年 9 月	非 LTS	模塊化系統、接口私有方法等
10	2018 年 3 月	非 LTS	var 關鍵字、集合工廠方法等
11	2018 年 9 月	LTS	HTTP Client、ZGC 等
12	2019 年 3 月	非 LTS	Switch 表達式（預覽）、Shenandoah GC
13	2019 年 9 月	非 LTS	文本塊（Text Blocks）預覽
14	2020 年 3 月	非 LTS	Records、模式匹配（Pattern Matching）
15	2020 年 9 月	非 LTS	Text Blocks 正式發布、ZGC 轉正
16	2021 年 3 月	非 LTS	Records 正式發布、Vector API 孵化
17	2021 年 9 月	LTS	Sealed Classes、強封裝內部 API
18	2022 年 3 月	非 LTS	UTF-8 默認編碼、jwebserver
19	2022 年 9 月	非 LTS	Virtual Threads（預覽）
20	2023 年 3 月	非 LTS	Structured Concurrency（孵化）
21	2023 年 9 月	LTS	Virtual Threads 正式發布、Sequenced Collections
22	2024 年 3 月	非 LTS	多文件源碼運行、構造函數前語句支持
23	2024 年 9 月	非 LTS	原始類型模式匹配（預覽）
24	2025 年 3 月	非 LTS	KDF API、類加載緩存、Stream Gatherer 正式發布

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🔧 語言與語法增強

? Java 8

• Lambda 表達式：簡化匿名函數書寫。
• 函數式接口：如 Function, Predicate, Consumer。
• 方法引用：Class::method 語法。
• 默認方法和靜態方法：接口可以定義實現。
• 重復注解與類型注解：支持多次使用同一注解及在任意類型上標注。

? Java 9-10

• 私有接口方法：允許接口中定義私有方法。
• try-with-resources 改進：變量可復用。
• 局部變量類型推斷（var）：var list = new ArrayList<String>();
• 集合工廠方法：List.of("a", "b")

? Java 11+

• 單文件運行：java Hello.java
• 字符串增強：isBlank(), lines(), repeat(int), strip() 等。
• 文本塊（Text Blocks）：多行字符串，""" ... """。
• 記錄類（Record）：不可變數據載體，自動生成構造器/equals/hashCode。
• 密封類（Sealed Class）：限制子類繼承。
• 模式匹配（instanceof 和 switch）：自動類型轉換 + 匹配結構。
• 未命名模式 _：忽略不關心的部分。
• 字符串模板（STR.）：內嵌表達式 ${}。

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🧠 并發與虛擬線程

? Java 19 (Loom)

• 虛擬線程（Virtual Threads）：輕量級線程，由 JVM 管理。
• 結構化并發（Structured Concurrency）：任務并行管理。
• 作用域值（ScopedValue）：替代 ThreadLocal 的更安全上下文傳遞方式。

? Java 21+

• 虛擬線程正式發布：可用于生產環境。
• 非 Pinning 鎖機制：虛擬線程在鎖等待時釋放 OS 線程。

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📦 JVM 與性能優化

? 垃圾回收

• G1 成為默認 GC
• ZGC：低延遲，跨平臺支持。
• Shenandoah GC：低延遲垃圾收集器。
• Gen ZGC（Java 24）：分代 ZGC 提升吞吐。

? 內存模型與工具

• 元空間（Metaspace）：取代永久代。
• Vector API（孵化）：SIMD 指令支持。
• Foreign Function & Memory API（Panama）：調用本地函數、訪問內存。
• 類加載緩存（Java 24）：加速應用啟動。

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🧪 核心庫增強

? 集合框架

• Stream API：聲明式編程風格。
• Optional 類：避免空指針異常。
• Map 增強：computeIfAbsent、merge 等。
• Sequenced Collections（Java 21）：有序集合接口族。

? IO 與網絡

• Files.readString/writeString：簡化文件操作。
• HttpClient（Java 11）：支持 HTTP/2 和 WebSocket。
• Socket API 重構：性能與可維護性提升。

? 時間與隨機數

• 全新的時間 API（java.time）：線程安全、不變對象。
• 偽隨機數生成器（Java 17）：多種算法支持。

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🛡? 安全與密碼學

• TLS 1.3 支持（Java 11）
• EdDSA 加密算法（Java 15）
• KDF API（Java 24 預覽）：統一的密鑰派生接口。
• SecurityManager 移除（Java 24）：徹底禁用安全管理器。

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🧰 工具鏈與生態

• JShell（Java 9）：交互式 REPL 工具。
• jlink（Java 9）：構建定制運行時鏡像。
• jpackage（Java 16）：打包原生安裝包。
• JMH（Java 10）：微基準測試框架。
• Markdown JavaDoc（Java 23）：支持 Markdown 編寫文檔注釋。

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📚 模塊化與兼容性

• 模塊化系統（Java 9）：Project Jigsaw。
• 多版本 JAR：支持不同 Java 版本共存。
• AppCDS 動態歸檔（Java 13）：提升啟動性能。
• 棄用 Nashorn（Java 15）：推薦使用 GraalJS。

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📈 總結

方向	演進成果
語言現代化	引入 lambda、record、sealed class、pattern matching 等，代碼更簡潔易讀。
并發模型升級	虛擬線程 + 結構化并發，極大提升高并發處理能力。
性能優化	新一代 GC（ZGC、Shenandoah）、Vector API、FFM API 等底層性能突破。
標準庫擴展	Stream API、Optional、HttpClient、Text Blocks 等增強開發者體驗。
安全性增強	TLS 1.3、EdDSA、KDF API 提供現代加密能力。
工具鏈完善	JShell、jpackage、jlink、JMH 等工具助力開發調試與部署。

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📌 參考文獻

• OpenJDK 官方 JEP 列表
• Oracle Blog: Java Language Futures
• JetBrains IDEA 官方文檔

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? 建議閱讀順序

1. Java 8 → 11：掌握基礎語法、Stream、Optional、HTTP Client。
2. Java 14 → 17：學習 Record、Sealed Class、Pattern Matching。
3. Java 19 → 21：了解 Loom 項目（虛擬線程、結構化并發）。
4. Java 22 → 24：關注流收集器、類文件 API、KDF API 等高級特性。

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📌 適合人群

• 初學者：建議從 Java 8 入門，逐步過渡到 Java 11。
• 中級開發者：應掌握 Java 14+ 的 record、pattern matching。
• 高級開發者 / 架構師：需深入理解虛擬線程、FFM API、Vector API 等底層機制。

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Java 8 新特性

發行時間：2014 年 3 月

語言特性

1. Lambda 表達式與函數式接口：

   • Java 8 引入了 Lambda 表達式，使我們能夠將匿名函數作為一等公民傳遞和使用。
   • 例如，可以使用 Comparator<String> cmp = (a, b) -> a.length() - b.length(); 來實現字符串長度比較。
   • 這依賴于函數式接口（只含單一抽象方法的接口），如 Comparator 或自定義接口，Lambda 會被推斷成該接口的實現。
   • 有了 Lambda，代碼變得更加簡潔，可讀性提高，尤其適用于集合的過濾、映射等操作。

   // 示例：使用 Lambda 表達式對列表進行過濾和映射
   List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Ann");
   List<String> filtered = names.stream().filter(s -> s.startsWith("A")).map(s -> s.toUpperCase()).collect(Collectors.toList());
   System.out.println(filtered); // 輸出: [ALICE, ANN]
   

2. 方法引用：

   • 除了 Lambda，Java 8 還支持方法引用，可以用 Class::method 簡潔地引用已有方法或構造器。
   • 例如，names.forEach(System.out::println) 會打印列表中每個元素，相當于對每個元素執行 System.out.println。

3. 接口默認方法和靜態方法：

   • 接口現在可以包含帶實現的默認方法（default 方法）和靜態方法。
   • 這使得在不破壞已有實現類的前提下向接口添加新方法成為可能。
   • 默認方法可被實現類繼承或重寫；靜態方法則只能通過接口名調用，不能被子類重寫。

   interface MyInterface {static void staticMethod() {System.out.println("接口靜態方法");}default void defaultMethod() {System.out.println("接口默認方法");}void abstractMethod();
   }class MyClass implements MyInterface {@Overridepublic void abstractMethod() { }// 未重寫 defaultMethod()，將繼承接口的默認實現
   }MyInterface.staticMethod();       // 調用接口靜態方法
   new MyClass().defaultMethod();    // 調用接口默認方法，實現類未重寫則執行接口中的實現
   

   • 應用場景：默認方法解決了接口演化的問題，比如 Java 8 為 Collection 接口添加了 stream() 默認方法，從而所有實現類無需修改就自動擁有流操作能力。靜態方法則方便在接口中組織工具函數。

4. 重復注解（Repeatable Annotation）：

   • 允許在同一聲明或類型上多次應用同一個注解類型。
   • Java 8 引入了 @Repeatable 元注解，通過定義“容器注解”類型來實現重復注解支持。
   • 應用場景如定義多個過濾器、多個權限注解等，使代碼更直觀。

   @Schedule(day="Mon"), @Schedule(day="Tue")
   void scheduledTask() { ... }
   

5. 類型注解：

   • Java 8 擴展了注解使用的場景，注解現在可以加在任何類型使用處（Type Use），如泛型類型參數、強制轉換、實現聲明等。
   • 結合 JSR 308，可用于開發更強的類型檢查工具（如空指針分析）。

核心庫新特性

1. Stream API：

   • Java 8 的 Stream API 為集合批量操作提供了聲明式、鏈式的語法。
   • 開發者可以使用類似 SQL 風格的操作（filter, map, reduce 等）來處理數據流。
   • Stream 的操作分為中間操作（惰性求值）和終止操作（觸發計算）。

   List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
   int sum = numbers.stream().filter(n -> n % 2 == 1) // 篩選奇數.mapToInt(n -> n * n)    // 平方映射.sum();                  // 終止操作求和
   System.out.println(sum); // 輸出: 35（1^2 + 3^2 + 5^2）
   

   • 應用場景：Stream API 大大簡化了集合的復雜操作，避免了繁瑣的迭代和臨時集合管理。例如，可以輕松進行過濾、匯總統計、分組分區等操作。

2. Optional 類：

   • 引入了 java.util.Optional<T>，用于優雅地表示“可能為空”的值。
   • Optional 提供了諸如 isPresent(), ifPresent(), orElse() 等方法，可以替代顯式的空檢查，減少空指針異常風險。

   public Optional<User> findUser(String name) {User result = ... // 查找用戶return Optional.ofNullable(result);
   }// 使用Optional避免顯式null判斷
   findUser("Alice").ifPresent(user -> System.out.println(user.getId()));
   User user = findUser("Bob").orElse(new User("Bob")); // 未找到則返回默認User
   

   • 應用場景：Optional 常用于方法返回值，表示“可能沒有結果”。這比返回 null 更具語義，也迫使調用方處理不存在的情況。

3. 全新的日期時間 API：

   • Java 8 推出了 java.time 包（JSR 310），提供了不變且線程安全的日期時間類，包括 LocalDate, LocalTime, LocalDateTime, ZonedDateTime 等，以及用于周期和持續時間的 Period, Duration。
   • 新的 API 改進了舊版 java.util.Date 和 Calendar 的諸多問題，提供了更加自然的時間操作接口。

   LocalDate today = LocalDate.now();
   LocalDate birthday = LocalDate.of(1990, Month.APRIL, 1);
   Period period = Period.between(birthday, today);
   System.out.printf("年齡: %d 年 %d 月 %d 日%n", period.getYears(), period.getMonths(), period.getDays());
   

   • 應用場景：新日期API提供了清晰的方法來操作日期時間，支持時區、夏令時、安全不變。此外還提供了格式化和解析（DateTimeFormatter），大幅簡化日期處理，避免了舊 API 各種不一致和缺陷。

4. 并發增強（CompletableFuture 等）：

   • Java 8 在并發庫方面增加了 CompletableFuture，支持以鏈式回調的方式處理異步結果，實現了Promise模式。
   • 例如可以組合多個異步計算、設置依賴和異常處理。

5. 其它常用庫改進：

   • 例如 Map.computeIfAbsent 等函數式風格的方法，方便地對 Map 執行條件更新；Base64 編碼解碼器（java.util.Base64）也在 Java 8 加入成為標準庫。

JVM 與性能優化

1. 永久代移除：

   • Java 8 移除了 HotSpot VM 的永久代（PermGen），取而代之的是元空間（Metaspace）。
   • 元空間在本地內存中分配且按需增長，大幅減少了因固定永久代空間不足導致的 OutOfMemoryError 情況，提高了內存管理的靈活性。

2. 垃圾回收優化：

   • Java 8 中雖然默認垃圾回收器仍是 Parallel GC，但引入了一些改進。
   • 例如引入串行/并行 Full GC 等優化；此外為 G1 垃圾收集器（實驗性）打下基礎。

3. HashMap 性能改進：

   • 為了應對哈希碰撞，Java 8 改進了 HashMap 和 ConcurrentHashMap 的實現。
   • 當桶中鏈表長度超過閾值時，將鏈表轉換為紅黑樹存儲，從平均 O(n) 查找降為 O(log n)。

工具和其他

1. Nashorn JavaScript 引擎：

   • Java 8 內置了全新的 JavaScript 引擎 Nashorn，替代了原有的 Rhino 引擎。

2. 增強的注解處理和反射：

   • Java 8 對反射和注解處理也有一些改進。

總結

Java 8 是一個里程碑版本，引入的 Lambda 和 Stream 等特性使 Java 正式進入函數式編程時代。默認方法等特性改善了接口演進能力。核心庫的加強和全新時間 API 填補了多年痛點。在性能上，永久代的移除和集合優化提升了穩定性。Java 8 的諸多新功能為之后的 Java 版本奠定了基礎，也是目前許多項目仍在使用的版本。

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Java 9 新特性

發行時間：2017 年 9 月

語言和語法增強

1. 模塊化系統（Project Jigsaw）：

   • Java 9 最重要的變化是引入模塊化系統。JDK 本身被重組為約 94 個模塊，允許按需組合所需模塊來構建定制的 Java 運行時（可使用下面提到的 jlink 工具）。
   • 開發者可以通過創建模塊描述符 module-info.java 將應用拆分為模塊。模塊定義了所包含的包以及導出的內容和所需依賴，例如：

   // module-info.java 示例
   module com.example.app {requires com.example.utils;   // 聲明依賴模塊exports com.example.app.api;  // 導出包供其他模塊使用
   }
   

   • 模塊系統解決了 classpath 下包命名沖突和封裝不嚴的問題，實現強封裝。只有模塊導出的包才能被外部訪問，未導出的內部實現包將被嚴格封裝。這樣提高了代碼的可維護性和安全性。

   • 應用場景： 大型應用可以通過模塊劃分更好地管理依賴關系，同時在部署時使用 jlink 剔除無關模塊減小體積。不過模塊化也帶來了學習曲線，且現有項目遷移需要調整訪問限制（可以通過 --add-exports 等選項做兼容）。

2. 接口私有方法：

   • 除了 Java 8 的接口默認方法外，Java 9 支持接口定義私有方法來給多個默認方法復用業務邏輯。這提高了接口內部實現的封裝性，避免默認方法之間代碼重復。私有接口方法只能在接口內部被默認或靜態方法調用，不會暴露給實現類。

3. try-with-resources 改進：

   • try-with-resources 語法在 Java 9 更加方便。現在如果已有實現 AutoCloseable 的資源對象（final或 effectively final），可以直接在 try 語句中使用該變量，而不必再次聲明。

   // Java 8 及之前需要在 try 內新聲明
   try (BufferedReader br = Files.newBufferedReader(path)) { ... }// Java 9 可以在 try 中直接使用已有的變量 br
   BufferedReader br = Files.newBufferedReader(path);
   try (br) {// 使用 br 讀取...
   }
   

   • 這減少了不必要的代碼臃腫，讓語法更簡潔。

核心庫增強

1. 集合工廠方法：

   • Java 9 為集合接口添加了方便創建不可變集合的靜態工廠方法。例如：List.of(1,2,3), Set.of("a","b"), Map.of("key1","val1","key2","val2") 等，可以快捷地創建包含固定元素的集合。這些集合是不可修改的（修改會拋異常）。

   • 應用場景： 用于快速創建常量集合、簡化測試用例數據準備等。

2. Stream API 改進：

   • Java 9 為 Stream 增加了一些實用的新方法，如 takeWhile, dropWhile 和 ofNullable 等。其中 takeWhile(predicate) 會從 Stream 開頭起連續獲取滿足條件的元素，直到遇到不滿足條件者停止；dropWhile(predicate) 則丟棄開頭連續滿足條件的元素。

   • 還有 Stream.iterate 支持提供斷言來結束迭代。

   Stream.of(1, 2, 3, 4, 5).takeWhile(n -> n < 4);  // 得到 [1, 2, 3]
   Stream.of(1, 2, 3, 4, 5).dropWhile(n -> n < 4);  // 得到 [4, 5]
   Stream.iterate(1, x -> x + 1).takeWhile(x -> x <= 5).forEach(System.out::println);
   

   • 此外，Optional 也增加了 ifPresentOrElse, or 等方法，提高 Optional 的易用性。這些改進讓流操作和 Optional 更加完備，減少手動處理。

3. 進程 API：

   • 新增 ProcessHandle 接口，提供了更現代的進程管理 API。通過 ProcessHandle.current() 可以獲取當前進程信息，包括 PID 等；還能列出現有進程，觀察進程樹關系，設置監聽等。

   ProcessHandle self = ProcessHandle.current();
   long pid = self.pid();
   self.info().command().ifPresent(cmd -> System.out.println("命令: " + cmd));
   

   • 這在需要監控或管理操作系統進程的應用中非常有用，如實現自定義的進程守護、獲取子進程退出事件等。

4. 響應式流（Reactive Streams）：

   • Java 9 在 java.util.concurrent 下引入了發布-訂閱框架：Flow API，包括 Flow.Publisher, Subscriber, Subscription, Processor 四個接口。這實際上與 Reactive Streams 標準兼容，為反應式編程提供背壓（backpressure）支持。

   • 雖然Java 9沒有提供具體實現，但像 RxJava、Akka Streams 等庫可直接與這套接口集成。應用在需要異步數據流且要考慮消費速率的場景。

5. HTTP/2 客戶端（孵化）：

   • Java 9 引入了一個新的 HTTP 客戶端 API 的孵化版本（位于 jdk.incubator.httpclient 模塊），支持 HTTP/2 和 WebSocket。雖然后來在 Java 11 才正式成為標準 API，這里值得一提。這個新客戶端支持異步非阻塞調用，比舊的 HttpURLConnection 更易用、性能更佳。

JVM 和性能

1. G1 成為默認 GC：

   • Java 9 將 G1 垃圾收集器設置為默認垃圾回收器，取代了之前的 Parallel Scavenge/Parallel Old 組合。G1（Garbage First）是一種低暫停收集器，擅長處理大堆內存，盡量避免了全堆的長時間停頓。

   • 在 Java 9 中，G1 的 Full GC 仍是單線程的，因此極端情況下可能出現長暫停。對此在 Java 10 又做了并行化改進。

   • 應用場景： 對延遲敏感的服務，可從默認使用 G1 中獲益（前提是仔細調優以適應應用負載）。

2. 字符串存儲優化：

   • Java 9 引入了 Compact Strings，即在內部用 byte 數組存儲字符串字符（Latin-1 和 UTF-16 動態選擇），而不再總是用 char 數組。對于只包含 ASCII 的字符串，可節省一半內存。

   • 這個改動對開發者透明，但在字符串處理密集的應用中降低了內存占用，提高了 CPU 緩存利用率。

3. AOT 編譯（實驗）：

   • 新增了 jaotc 工具，允許將 Java 類提前編譯為本地代碼（Ahead-Of-Time）。AOT 編譯器基于 Graal，可生成本地庫，在應用啟動時加載，從而加快啟動速度。

   • 不過這是實驗性功能，實際使用較少，在后續版本中也被移除。場景：需要極致優化啟動時間的場合可以探索，但一般而言 JIT 已經足夠。

4. VarHandle 和內存柵欄：

   • Java 9 提供了 java.lang.invoke.VarHandle 類，作為對 sun.misc.Unsafe 的更安全替代。VarHandle 可以視作特定變量的引用，支持原子操作和內存可見性控制，比如讀取寫入內存柵欄（類似于 C++ 中的 std::atomic）。

   • 這為開發并發框架、實現鎖自由算法提供了標準化的工具。

5. 多版本 JAR：

   • 支持多版本 JAR 文件，即在一個 JAR 中根據不同 Java 版本包含不同的類實現（通過 META-INF/versions 目錄）。運行時將選擇匹配當前 JVM 版本的類，實現庫對新舊版本的兼容發布。

   • 例如，你可以在 JAR 中同時包含 Java 8 的實現和利用 Java 9 特性的實現。這樣第三方庫可以漸進地利用新特性，同時不失對舊版本的支持。

工具與其他

1. JShell：

   • Java 9 帶來了官方的交互式 REPL 工具 JShell。開發者可以在不創建類和 main 方法的情況下，直接輸入 Java 表達式或語句，即時查看執行結果。

   jshell> int x = 5 * 20
   x ==> 100
   jshell> "hello, " + "jshell"
   $2 ==> "hello, jshell"
   

   • JShell 極大地方便了試驗性編程和學習。可以用它快速驗證一段邏輯、探索 API 用法等，降低了寫一個 Hello World 的門檻。對于教學、原型開發非常實用。

2. jlink：

   • Java 9 引入了 jlink 工具，可以根據模塊依賴創建自定義的精簡運行時鏡像。開發者指定應用模塊后，jlink 會打包只包含所需模塊的最小化 JRE。

   • 這對于發布自包含的 Java 應用很有幫助，特別是在容器、物聯網設備上，可減少體積并避免目標環境需要預裝完整 JDK。

3. JUnit 5 等生態升級：

   • 隨著 Java 9 發布，測試框架 JUnit 也升級到 5，支持 Java 8+ 特性如 Lambda 斷言等。這雖不是 JDK 自帶，但與語言新特性配套出現，標志著 Java 生態正擁抱新版本。

總結

Java 9 通過模塊系統對 Java 平臺進行了結構性革新。雖然社區對模塊化褒貶不一，但不可否認它提高了代碼封裝和定制部署能力。除此之外，Java 9 在語法上小幅改進（私有接口方法、鉆石操作符支持匿名類等未提及細節），在 API 和工具上為開發者提供了許多便捷，如 JShell、集合工廠等。它為之后的版本鋪平了道路，標志著 Java 進入了快速發布的新時代。

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Java 10 新特性

發行時間：2018 年 3 月

語言特性

1. 局部變量類型推斷（var）：

   • Java 10 最引人注目的特性是引入了新的關鍵字 var，用于局部變量類型推斷。開發者在定義局部變量時，可以用 var 代替具體類型，編譯器會根據初始化表達式自動推斷類型：

   var list = new ArrayList<String>();
   var sum = 0;
   for (var item : list) {// 在循環中，item 的類型也會被推斷
   }
   

   • 在上述代碼中，編譯器會推斷出 list 的類型為 ArrayList<String>，sum 的類型為 int。注意：var 不是動態類型或弱類型，Java 類型系統仍是靜態的，只是讓編譯器替我們填寫類型。

   • 應用場景：var 可減少樣板代碼，特別是當類型本身冗長（如泛型嵌套）時。

核心庫增強

1. 不可變集合拷貝：

   • 在 Java 9 提供集合工廠方法基礎上，Java 10 為集合增加了 List.copyOf, Set.copyOf, Map.copyOf 靜態方法。這些方法會返回傳入集合的不可變拷貝。

   List<String> src = new ArrayList<>(List.of("a", "b"));
   List<String> copy = List.copyOf(src);
   src.add("c");
   System.out.println(copy); // 輸出 [a, b]，copy 不受原列表修改影響
   

   • 應用場景：當需要確保集合不被修改時，可以方便地獲取其不可變版本。

2. Optional 增強：

   • Java 10 為 Optional 新增了 orElseThrow() 方法，它等價于 .orElseThrow(NoSuchElementException::new)。此外還引入了 Optional.or(() -> alternativeOptional) 來在當前 Optional 為空時提供另一個 Optional。

3. 并行垃圾回收器接口：

   • 引入 java.lang.ref.Cleaner 提供替代 finalize() 的清理機制。盡管不直接屬于核心“庫”，但 Java 10 重新整理了垃圾收集器的內部接口，將不同 GC 實現的共性提取出來。

性能和 JVM 改進

1. G1 并行 Full GC：

   • Java 10 通過 JEP 307 實現了 G1 Full GC 并行化。現在當 G1 不得不觸發 Full GC 時，會使用多個線程并行標記清除，減少停頓時間。

2. 應用類數據共享（AppCDS）：

   • Java 10 通過 JEP 310 將 CDS 擴展到應用層面，允許應用類也加入共享歸檔。

3. 線程局部握手（Thread Local Handshake）：

   • Java 10 改進了 JVM 停止線程執行的機制。

4. 備用內存設備上的堆：

   • 允許 JVM 將 Java 堆分配在非主內存設備上（如 NVDIMM 持久內存）。

工具和平臺

1. 實驗性 Java JIT 編譯器 - Graal：

   • Java 10 將基于 Java 實現的 JIT 編譯器 Graal 引入為實驗性選項。

2. 根證書開源：

   • Oracle 將 JDK 內置的 root CA 證書庫開源，替代以前 Oracle JDK 與 OpenJDK 差異的一部分。

總結

雖然 Java 10 屬于非 LTS 的短期版本，但引入的 var 關鍵字極大地簡化了日常編碼。集合、Optional 的小改進也增強了標準庫的便利性。在性能方面，G1 并行 Full GC、AppCDS 都是偏底層卻意義重大的優化，讓 Java 在大內存和大規模部署場景下表現更好。Java 10 還預示了未來的發展方向，如 Graal 編譯器的引入為后續多語言支持鋪路。

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Java 11 新特性

發行時間：2018 年 9 月 25 日 （LTS長期支持版）

語言特性

1. Lambda 參數的局部變量語法：

   • Java 11 允許在 Lambda 表達式的參數中使用局部變量語法，即可以用 var 來聲明參數類型。

   Comparator<String> cmp = (var a, var b) -> Integer.compare(a.length(), b.length());
   

   • 這對 Lambda 本身功能沒有變化，但允許我們添加參數注解時更方便。

2. 直接啟動單文件程序：

   • Java 11 可以直接運行單個 Java 源文件，命令如：java Hello.java。Java 編譯器會隱式地先編譯這個源文件再執行。

   • 應用場景：這一特性降低了 Java 的入門門檻和使用 Java 編寫腳本的成本。

核心庫增強

1. 標準化 HTTP 客戶端：

   • Java 11 將新 HTTP 客戶端 API 正式加入標準庫（位于 java.net.http 包）。

   HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
   HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder(new URI("https://api.github.com")).header("Accept", "application/json").GET().build();
   HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
   System.out.println(response.body());
   

   • 應用場景：調用 REST 服務、執行 HTTP 請求等在企業開發中很常見，新 API 提高了開發效率。

2. 字符串 API 增強：

   • Java 11 對 String 添加了若干實用方法：
     • isBlank()：判斷字符串是否為空白（空串或只含空白字符）。
     • strip()：類似 trim()，但能正確處理 Unicode 空白。
     • repeat(int count)：重復當前字符串 count 次，返回新串。
     • lines()：將字符串按行拆分為一個流（Stream）。

3. TLS 1.3 支持：

   • 實現了 TLS 1.3 協議，將安全套接字協議升級到最新標準。

性能與內存

1. ZGC（可伸縮低延遲 GC）：

   • Java 11 引入了實驗性的 Z Garbage Collector (ZGC)。

2. Epsilon GC：

   • 另一個實驗性 GC —— Epsilon 也在 Java 11 中提供。

3. 低開銷 Heap Profiling：

   • 引入了一種低開銷的堆采樣機制。

4. Flight Recorder 開源：

   • 商業 JDK 中的 Java Flight Recorder (JFR) 在 Java 11 正式開源納入 OpenJDK。

總結

作為長期支持版本，Java 11 集大成，鞏固了 Java 9 和 10 的變化并提供了一些關鍵的新功能。HttpClient 的正式加入填補了長期以來標準庫缺乏現代 HTTP 客戶端的空白。一系列細小的 API 改進提升了日常開發體驗。ZGC 等革新的 GC 技術雖然仍是實驗性質，但展現了 Java 在大內存低延遲領域的潛力。Java 11 開源了之前商用的 JFR，統一了 Oracle JDK 和 OpenJDK 的差異，這對 Java 生態意義重大。

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Java 12 新特性

發行時間：2019 年 3 月

語言特性（預覽）

1. Switch 表達式（預覽）：

   • Java 12 對 switch 進行了增強，推出了 Switch 表達式 作為預覽特性。它允許 switch 直接返回值并使用簡潔的“箭頭語法”或 yield 語句，避免了繁瑣的 break。

   int numDays = switch(day) {case MON, FRI, SUN -> 6;case TUE -> 7;case THU, SAT -> 8;case WED -> 9;default -> { System.out.println("Unknown day: " + day); yield 0;}
   };
   

2. Instanceof 模式匹配（預覽）：

   • Java 12 引入了模式匹配的 instanceof（同為預覽特性）。簡化了在進行類型檢查后再強制轉換的常見模式。

   if (obj instanceof String str) {// 進入此塊則自動完成類型轉換，可直接使用 strSystem.out.println(str.toUpperCase());
   }
   

核心庫增強

1. String 新方法：

   • Java 12 為 String 添加了兩個方便的方法：
     • String.indent(int n)：調整字符串每行的縮進。
     • String.transform(Function<String,R> f)：將字符串通過給定的函數轉換為另一種對象。

2. Files.mismatch：

   • 在 java.nio.file.Files 中新增了 Files.mismatch(Path, Path) 方法，用于高效比較兩個文件的內容是否相同。

3. NumberFormat 壓縮數字：

   • java.text.NumberFormat 新增了緊湊數字格式（Compact Number Formatting）。

4. Collector.Teeing：

   • Java 12增加了一個很有用的 Collector：Collectors.teeing，可以讓流拆分成兩個子流，各自收集后再合并結果。

JVM 與垃圾回收

1. Shenandoah GC：

   • 由 RedHat 開發的低停頓垃圾收集器 Shenandoah 在 Java 12 正式引入（實驗性）。

2. G1 優化：

   • Java 12 對默認 GC G1 進行了一些改進。

工具和其他

1. Microbenchmark Harness（試驗）：

   • Java 12 引入了一個基于 Java 的微基準測試框架（JEP 230）。

2. JVM 常量 API：

   • 提供了一套新的 java.lang.invoke.ConstantBootstraps API，用于在字節碼中加載動態常量（JEP 309）。

總結

Java 12 屬于過渡版本，但預示了 Java 語言幾個重要演進方向：Switch 表達式和模式匹配都是為了讓 Java 語法更簡潔、更強大。核心庫的小改進（字符串 indent/transform 等）貼近開發者需求，讓日常編碼更高效。Shenandoah GC 等則體現了 Java 在 GC 領域的持續創新，和 ZGC 一起為低延遲場景提供了解決方案。

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Java 13 新特性

發行時間：2019 年 9 月

語言特性（預覽）

1. 文本塊（Text Blocks，預覽）：

   • Java 13 引入了文本塊作為預覽特性。文本塊使用三重引號 """ 包圍多行字符串文字，支持保持代碼中的排版格式，大大簡化了多行字符串的書寫。

   String json = """{"name": "Alice","age": 25}
   """;
   

2. Switch 表達式第二次預覽：

   • Java 13 對上一版的 Switch 表達式進行了改進，主要是引入了 yield 關鍵字來返回值而不是使用 break。

   String result = switch(day) {case MON, TUE, WED, THU, FRI: yield "Workday";case SAT, SUN: yield "Weekend";default: yield "Invalid";
   };
   

核心庫與其他

1. ZGC 改進：

   • Java 13 改善了 ZGC，讓其在空閑時能夠將未使用的堆內存歸還操作系統。

2. Socket API 重構：

   • Java 13 底層重寫了傳統 Socket 實現，引入 NioSocketImpl 取代舊的 PlainSocketImpl。

3. 動態 CDS 歸檔：

   • Java 13 延伸了在 Java 10 引入的 AppCDS 功能，加入了動態類數據歸檔能力。

總結

Java 13 延續了預覽新特性的打磨，文本塊讓多行字符串處理在 Java 中首次變得愉悅；Switch 表達式朝著最終定稿又邁進一步。雖然沒有正式定稿的新語法，但這些預覽特性在社區中引起了極大興趣。底層方面，Socket API 的重構和 ZGC 的完善提高了性能和資源利用率。

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Java 14 新特性

發行時間：2020 年 3 月

JVM 改進

1. 空指針異常詳細提示：

   • Java 14 對長期困擾開發者的 NullPointerException 進行了改進。當發生 NPE 時，錯誤信息現在會指出具體哪個變量為空。

2. Switch 表達式正式推出：

   • 經過兩個版本的預覽，增強型 switch 在 Java 14 正式成為 Java 語言的一部分。

3. 記錄類（預覽）：

   • Java 14 引入了一種全新的類型聲明：記錄類（Record），作為預覽特性。

   public record Point(int x, int y) { }
   

4. 文本塊（第二次預覽）：

   • 文本塊在 Java 14 繼續預覽，引入了新的轉義。

5. instanceof 模式匹配（第二次預覽）：

   • Java 14 中，instanceof 模式匹配作為預覽再次出現。

核心庫和工具

1. 移除過時的 CMS GC：

   • 并發標記清除（CMS）垃圾收集器自 Java 9 起棄用后，終于在 Java 14 中移除。

2. ZGC 擴展到 macOS/Windows：

   • Java 14 將 ZGC 從僅支持 Linux 擴展到了 macOS 和 Windows 平臺。

3. jpackage 工具（孵化）：

   • 提供了 jpackage 工具的早期版本，可將 Java 應用打包成原生安裝包。

總結

Java 14 是一個內容相當豐富的版本。Switch 表達式終于定型、記錄類和模式匹配開始嶄露頭角。這些語言層面的增強讓 Java 變得更簡潔和富有表達力，逐步擺脫“樣板代碼多”的詬病。

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Java 15 新特性

發行時間：2020 年 9 月

核心語言特性

1. 文本塊正式發布：

   • 經過兩次預覽，Text Blocks 在 Java 15 成為正式特性。

2. 密封類（預覽）：

   • Java 15 引入了密封類和密封接口（Sealed Classes）作為預覽特性。

   public sealed class Person permits Employee, Manager { }
   

3. 隱藏類（Hidden Classes）：

   • Java 15 加入了一種專門面向框架、JVM內部使用的類加載功能：隱藏類。

核心庫與安全

1. 新增 CharSequence.isEmpty()：

   • 在 Java 15，CharSequence 接口添加了默認方法 isEmpty()。

2. 增強 TreeMap：

   • Java 15 為 java.util.TreeMap 增補了多個常用方法。

3. 新的數字簽名算法 EdDSA：

   • Java 15 實現了 Edwards-Curve 數字簽名算法（EdDSA）。

JVM 和性能

1. ZGC 轉正：

   • ZGC 在 Java 15 終于結束了實驗狀態，變為生產可用的垃圾收集器。

2. 棄用 Nashorn：

   • Java 15 正式移除了 Nashorn JavaScript 引擎。

總結

Java 15 雖然是短期版本，但特性相當豐富。文本塊在這一版終于塵埃落定，使多行字符串處理不再繁瑣。密封類的引入讓 Java 的類型系統更加強大，配合記錄類、模式匹配，Java 正朝著模式匹配和代數數據類型的方向邁進。

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Java 16 新特性

發行時間：2021 年 3 月

語言特性

1. Records（記錄類）正式發布：

   • Java 16 將記錄類從預覽轉為正式特性。

   public record Point(int x, int y) { }
   

2. 模式匹配的 instanceof 正式發布：

   • Java 16 將前幾版預覽的 instanceof 模式匹配特性定型發布。

3. 密封類第二次預覽：

   • Java 16 再次提供了 sealed classes 的預覽。

核心庫增強

1. Vector API（孵化）：

   • Java 16 引入了一個全新的孵化模塊 —— 向量 API。

2. Foreign Memory Access API（孵化）：

   • Java 16 提供了外部內存訪問 API 的第三次孵化。

JDK 內部 API 強封裝

1. Java 16 開啟了對內部 API 強封裝的最后一步。

總結

Java 16 是一個重要的過渡版本。它完成了若干預覽特性的正化（Records, 模式匹配）和 JDK 內部重構，使 Java 語言和平臺更加現代安全。

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Java 17 新特性

發行時間：2021 年 9 月 14 日 （LTS長期支持版）

語言特性

1. 密封類（正式）：

   • Sealed Classes 在 Java 17 正式成為語言特性。

2. Switch 模式匹配（預覽）：

   • Java 17 提供了 switch 的模式匹配作為預覽特性。

核心庫增強

1. 偽隨機數生成器：

   • Java 17 通過 JEP 356 引入了一系列新的隨機數生成器接口和實現。

2. 跨平臺渲染管線：

   • 針對 macOS 平臺，JEP 382 引入了基于 Metal 的 Java 2D 渲染管線。

3. 棄用安全管理器：

   • Java 17 將安全管理器標記為棄用。

性能與內部

1. 永久性強封裝 JDK 內部：
   • Java 17 完成了內部 API 封裝的最后工作。

總結

Java 17 是繼 Java 11 之后的又一個長期支持版本，也是“現代 Java”功能集的大成者。密封類、Record、Pattern Matching 這些 Java 近年推出的語法糖在此全部穩固下來。

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Java 18 新特性

發行時間：2022 年 3 月

平臺與性能

1. 默認字符集 UTF-8：

   • Java 18 通過 JEP 400 將默認字符集統一為 UTF-8。

2. 簡單的 Web 服務器：

   • JDK 18 內置了一個簡單的純 Java 實現 HTTP 文件服務器。

核心類重構

1. MethodHandle 實現：
   • JEP 416 用 Method Handle 重寫了 Java 核心反射的部分實現。

新特性和 API

1. 代碼段（Snippet）標簽 for JavaDoc：

   • JEP 413 為 JavaDoc 文檔引入了 <pre><code> 風格的代碼片段注釋。

2. Vector API 第三次孵化：

   • Java 18 中 Vector API 進入第 3 輪孵化。

3. 互聯網地址解析 SPI：

   • JEP 418 引入了一個可插拔的名稱解析服務接口。

4. 外部函數 & 內存 API 第二次孵化：

   • Java 18 提供了 Panama 項目 Foreign Function & Memory API 的第二版孵化。

5. Switch 模式匹配第二次預覽：

   • Java 18 的 JEP 420 給出了 switch 模式匹配的第二次預覽。

6. 棄用終結器 Finalization：

   • Java 18 通過 JEP 421 正式將終結器標記為廢棄。

安全與密碼

1. 默認禁止弱算法：
   • Java 18 在安全方面也做了一些更新。

總結

Java 18 新特性相對較少，最大的變化對普通開發者來說莫過于默認編碼 UTF-8 和內置簡易 Web 服務器。Java 18 繼續推進 Panama 和 Vector 等，使 Java 在系統編程和高性能計算上更具競爭力。

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Java 19 新特性

發行時間：2022 年 9 月

并發與虛擬線程

1. 虛擬線程（預覽）：

   • Java 19 帶來了備受期待的虛擬線程（Virtual Threads）預覽（JEP 425）。

2. 結構化并發（孵化）：

   • Java 19 還孵化了結構化并發 API（Structured Concurrency，JEP 428）。

語言和模式匹配

1. 記錄模式（預覽）：

   • Java 19 引入 Record Patterns 預覽（JEP 405）。

2. Switch 模式匹配第三次預覽：

   • Java 19 的 switch 模式匹配（JEP 427）進入第 3 輪預覽。

外部接口和內存

1. 外部函數 & 內存 API（預覽）：
   • Java 19 終于進入預覽階段（JEP 424）。

其他改進

1. 虛擬線程 Pinning 問題優化：

   • Java 19 虛擬線程預覽中已經實現了當虛擬線程在 synchronized 塊中等待時，不會阻塞底層 OS 線程。

2. Linux/RISC-V 移植：

   • JEP 422 將 OpenJDK 移植到了 Linux/RISC-V 架構上。

總結

Java 19 是一個亮點頗多的版本。虛擬線程的初次亮相標志著 Java 并發模型迎來巨大變革；結構化并發、記錄模式等則完善了并發和模式匹配的語法。

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Java 20 新特性

發行時間：2023 年 3 月

項目 Loom 持續改進

1. 虛擬線程第二次預覽：

   • Java 20 再次提供虛擬線程預覽（JEP 436）。

2. 結構化并發第二次孵化：

   • Java 20 將結構化并發 API (StructuredTaskScope 等) 進行第二輪孵化（JEP 437）。

3. 作用域值（孵化）：

   • Java 20 引入了 Scoped Values（作用域值）孵化特性（JEP 429）。

模式匹配和類型系統

1. 記錄模式第二次預覽：

   • Java 20 延續了 Java 19 的記錄模式預覽（JEP 432）。

2. Switch 模式匹配第四次預覽：

   • Java 20 的 switch 模式匹配（JEP 433）進入第 4 次預覽。

外部接口

1. 外部函數 & 內存 API 第二次預覽：
   • Java 20 將 Java 19 的外部函數/內存 API (Panama) 進行第二次預覽（JEP 434）。

總結

Java 20 在功能上和 Java 19 一脈相承，并無全新重量級特性亮相，但卻將之前的創新推進到了最后階段。

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Java 21 新特性

發行時間：2023 年 9 月 19 日 （LTS長期支持版）

語言特性

1. 字符串模板（預覽）：

   • Java 21 引入了字符串模板（String Templates）預覽（JEP 430）。

2. 記錄模式 & 模式匹配 for switch（正式）：

   • Record Patterns 和 Pattern Matching for switch 在經歷多次預覽后，終于在 Java 21 正式發布（JEP 440, 441）。

3. 未命名模式和變量（正式）：

   • Java 21 正式引入了未命名模式() 和未命名變量()（JEP 443）。

4. 未命名類和實例 main 方法（預覽）：

   • Java 21 提供了一個有趣的預覽特性 JEP 445。

并發和虛擬線程

1. 虛擬線程正式發布：

   • Java 21 通過 JEP 444 將虛擬線程 (Virtual Threads) 定稿發布。

2. Sequenced Collections（序列集合）：

   • Java 21 引入了新的集合接口族 Sequenced 集合（JEP 431）。

JVM 和性能

1. 分代 ZGC（實驗）：

   • Java 21 將 ZGC 升級為分代式垃圾收集器（Generational ZGC，JEP 439）。

2. 禁用安全管理器：

   • Java 21 完全禁止在啟動時開啟安全管理器。

3. 類加載和鏈接緩存（預覽）：

   • JEP 483 引入了提前加載和鏈接的機制。

總結

Java 21 是迄今功能最強大的 Java 版本之一。虛擬線程和結構化并發在并發編程領域給予 Java 巨大能量，模式匹配全面落地使 Java 具備了代數數據類型的便利。

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Java 22 新特性

發行時間：2024 年 3 月

語言與語法

1. 未命名模式和變量轉正：

   • 前文提到的下劃線 _ 模式和未命名變量在 Java 22 順利成為正式特性。

2. 外部函數和內存 API 正式發布：

   • Java 22 通過 JEP 454 將 Foreign Function & Memory API 正式加入標準庫。

3. 多文件源代碼程序啟動：

   • Java 22 引入了多源文件一起運行的功能（JEP 458）。

4. 構造函數中允許語句在 super() 之前（預覽）：

   • JEP 447 在 Java 22 作為預覽推出了構造方法前置語句功能。

核心庫與安全

1. 類文件 API 第二次預覽：

   • Java 22 繼續預覽類文件 API (JEP 456/466)。

2. 流收集器 API（預覽）：

   • Java 22 引入了流處理的新機制預覽。

總結

Java 22 作為 Java 21 之后的過渡版本，主要工作是鞏固和過渡。大量 Java 21 預覽的特性在 Java 22 得到正式發布，使得 Java 語言和 API 更加完善。

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Java 23 新特性

發行時間：2024 年 9 月

語言與語法

1. 原始類型模式（預覽）：

   • Java 23 通過 JEP 455 引入了對原始類型的模式匹配預覽。

2. 類文件 API 第二次預覽：

   • Java 23 繼續預覽類文件 API (JEP 456/466)。

3. Markdown JavaDoc 正式：

   • Java 23 將 JavaDoc 的 Markdown 支持正式化。

總結

Java 23 是在 LTS (21) 之后，下一次 LTS (25) 之前的第二個常規版本。其主要作用是鞏固新功能并繼續探索。

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Java 24 新特性

發行時間：2025 年 3 月

安全與密碼學

1. 密鑰派生函數 API（預覽）：

   • Java 24 引入了 KDF (Key Derivation Function) API 預覽（JEP 478）。

2. 完全禁用 Security Manager：

   • Java 24 完全移除了安全管理器的啟用可能。

性能與工具

1. 類加載與鏈接緩存：

   • Java 24 通過 JEP 483 引入了類預加載和鏈接特性。

2. 類文件 API 正式發布：

   • Java 24 正式推出了類文件 API（JEP 484）。

3. Stream::gather 正式發布：

   • Java 24 通過 JEP 485 增強了 Stream API，引入了 Stream.gather(Gatherer) 方法及 Gatherer 接口。

并發與內部改進

1. 作用域值第四次預覽：

   • ScopedValue 在 Java 24 進入第 4 次預覽（JEP 487）。

2. 虛擬線程同步無 Pinning：

   • Java 24 的虛擬線程在鎖中阻塞時會掛起自己，讓出載體線程。

總結

Java 24 作為非 LTS 版本，卻引入了史無前例多的新特性。它將過去幾年的預覽幾乎全部定型，并推出了像 KDF API、Scope Values 等值得期待的新預覽。

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