Java 21 LTS: Complete Guide to New Features and Performance Improvements

Java 21 marca outro milestone significativo como a mais recente versão Long Term Support (LTS), trazendo recursos revolucionários que vão remodelar como escrevemos código Java.

Por Que Java 21 Importa

Como uma release LTS, Java 21 será suportado por anos, tornando-se a base perfeita para aplicações enterprise. A combinação de melhorias de performance, produtividade do desenvolvedor e novos recursos fazem desta uma das releases mais impactantes do Java na história recente.

Virtual Threads: Revolucionando Concorrência

Virtual threads são talvez o recurso mais transformador do Java 21. Elas permitem que aplicações manipulem milhões de tarefas concorrentes com overhead mínimo.

Limitações do Threading Tradicional

// Abordagem tradicional - limitada por threads do SO
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(100);

for (int i = 0; i < 10000; i++) {
    executor.submit(() -> {
        // Esta abordagem é limitada pelo tamanho do thread pool
        performIOOperation();
    });
}

Solução com Virtual Threads

// Virtual threads - manipula milhões de tarefas concorrentes
try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
    for (int i = 0; i < 1_000_000; i++) {
        executor.submit(() -> {
            // Cada tarefa recebe sua própria virtual thread
            performIOOperation();
        });
    }
} // Auto-close executor

Impacto Real de Performance

Em benchmarks, aplicações usando virtual threads mostram:

• Melhoria de 10-100x no tratamento de requisições concorrentes
• Uso reduzido de memória comparado a thread pools tradicionais
• Melhor utilização de recursos para operações bound de I/O

Melhorias no Pattern Matching

Java 21 expande significativamente as capacidades de pattern matching, tornando o código mais legível e menos propenso a erros.

Switch Expressions com Patterns

public String processShape(Object shape) {
    return switch (shape) {
        case Circle(var radius) -> 
            "Circle with radius " + radius;
        case Rectangle(var width, var height) -> 
            "Rectangle " + width + "x" + height;
        case Square(var side) -> 
            "Square with side " + side;
        case null -> 
            "No shape provided";
        default -> 
            "Unknown shape: " + shape.getClass().getSimpleName();
    };
}

Record Patterns

Record patterns permitem desestruturação de instâncias de record diretamente no pattern matching:

public record Point(int x, int y) {}
public record Line(Point start, Point end) {}

public double calculateLength(Line line) {
    return switch (line) {
        case Line(Point(var x1, var y1), Point(var x2, var y2)) -> 
            Math.sqrt(Math.pow(x2 - x1, 2) + Math.pow(y2 - y1, 2));
    };
}

String Templates (Preview)

String templates fornecem uma maneira mais segura e legível de compor strings:

// Concatenação tradicional de strings
String message = "Hello " + name + ", you have " + count + " messages";

// String templates (preview) - Nota: use escape duplo em produção
// String message = STR."Hello \{name}, you have \{count} messages";

Sequenced Collections

Novas interfaces de collection fornecem acesso consistente aos primeiros e últimos elementos:

// Interface SequencedList
List<String> list = new ArrayList<>();
list.addFirst("first");
list.addLast("last");
String first = list.getFirst();
String last = list.getLast();

// Interface SequencedSet
LinkedHashSet<String> set = new LinkedHashSet<>();
set.addFirst("alpha");
set.addLast("omega");

// Interface SequencedMap
LinkedHashMap<String, Integer> map = new LinkedHashMap<>();
map.putFirst("start", 1);
map.putLast("end", 100);

Melhorias de Performance

Generational ZGC

Java 21 introduz Generational ZGC, combinando os benefícios da coleta de lixo geracional com as características de baixa latência do ZGC.

# Habilitar Generational ZGC
java -XX:+UseZGC -XX:+UseGenerationalZGC MyApplication

Conclusão

Java 21 LTS representa um momento crucial na evolução do Java. A introdução de virtual threads sozinha já vale a atualização, mas combinada com pattern matching aprimorado, performance melhorada e melhor experiência do desenvolvedor, Java 21 estabelece um novo padrão.

Para aplicações enterprise, o status LTS fornece a estabilidade necessária para projetos de longo prazo, enquanto as melhorias de performance e novos recursos garantem que suas aplicações permaneçam competitivas e mantíveis.