Java 8 vs Java 11 vs Java 17 vs Java 21：全面对比讲解

Java 仍在不断演化，每个新版本都带来了增强功能、废弃的特性以及新的特性。在这篇文章中，我们将探讨 Java 8 、 Java 11 、 Java 17 以及最新的 Java 21 版本 之间的差异。了解这些差异能帮助开发者和组织选择最适合他们项目的版本。

1. Java发布周期概览

2. 每个Java版本的主要特点

   以下是支持的Java版本：

• Java 8 (长期支持版本)

• Java 11 (长期支持版本)

• Java 17 (长期支持版本)

• Java 21 (长期支持版本)

1. 性能增强
2. 新语言功能
3. 工具和API的改进
4. 废弃和移除的功能
5. 迁移考虑事项
6. 总结

从Java 9起，Oracle引入了新的六个月发布周期。这意味着每隔半年就会有一个新的Java版本发布。然而，长期支持（LTS）版本，例如Java 8、11、17等，现在则是21，每几年发布一次，且支持时间更长。

2014年3月发布的Java 8 仍然是最常用的 Java 版本之一，由于其稳定性和长支持周期。主要特性包括：

• Lambda 表达式：通过允许将方法视为一等公民，促进了函数式编程的应用。
• 流式 API：提供了一种强大的方式来处理对象集合。
• 默认方法：允许接口包含默认方法实现，从而提高了向后兼容性。
• Optional 类：减少了空检查，并有助于防止 NullPointerException。

2018年9月发布的 Java 11 是继 Java 8 之后的第一个长期支持版（LTS），并且标志着现代 Java 的开始。主要特性包括：

• Lambda 表达式中的局部变量语法：在 lambda 表达式中使用 var。
• HTTP 客户端（标准）：新的 HttpClient API 替换了 HttpURLConnection，支持 HTTP/2 和 WebSocket（WebSocket 是全大写）。
• 嵌套访问控制：改进了嵌套类的封装。
• 弃用 Pack200：移除了各种库，以鼓励现代化。

2021年9月发布的 Java 17 是 LTS 迁移中最受欢迎的版本。主要功能包括：

• 密封类：允许开发者定义受限的类层次结构。
• instanceof 的模式匹配：简化类型检查。
• 记录：引入了不可变数据类的简洁语法。
• 默认强封装：进一步加强了在 Java 9 中引入的模块系统执行。
• 外部函数与内存 API（孵化中）：促进了更好的原生互操作。

在2023年9月发布的Java 21带来了许多新的特性和改进之处。

• 增强的 switch 模式匹配 : 增加了更表达力强且更安全的 switch。
• 启用记录解构的模式匹配 : 启用了记录解构的模式匹配。
• 虚拟线程（Loom 项目） : 轻量级线程以简化编写高吞吐量、可扩展应用程序。
• 范围内的值 : Loom 项目的一个增强功能，用于在多线程中传递灵活的状态。
• 结构化并发（孵化阶段） : 提供了一种并发任务模型，任务生命周期绑定到父任务。
• 外部函数与内存 API（最终版本） : 最终版本 API 以高效地与原生代码进行互操作。

Java 11及以后的版本在垃圾收集、启动速度和内存利用方面有了显著的性能提升。

• Java 8 ：默认使用 Parallel GC。
• Java 11 ：引入了 Z 垃圾收集器 (ZGC) 和 G1GC 作为低延迟应用默认的垃圾收集器。
• Java 17 ：G1GC 和 ZGC 得到了进一步优化。
• Java 21 ：包括对 虚拟线程 的增强以及垃圾收集算法的改进。

快速对比一下语言功能的改进：

• Java 8：引入了一些最广为采用的特性，如 Lambda 和 Stream API。
• Java 11：引入了新的 HttpClient 功能等改进，并移除了 javaws 等工具。
• Java 17：改进了 API，如 RandomGenerator、Stream 和 Optional。密封类和记录类型成为了永久性特性。
• Java 21：包含了最终确定的 外部函数与内存 API，并引入了支持结构化并发的新 API。

每个新版本的 Java 都会弃用旧特性并移除不再支持的 API。

• Java 11：移除了像 java.xml.ws 这样的已废弃模块，以及像 javaws 这样的工具。
• Java 17：弃用了安全管理器，并最终移除了像 Nashorn JavaScript 引擎这样的旧版 API。
• Java 21：继续这一趋势，进一步弃用过时的功能，从而提升语言的整体性能和安全性。

从 Java 8 或 Java 11 升级到如 Java 17 或 Java 21 这样的新版本在性能和功能集方面提供了显著的优势，但也可能面临一些挑战：

• 依赖兼容性：一些库或框架可能尚未与较新的 Java 版本兼容，因此需要注意兼容性问题。
• 新 API：采用新的 API，例如 HTTP 客户端或记录类型，可能需要修改现有代码。
• 垃圾收集与性能调优：新版本带来了优化的垃圾收集器，但可能需要根据应用程序的需求进行相应的调优。

• Java 8 ：仍然被广泛使用，但缺少现代特性。
• Java 11 ：一个稳定的LTS版本，提供现代特性的同时仍保持对旧系统的兼容性。
• Java 17 ：由于它在现代特性和长期支持之间的平衡，它是最推荐的LTS版本。
• Java 21 ：最新的LTS版本，带来了诸如虚拟线程和结构化并发等最新特性。

选择合适的Java版本取决于您的应用程序的具体需求，但转向最新LTS版本，例如17或21，将使您的应用程序未来兼容，并提供性能提升。

本文为开发者在决定使用哪个不同的Java版本时提供了清晰的对比和指南，强调了这些版本在性能、语言功能及API工具上的提升。