Les nouveautés de Java 21 - Devoxx MA 2023.pdf

1
les nouveautés de
Java 21
@jmdoudoux
JMdoudouX
12 octobre 2023

Sciam
Java SE en 2023
2
Java poursuit son évolution
En respectant le rythme de release tous les 6 mois
Java 20 le 21 mars et Java 21 le 19 septembre 2023
JDK 21 est une version LTS
Depuis la réduction de 3 à 2 ans entre 2 LTS après Java 17
OpenJDK 21 est l’implémentation de référence
Des spécifications de la version 21 de Java SE
Des patchs seront disponibles
Au moins jusqu’à la prochaine version LTS

Sciam
Java 21
Les spécifications dans la JSR 396
3
15 JEPs :
JEP 430 : String Templates (Preview)
JEP 431 : Sequenced Collections
JEP 439 : Generational ZGC
JEP 440 : Record Patterns
JEP 441 : Pattern Matching for switch
JEP 442 : Foreign Function & Memory API (Third Preview)
JEP 443 : Unnamed Patterns and Variables (Preview)
JEP 444 : Virtual Threads
JEP 445 : Unnamed Classes and Instance Main Methods (Preview)
JEP 446 : Scoped Values (Preview)
JEP 448 : Vector API (Sixth Incubator)
JEP 449 : Deprecate the Windows 32-bit x86 Port for Removal
JEP 451 : Prepare to Disallow the Dynamic Loading of Agents
JEP 452 : Key Encapsulation Machanism API
JEP 453 : Structured Concurrency (Preview)

Sciam 4
Jean-Michel Doudoux
https://www.jmdoudoux.fr
@jmdoudoux
Co-fondateur du
Auteur de 2 didacticiels
Diffusés sous licence GNU FDL
• Développons en Java (4000 pages)
• Développons en Java avec Eclipse
Senior Tech Lead
chez

Sciam
Roadmap
Les fonctionnalités
du projet Amber
5
Les évolutions
du projet Loom
dans la JVM Hotspot
dans les API Java Core
Les fonctionnalités du projet Panama
dans les outils du JDK
dans la sécurité

Sciam
du projet Amber
Record Patterns
Pattern Matching for switch
String Templates (Preview)
Unnamed Patterns and Variables (Preview)
Unnamed Classes and Instance Main Methods (Preview)

Sciam
Record Patterns
En preview en Java 19 (JEP 420) et 20 (JEP 432)
7
Standard en Java 21
Type pattern utilisable avec le pattern matching sur les records
record Employe(String nom, String prenom) {}
Object o = new Employe("Nom1", "Prenom1");
if (o instanceof Employe emp) {
System.out.println("Employe : "+emp.nom()+" "+emp.prenom());
}
Ajouter un nouveau pattern utilisable dans le pattern matching
Le record pattern pour déconstruire les valeurs d’un record
if (o instanceof Employe(String nom, String prenom)) {
System.out.println("Employe : "+nom+" "+prenom);
}

Sciam
switch (o) {
case Employe emp -> System.out.println(emp);
case Grade(String code,String designation) -> System.out.println("Grade " + designation + "(" + code + ")");
default -> System.out.println("Type non supporté");
}
Record Patterns
Utilisable avec une instruction instanceof ou switch
Type pattern et record pattern peuvent être combinés
Dans un même switch
Java 20 : utilisable dans une boucle for améliorée
List<Employe> employes = List.of(new Employe("Nom1", "Prenom1"));
for(Employe(var nom, var prenom) : employes) {
System.out.println(nom + " " + prenom);
}
8
Java 21 : retiré

Sciam
Record Patterns
Le nom des variables peut être différents de celui des composants
Seuls l’ordre et le type des composants doivent être respectés
if (o instanceof Employe(String n, String p)) {
System.out.println("Employe : " + n + " " + p);
}
if (o instanceof Employe(var nom, var prenom)) {
System.out.println("Employe : "+nom+" "+prenom);
}
Utilisation possible de l’inférence du type dans le pattern
9
record Mono<T>(T val) implements Container<T> {}
Mono<Mono<String>> monoDeMono = new Mono<>(new Mono<>("valeur"));
Java 20 : support de l'inférence des types d’arguments génériques
if (monoDeMono instanceof Mono(Mono(var s))) {
System.out.println("mono contient " + s);
}

Sciam
record Grade(String code, String designation) {}
record Employe(String nom, String prenom, Grade grade) {}
Object o = new Employe("Nom1", "Prenom1", new Grade("DEV", "Développeur"));
if (o instanceof Employe(var nom, var prenom, Grade(var code, var designation))) {
System.out.println("Employe : " + nom + " " + prenom + ", "+ designation);
}
Record Patterns
Les record patterns peuvent être imbriqués
La valeur null ne correspond à aucun record pattern
10

Sciam
Historiquement 4 preview en Java
17 (JEP 406), 18 (JEP 420), 19 (JEP 427) et 20 (JEP 433)
But : utiliser le pattern matching dans une instruction switch
En maintenant la compatibilité syntaxique
Avec un support de la valeur null contrairement à la levée historique d’une NPE
11
static String getDesignation(Object obj) {
String designation = switch (obj) {
case Terrain t -> "Terrain";
case null -> "Instance null";
default -> "Pas un terrain";
};
return designation;
}
Standard en Java 21
Plusieurs patterns utilisables
Type pattern
Teste la correspondance sur un type

Sciam
Record Pattern
Déconstruit un record
Utilise le nouveau mot clé contextuel when
12
static String getDesignation(Object obj) {
String designation = switch (obj) {
case Terrain t
when (t.getSurface() > 1000) -> "Grand terrain";
case Terrain t -> "Petit terrain";
case null -> "Instance null";
default -> "Pas un terrain";
};
return designation;
}
Utilisation possible d’un Guarded pattern case label
Combine un pattern et une expression booléenne dans un case
Parenthesized pattern retiré en Java 21

Sciam
Possibilité de mixer constantes et patterns
13
L’exhaustivité des cas d’un switch doit être satisfaite
Sinon erreur de compilation : implique fréquemment l’utilisation d’un default
Au runtime une exception de type java.lang.MatchException est levée
Exemple : sur un type scellé ou une énumération par exemple
String getEnv(String env) {
return switch (env) {
case "Prod" -> "Production";
case String s -> "Hors production";
};
}
static String formater(Number nombre) {
return switch (nombre) { // erreur : the switch expression does not cover all possible input values
case Integer i -> String.format("Entier %d", i);
case Long l -> String.format("Entier long %d", l);
}; }

Sciam
Le compilateur vérifie la dominance des patterns
Les patterns les plus restrictifs doivent être avant les moins restrictifs
14
static String formater(Object o) {
return switch (o) {
case Number n -> String.format("Nombre %f", n);
case Integer i -> String.format("Entier %d", i); // erreur this case label is dominated by a preceding case label
case Long l -> String.format("Entier long %d", l);
default -> o.toString();
};
}
Idem avec les guarded patterns case label
String taille = switch (chaine) {
case String s -> "Moyenne";
case String s when s.length() < 10 -> "Petite"; // erreur this case label is dominated by a preceding case label
case String s when s.length() > 100 -> "Grande";
};

Sciam
Sémantique d'exécution d’un switch avec le pattern matching
Lorsque la valeur est null et que le cas null n’est pas explicitement géré :
Elle est étroitement alignée sur la sémantique historique des switchs
15
public static void main(String[] args) {
String chaine = null;
switch (chaine) {
case String s -> {
System.out.println("traitement chaine");
System.out.println("taille : " + s.length());
}
}
}
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
at java.base/java.util.Objects.requireNonNull(Objects.java:233)
at TestSwitchPattern.main(TestSwitchPattern.java:5)

Sciam
Java 21 autorise les constantes d'énumération qualifiées
Dans les cases des switchs afin d’éviter d’avoir à utiliser un guarded pattern case label
16
public sealed interface MonInterface permits MonEnum, MaClasse {}
public enum MonEnum implements MonInterface { PAIRE, IMPAIRE }
public final class MaClasse implements MonInterface {}
// …
static void traiter(MonInterface c) {
switch (c) {
// case MonEnum e when e == MonEnum.PAIRE -> { System.out.println("Paire"); }
case MonEnum.PAIRE -> { System.out.println("Paire"); }
case MonEnum.IMPAIRE -> { System.out.println("Impaire"); }
case MonEnum e -> { System.out.println("MonEnum"); }
case MaClasse mc -> { System.out.println("MaClasse"); }
}
}

Sciam
Courant de devoir créer des chaînes de caractères composées
À partir d'une combinaison de textes littéraux
Et de valeurs ou d'expressions
17
Historiquement plusieurs fonctionnalités, toutes avec inconvénients
String s = x + " + " + y + " = " + (x + y);
MessageFormat mf = new MessageFormat("{0} + {1} = {2}");
String s = mf.format(x, y, x + y);
String s = String.format("%2$d + %1$d = %3$d", x, y, x + y);
String t = "%2$d + %1$d = %3$d".formatted(x, y, x + y);
String s = new StringBuilder()
.append(x)
.append(" + ")
.append(y)
.append(" = ")
.append(x + y)
.toString();
De nombreux langages proposent l'interpolation de chaînes
Comme alternative à la concaténation de chaînes

Sciam
La plupart des langages supportent l’interpolation de chaînes
Mais le résultat peut parfois engendrer des soucis indirects
Exemple : SQL ou JSON injection
18
En combinant :
- Un texte littéral avec des expressions intégrées
- Et un processeur de templates
Pour produire des chaînes de caractères construites dynamiquement
Avec la clarté de l’interpolation et un résultat plus sûr
Le but : enrichir le langage Java avec des string templates
Qui complètent les chaînes littérales et les blocs de texte
Possibilité de créer une instance de type quelconque
Avec un processeur de templates personnalisés

Sciam
Nouveau type d'expression dans le langage : les templates expressions
Pour effectuer une interpolation de chaîne pour créer une chaîne ou un objet
19
Syntaxiquement, ressemble à une chaîne littérale avec un préfixe :
String prenom = "Jean-Michel";
String message = STR."Bonjour {prenom}";
Une template expression est composée de trois éléments :
1) Un processeur de templates (STR)
2) Un caractère point (U+002E), celui utilisé dans les autres expressions
3) Un template ("Bonjour {prenom}")
qui contient une expression intégrée ({prenom})
Le template peut utiliser plusieurs lignes de code source
En utilisant une syntaxe similaire à celle des blocs de texte

Sciam
3 processeurs de templates dans le JDK
20
STR : effectue une interpolation pour créer une chaîne
int x = 10, y = 20;
String s = STR."{x} + {y} = {x + y}";
FMT : effectue une interpolation pour créer une chaîne
Il interprète les spécificateurs de format à gauche des expressions intégrées
Les spécificateurs de format sont ceux définis dans java.util.Formatter
RAW : produit un objet de type StringTemplate
String prenom = "Jean-Michel";
StringTemplate st = RAW."Bonjour {prenom}";
String message = STR.process(st);

Sciam
Possibilité de définir des processeurs de templates personnalisés
Pour générer des chaînes ou des objets qui peuvent être validés
21
Une instance de l'interface fonctionnelle StringTemplate.Processor
Implémenter l’unique méthode process()
Utilisation de la fabrique StringTemplate.Processor::of
Pour obtenir une instance
var JSON = StringTemplate.Processor.of((StringTemplate st) -> new JSONObject(st.interpolate()));
String nom = "Durant";
String prenom = "Pierre";
JSONObject doc = JSON."""
{
"nom": "{nom}",
"prenom": "{prenom}"
}""";

Sciam
Enrichit le langage d’une syntaxe
Pour les patterns inutilisés dans les records pattern imbriqués
Et les variables inutilisées qui doivent être déclarées
22
Unnamed pattern : un pattern inconditionnel qui ne correspond à rien
Utilisable dans un pattern imbriqué à la place d'un type ou record pattern
record Grade(String code, String designation) {}
record Employe(String nom, String prenom, Grade grade) {}
Object o = new Employe("Nom1", "Prenom1", new Grade("DEV", "Développeur"));
if (o instanceof Employe(var nom, var prenom, _)) {
System.out.println("Employe : " + nom + " " + prenom);
}
Utilisant le 51eme mot clé réservé de Java : _

Sciam
Unnamed pattern variable :
Utilisable avec tous types de patterns
23
Unnamed variable : peut être initialisée mais non utilisée dans
Une variable locale dans un bloc
Une ressource dans un try-with-resources
L'en-tête d'une boucle for et for améliorée
Une exception d'un bloc catch
Un paramètre formel d'une expression Lambda
try (var _ = ScopedContext.acquire()) {
var _ = service.traiter((_, _) -> System.out.printn("traiter"));
} catch (Throwable _) { }
if (o instanceof Employe(var nom, var _, _)) {
System.out.println("Employe : " + nom);
}
Utilisable plusieurs fois dans la même portée

Sciam
Utile dans des switchs avec des patterns sur des types scellés
24
void traiterFormeRonde(Forme forme) {
switch(forme) {
case Cercle c -> afficher(c);
case Carre c -> {}
case Rectangle r -> {}
}
}
switch(forme) {
default -> {}
}
switch(forme) {
case Carre _, Rectangle _ -> {}
}
Impossible d’avoir plusieurs patterns
nommés dans un case
Risque de bug en cas d’ajout d’un type :
sealed interface Forme permits Cercle, Carre, Rectangle {}
Utilisation possible de default
préférable d’utiliser des unnamed variables

Sciam
Unnamed Classes and Instance Main Methods
(Preview)
25
Plutôt compliqué
public class HelloWorld {
System.out.println("Hello world");
}
}
Les buts :
Faire évoluer le langage pour simplifier les programmes simples
Et faciliter l’apprentissage des débutants avec le langage Java
Méthode d’instance main()
class HelloWorld {
void main() {
}
}
void main() {
}
Classe sans nom (unnamed class)
Deux évolutions dans une classe unique

Sciam
Les fonctionnalités du
projet Loom
Virtual Threads
Structured Concurrency (Preview)
Scoped Values (Preview)

Sciam
Virtual Threads
Chaque thread Java est directement mappé à un thread de l’OS
Depuis Java 1.0
Ce modèle n’est pas optimal
Car un thread de la plateforme est coûteux en ressources
Notamment à cause de la taille fixe (par défaut) de sa pile
27
Cela limite le nombre de threads qui peuvent être utilisés
Décharge la JVM de se préoccuper de tâches réalisées par l’OS
Ordonnancement et changement de contexte des threads
Or on utilise de plus en plus de threads
Qui généralement passent beaucoup de temps à attendre la fin d’une opération bloquante

Sciam
Virtual Threads
Introduction d’un nouveau type de threads : des threads virtuels
Plusieurs objectifs :
28
Ce sont des threads « légers » gérés dans la JVM
Non lié à un thread de la plate-forme dédié
Qu’il utilise uniquement lors de l’utilisation de la CPU par ses traitements
• Assurer une adoption par le code existant
Qui utilise l'API java.lang.Thread avec un impact minimum
• Conserver le style « un thread par requête »
Avec une meilleure utilisation des ressources requises
• Permettre le débogage, le profilage et le dépannage
Avec les outils existants du JDK
En preview Java 19 (JEP 425) et 20 (JEP 436)
En standard Java 21 (JEP 444)

Sciam
Virtual Threads
Exécutent du code qui ne bloque pas les threads de l’OS
Contrairement aux verrous ou aux opérations bloquantes (I/O par exemple)
Si le thread virtuel exécute une action bloquante dans les API du JDK
La JVM enregistrement la stack dans le heap et exécute l’action en non bloquante
29
Le thread porteur peut alors exécuter un autre thread virtuel
Mapping M:N entre threads virtuels et threads de l’OS
Grâce à un ForkJoinPool dédié qui fournit les threads porteurs (carrier threads)
Une fois l’action non bloquante terminée
L’exécution des traitements du thread virtuel est reprise sur un thread porteur
Potentiellement différent
Ce mécanisme est géré en interne par les API du JDK
En utilisant des objets de type Continuation et ContinuationScope
Et est transparent pour le développeur

Sciam
Virtual Threads
La classe finale package-private java.lang.VirtualThread
Hérite de java.lang.Thread
Pas de constructeur public
L’interface scellée Thread.Buidler propose deux interfaces filles
Thread.Builder.OfVirtual et Thread.Builder.OfPlatform
Dont on obtient une instance avec Thread::ofVirtual et Thread::ofPlatform
30
Le plus simple est d’utiliser Thread::startVirtualThread
Pour démarrer un nouveau thread virtuel qui exécute un Runnable
Thread t = Thread.startVirtualThread(() -> {
System.out.println("Thread : " + Thread.currentThread());
});
var threadVirtuel = Thread.ofVirtual().name("app-thread-virtuel-", 0).start(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread());
});
threadVirtuel.join();

Sciam
Virtual Threads
Plusieurs restrictions sur les threads virtuels :
31
• Ils sont obligatoirement des threads démons
• stop(), resume(), suspend() lèvent une UnsupportedOperationException
• La priorité est obligatoirement Thread.NORM_PRIORITY
• Ils ne peuvent pas être associés à un ThreadGroup
• getThreadGroup() renvoie un groupe "VirtualThreads" fictif qui est vide
• getAllStackTraces() renvoie une Map qui contient uniquement que les threads de l’OS
plutôt que de tous les threads
Ne pas mettre les threads virtuels dans un pool
Aucune utilité vue leur faible coût de création

Sciam
Virtual Threads
Peuvent améliorer le débit des applications
Lorsque le nombre de tâches simultanées est important
Et que les tâches ne requièrent pas de manière intensive la CPU
32
Deux scénarios bloquants peuvent limiter l’intérêt des threads virtuels
Car ils laissent le thread virtuel associé à son thread porteur
• L’exécution d’un bloc de code synchronized
Il est préférable d’utiliser si possible un ReentrantLock
• Lors de l’exécution d’une méthode native
Option de la JVM pour identifier ces cas
Un événement JFR : jdk.VirtualThreadPinned
-Djdk.tracePinnedThreads=full ou short

Sciam
Structured Concurrency (preview)
Propose un nouveau modèle de programmation
Grâce au traitement de plusieurs tâches
Exécutées dans différents threads virtuels comme une seule unité de travail
33
Fork/Join et concurrence structurée sont complémentaires
Le but : simplifier la programmation multithread
En rationalisant la gestion des erreurs et l'annulation,
En améliorant la fiabilité et en renforçant l'observabilité
Fork/Join
Conçu pour traiter des tâches à forte intensité
de calcul sur une courte durée
Utilise des threads de l’OS
Complexe à mettre œuvre
Concurrence structurée
Conçue pour traiter des tâches à forte intensité
d'E/S
Utilise des threads virtuels
Facile à mettre en oeuvre

Sciam
API en incubation en Java 20
Classe principale : java.util.concurrent.StructuredTaskScope
34
Le modèle permet une écriture du code dans un style synchrone
Avec une exécution en asynchrone
Le code est ainsi facile à écrire, à lire et à tester
API en preview en Java 21
Dans le package java.util.concurrent

Sciam
La mise en œuvre en plusieurs étapes
35
Facture getFacture(String codeClient, long idCommande) throws ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException {
Facture resultat = null;
return resultat;
}
 Créer une instance dans un try-with-resource
try (var scope = new StructuredTaskScope()) { 
}
return resultat;
}
 Invoquer la méthode fork() pour chaque sous-tâche à exécuter
Subtask<Client> clientFuture = scope.fork(() -> this.getClient(codeClient)); 
Subtask<Commande> commandeFuture = scope.fork(() -> this.getCommande(idCommande));
}
return resultat;
}
 Attendre la fin de l’exécution des sous-tâches
• Soit sans timeout en utilisant la méthode join()
• Soit avec timeout en utilisant la méthode joinUntil()
scope.joinUntil(Instant.now().plusSeconds(15)); 
}
return resultat;
}
 Exploiter les résultats obtenus dans des instances de type Subtask (Future en Java 20)
scope.joinUntil(Instant.now().plusSeconds(15)); 
resultat = this.genererFacture(clientFuture.get(), commandeFuture.get()); 
}
return resultat;
}

Sciam
La classe StructuredTaskScope.ShutdownOnFailure
Propose un modèle invoke all
36
Qui exécute toutes les sous-tâches
Et termine toutes les sous-tâches en cours si une sous-tâche lève une exception
Facture getFacture(String codeClient, long idCommande)
throws ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException {
try (var scope = new StructuredTaskScope.ShutdownOnFailure()) {
Subtask<Client> clientFuture = scope.fork(() -> this.getClient(codeClient));
scope.joinUntil(Instant.now().plusSeconds(15));
scope.throwIfFailed();
resultat = this.genererFacture(clientFuture.get(), commandeFuture.get());
}
return resultat;
}

Sciam
La classe StructuredTaskScope.ShutdownOnSuccess
Propose un modèle invoke any
37
Qui renvoie le résultat de la première sous-tâche terminée
Et termine les autres sous-tâches restantes
Temperature getTemperature(String ville) throws InterruptedException, ExecutionException {
Temperature resultat = null;
try (var scope = new StructuredTaskScope.ShutdownOnSuccess<Temperature>()) {
serviceMeteos.forEach(f -> {
scope.fork(() -> f.getTemperature(ville));
}
);
scope.join();
resultat = scope.result();
}
return resultat;
}

Sciam
Possibilité de créer son propre scope
En héritant de la classe StructuredTaskScope
Et en y implémentant ses propres règles métiers
38
class ComposantLePlusLegerScope extends StructuredTaskScope<Composant> {
private final Collection<Composant> composants = new ConcurrentLinkedQueue<>();
private final Collection<Throwable> exceptions = new ConcurrentLinkedQueue<>();
@Override
protected void handleComplete(Subtask<? extends Composant> subtask) {
switch (subtask.state()) {
case SUCCESS -> this.composants.add(subtask.get());
case FAILED -> this.exceptions.add(subtask.exception());
case UNAVAILABLE -> {}
}
}

Sciam
39
public Exception exceptions() {
RuntimeException exception = new RuntimeException("Impossible d'obtenir le composant le plus leger");
exceptions.forEach(exception::addSuppressed);
return exception;
}
public Composant getComposant() throws Exception {
return composants.stream().min(Comparator.comparing(Composant::poids))
.orElseThrow(this::exceptions);
}
}

Sciam
Pour partager des objets dans le code exécuté par un thread
Historiquement depuis Java 1.2, on utilise une variable de type ThreadLocal
L’API ScopedValue tente de remédier à ces inconvénients
40
Mais cela présente plusieurs risques :
Mutable, fuite de mémoire, consommation de ressources
public final static ScopedValue<String> VALEUR = ScopedValue.newInstance();
Création d’une instance généralement statique et publique
Stocker et de partager des données immuables
Pour une durée de vie limitée à des traitements du thread qui les a écrits
En incubation dans Java 20 (JEP 429)
En preview dans Java 21 (JEP 446)

Sciam
where() pour définir une valeur, chainable pour plusieurs valeurs
get() pour obtenir la valeur ou lève une NoSuchElementException
41
Pour exécuter une tâche dans le thread courant
System.out.println((VALEUR.isBound() ? VALEUR.get() : "non definie"));
isBound() pour savoir si une valeur est associée au thread
run() : sous la forme d’une implémentation de Runnable
ScopedValue.where(VALEUR, "test").run(() -> { afficherValeur(); });
Ou call() : sous la forme d’une implémentation de Callable
String valeur = ScopedValue.where(VALEUR, "test")
.<String>call(monService::traiter);

Sciam
Réassociation d’une valeur pour un traitement sous-jacent
Partage avec les threads virtuels d’une StucturedTaskScope
42
ScopedValue.where(VALEUR, "valeur", () -> {
try (var scope = new StructuredTaskScope<String>()) {
afficherValeur();
scope.fork(monServiceA::traiter);
scope.fork(monServiceB::traiter);
scope.joinUntil(Instant.now().plusSeconds(10));
} catch (InterruptedException | TimeoutException e) {
e.printStackTrace();
}
});
ScopedValue.where(VALEUR, "valeur").run(() -> {
afficherValeur(); // valeur
ScopedValue.where(VALEUR, "autre-valeur").run(monService::traiter); // autre-valeur
afficherValeur(); // valeur
});

Sciam
Les évolutions
dans les API de Java Core
Sequenced Collections

Sciam
Sequenced collections
L’API Collections propose des collections ordonnées
Mais n’est pas homogène dans les fonctionnalités proposées
44
Les opérations liées à l'ordre de parcours sont soit incohérentes soit absentes
Premier élément Dernier élément
List list.get(0) list.get(list.size() - 1)
Deque deque.getFirst() deque.getLast()
SortedSet sortedSet.first() sortedSet.last()
LinkedHashSet linkedHashSet.iterator().next()
Des implémentations permettent d'obtenir le premier ou le dernier élément
Chacune avec leurs méthodes, dont certaines pas évidentes ou inexistantes
Idem pour le parcours dans l’ordre inverse

Sciam
Introduire 3 nouvelles interfaces
Pour représenter des collections avec un ordre de parcours défini
45
Elles possèdent :
Des éléments parcourables du premier au dernier élément dans un certain ordre
Fournissent des API uniformes pour accéder au 1er et dernier élément
Et pour parcourir ses éléments dans l'ordre inverse
SequencedSet
SequencedCollection
SequencedMap

Sciam
46

Sciam
La classe java.net.http.HttpClient
Implémente l’interface AutoClosable
47
Plusieurs méthodes ont été ajoutées pour gérer l’arrêt :
boolean awaitTermination(Duration)
Bloque jusqu'à ce que toutes les opérations soient terminées
ou jusqu'à ce que la durée soit écoulée
void close()
boolean isTerminated()
void shutdown()
Demande un arrêt ordonné des requêtes précédemment soumises
Aucune nouvelle requête n'est acceptée
void shutdownNow()
try (var client = HttpClient.newHttpClient()) {
// utilisation du client
}

Sciam
Les évolutions dans les autres API
Ajout dans les classes java.lang.StringBuffer et StringBuilder
repeat(CharSequence, int) et repeat(int, int)
48
Ajout dans la classe lava.lang.Math et StrictMath
Surcharges de clamp(valeur, min, max)
la valeur retournée est comprise entre min et max
Pour les types primitifs double, float, long et int
Ajout dans la classe java.lang.String
int indexOf(String str, int beginIndex, int endIndex)
int indexOf(int ch, int beginIndex, int endIndex)
String[] splitWithDelimiters(String regex, int limit)
Agit comme la méthode split() mais renvoie aussi le délimiteur
Ajout dans la classe java.util.regex.Pattern
String[] splitWithDelimiters(CharSequence input int limit)
Agit comme la méthode split() mais renvoie aussi le délimiteur

Sciam
Ajout de méthodes dans la classe java.utils.Collections
newSequencedSetFromMap(SequencedMap)
unmodifiableSequencedCollection(SequencedCollection)
unmodifiableSequencedMap(SequencedMap)
unmodifiableSequencedSet(SequencedSet)
void shuffle(List<?>, RandomGenerator) : surcharge avec RandomGenerator
49
Ajout de méthodes dans la classe java.util.Locale
Stream<Locale> availableLocales()
String caseFoldLanguageTag(String)
pour formatter le code langue selon la RFC5646
var randomizer = RandomGenerator.getDefault();
Collections.shuffle(liste,randomizer);
String langue = Locale.caseFoldLanguageTag("fr-fr"); // fr-FR

Sciam
Ajout de méthodes dans la classe java.lang.Character
pour le support des Emojis
isEmoji(int)
isEmojiComponent(int)
isEmojiModifier(int)
isEmojiModifierBase(int)
isEmojiPresentation(int)
isExtendedPictographic(int)
50

Sciam
Les évolutions
dans la JVM HotSpot
Generational ZGC
Deprecate the Windows 32-bit x86 Port for Removal
Prepare to Disallow the Dynamic Loading of Agents

Sciam
Generational ZGC
Rendre le ramasse-miettes ZGC générationnel
52
Tout en maintenant les caractéristiques actuelles
Activation avec les options :
-XX:+UseZGC -XX:+ZGenerational
Les tailles de tas allant de quelques centaines de Mo à 16 To
Les temps de pause ne doivent pas dépasser 1 milliseconde
ZGC générationnel devrait être une meilleure solution
Pour la plupart des cas d'utilisation que le ZGC non générationnel

Sciam
Les évolutions dans G1
Durant les Full GC, autorisation des objets volumineux à être déplacés
Permet de réduire les risques d’OOME liés à la fragmentation des régions
53
Durant les full GC, amélioration du compactage
Le « Hot Card Cache » a été retiré
Permet de réduire la consommation de mémoire native de 0.2%
Le tear down et set up des TLABs par thread ont été parallélisés
Pour réduire les temps de pauses avec beaucoup de threads
La fonction de GC préventifs a été complètement retirée

Sciam
Prepare to Disallow the Dynamic Loading of Agents
Le but est d’émettre un avertissement
lorsqu’un agent est chargé dynamiquement dans une JVM en cours d'exécution
54
Pour préparer les utilisateurs à une future version
qui interdira le chargement dynamique des agents par défaut
sauf pour les outils de maintenance
Utilisation l'option -XX:+EnableDynamicAgentLoading de la JVM
Pour permettre de charger dynamiquement des agents sans avertissement
L’option -Djdk.instrument.traceUsage de la JVM
affiche un message et une stacktrace
lors de l’invocation de l’API java.lang.Instrument
facilite l’identification les bibliothèques
qui utilisent des agents chargés dynamiquement

Sciam
Les évolutions
dans les outils du JDK

Sciam
Les vues JFR (views)
Support des vues JFR
Qui permettent d’afficher une agrégation d’événements
56
Sur un enregistrement : l’option view de la commande jfr
Plusieurs options de formatage
La commande JFR.view de la commande jcmd sur une JVM
Par défaut les 10 dernières minutes ou les derniers 32Mo
Modifiable avec les options les options maxage et maxsize
+/- 70 vues prédéfinies sont proposées
hot-methods, gc-pauses, pinned-threads, gc, memory-leaks-by-class, ...
Pour obtenir la liste des vues : jcmd <pid> JFR.view ou jfr view
jfr view [--verbose] [--width <integer>] [--truncate <mode>] [--cell-height <integer>] <view> <file>
jcmd <pid > JFR.view <view>

Sciam
Interdiction de plusieurs ; entre imports
Avant Java 21
Le compilateur javac autorise d’avoir plusieurs ; entre des imports
57
Java 21
Le compilateur javac interdit d’avoir plusieurs points-virgules entre imports
C:>javac MaClasse.java
MaClasse.java:1: error: extraneous semicolon
import java.util.List;;
^
1 error
C:>javac MaClasse.java
C:>
import java.util.List;;
import java.util.Set;
class MaClasse { }

Sciam
Les évolutions
dans la sécurité
L’API Key Encapsulation Mecanism

Sciam
La sécurité
Mises à jour de certificats racine des CA dans le keystore cacert
59
Les options -genseckey et –importpass de keytool affichent un warning
Lorsque l'option –keyalg utilise des algo basés sur des mots de passe faibles
Suppression de l’API ContentSigner
Et des options -altsigner et –altsignerpath de l’outil jarsigner
L'implémentation du KeychainStore de macOS
expose maintenant les certificats avec une confiance appropriée
dans le domaine de l'utilisateur, le domaine de l'administrateur, ou les deux
Augmentation de la taille par défaut des clés de plusieurs algorithmes
Support de l’algorithme de signature standard "HSS/LMS" (RFC 8554)

Sciam
L’API Key Encapsulation Mecanism
KEM permet l’échange d’une clé symétrique partagée sécurisée
60
En utilisant les API du package javax.crypto
Un générateur d’une paire de clé (publique/privée)
KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance("X25519"); KeyPair kp = kpg.generateKeyPair();
KEM kemSender = KEM.getInstance("DHKEM");
KEM.Encapsulator sender = kemSender.newEncapsulator(kp.getPublic());
KEM.Encapsulated encapsulated = sender.encapsulate();
// envoyer le byte[] retourné par encapsulated.encapsulation()
Une fonction d’encapsulation qui utilise la clé publique pour chiffrer
KEM kemReceiver = KEM.getInstance("DHKEM");
KEM.Decapsulator receiver = kemReceiver.newDecapsulator(kp.getPrivate());
SecretKey sharedKey = receiver.decapsulate(encapsulated.encapsulation());
Une fonction de désencapsulation qui utilise la clé privée pour déchiffrer
Configuration possible des algorithmes de génération de clé et de chiffrement

Sciam
du projet Panama
Foreign Function & Memory API (Third Preview)
Vector API (Sixth Incubator)

Sciam
Foreign Function & Memory API (Third Preview)
API de bas niveau pour de manière simple, sûre et efficace :
• Accéder à des données en mémoire hors du tas (off heap memory)
• Invoquer des fonctions natives
Proposée en preview en Java 19 (JEP 424), 20 (JEP 434) et 21 (JEP 442)
Elle est maintenant dans le module java.base
62
Historiquement, fusion de 2 JEPs introduites en incubation :
Foreign-Memory Access API en Java 14 (JEP 370, 383, et 393)
Et Foreign Linker API en Java 16 (JEP 389)
Proposée en incubation en Java 17 (JEP 412) et Java 18 (JEP 419)
Attention : cette API évolue beaucoup
Dans chacune des versions de Java où elle est proposée

Sciam
L’API de bas niveau
2) Pour invoquer du code natif
Une future alternative à l’API JNI présente depuis Java 1.1
63
1) Pour accéder à des données
En mémoire hors du tas (off heap memory)
De manière sûre et performante
Alternative à certaines fonctionnalités
De java.nio.ByteBuffer (pas performante mais sûre)
Et sun.misc.Unsafe (non standard)
Foreign Function & Memory API (Third
Preview)

Sciam
public class DialogFFM {
try {
System.loadLibrary("user32");
Optional<MemorySegment> msgBoxFunction = SymbolLookup.loaderLookup().find("MessageBoxA");
FunctionDescriptor msgBoxFunctionDesc = FunctionDescriptor.of(JAVA_INT, ADDRESS, ADDRESS, ADDRESS, JAVA_INT);
Linker linker = Linker.nativeLinker();
MethodHandle methodHandle = linker.downcallHandle(msgBoxFunction.get(), msgBoxFunctionDesc);
try (Arena offHeap = Arena.ofConfined()) {
MemorySegment cStringMessage = offHeap.allocateUtf8String("Voulez-vous utiliser Java 21 ?");
MemorySegment cStringTitre = offHeap.allocateUtf8String("Confirmation");
int bouton = (int) methodHandle.invoke(NULL, cStringMessage, cStringTitre, 36);
}
} catch (Throwable t) {
t.printStackTrace();
}
}
}
64
Foreign Function & Memory API (Third
Preview)
Exemple Java 21 sous Windows

Sciam
Exprimer des calculs vectoriels
Qui, au moment de l'exécution, sont systématiquement compilés
Avec les meilleures instructions vectorielles possibles sur l’architectures CPU
Les SIMD sur les CPU supportées : x64 (SSE et AVX) et AArch64 (Neon)
Dans le module jdk.incubator.vector
65
Single Instruction, Multiple Data
Traiter en parallèle un tableau de données, sans threads
Pour appliquer une même opération sur plusieurs valeurs traitées
En un seul cycle de traitement CPU
En incubation en Java 16 (JEP 338), 17 (JEP 414), 18 (JEP 417),
19 (JEP 426), 20 (JEP 438) et 21 (JEP 448)

Sciam
static float[] calculerScalaire(float[] a, float[] b) {
float[] c = new float[a.length];
for (int i = 0 ; i < a.length ; i++) {
c[i] = a[i] * a[i] - b[i] * b[i];
}
return c;
}
66
API plutôt de bas niveau, verbeuse, dépendant partiellement du CPU
Mais qui peut offrir de meilleures performances que le code scalaire équivalent
Exemple Java 21
static final VectorSpecies<Float> SPECIES = FloatVector.SPECIES_PREFERRED;
static float[] calculerVectoriel(float[] a, float[] b) {
float[] c = new float[a.length];
int i = 0;
for (; i < SPECIES.loopBound(a.length) ; i += SPECIES.length()) {
var va = FloatVector.fromArray(SPECIES, a, i);
var vb = FloatVector.fromArray(SPECIES, b, i);
var vr = va.mul(va).sub(vb.mul(vb));
vr.intoArray(c, i);
}
for (; i < a.length; i++) {
c[i] = a[i] * a[i] - b[i] * b[i];
}
return c;
}

Sciam
Conclusion
Java poursuit son évolution en respectant son modèle de releases
La syntaxe, particulièrement le pattern matching
68
Java 21 proposent des fonctionnalités concernant
Cela permettra à Java de rester pertinent aujourd’hui et demain
La programmation parallèle et concurrente
Une meilleure utilisation du matériel moderne
N’hésitez pas à télécharger un JDK
Pour utiliser cette version LTS du JDK 21

Sciam
Merci pour votre attention

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