Eine Handvoll JAVA - Key Features der einzelnen Versionen

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Die objektorientierte Programmiersprache Java wurde von James Gosling entworfen. Die erste Version wurde 1995 von der Firma Sun Microsystems veröffentlicht. Nach der Übernahme von Sun Microsystems durch Oracle im Jahr 2010 wurde Java Teil des Oracle Produktportfolios.

zu letzt geändert:

Die Java Serie

Java 21 LTS
Java 20
Java 19
Java 18
Java 17 LTS
Java 16
Java 15
Java 14
Java 13
Java 12
Java 11 LTS
Java 10
Java 9
Java 8
Java 7
Java 6
Java 5 / J5SE
Java 1.4
Java 1.3
Java 1.2 / Java2

Um Java-Programme auf dem Computer ausführen zu können, wird eine sogenannte virtuelle Maschine benötigt. Der Download dieser JVM heißt JRE (Java Runtime Environment). Wer selbst in der Programmiersprache Java entwickeln möchte, benötigt den zugehörigen Compiler, der unter dem allgemeinen Begriff SDK (Software Development Kit) oder etwas spezieller als JDK (Java Development Kit) bekannt ist. Das JDK enthält natürlich auch die dazu passende Laufzeitumgebung (die JVM).

Mit dem Erscheinen des Releases für Java 9 im September 2017 gab Oracle einen 6-monatigen Releasezyklus für künftige Java Versionen bekannt. Somit erscheint jedes Jahr im März und im September eine neue Version der beliebten Programmiersprache. Aber keine Sorge, es ist nicht notwendig, den Lizenzbestimmungen von Oracle zu folgen und in diesem Turnus die eigene Java Version zu aktualisieren. Um Unternehmen genügend Stabilität für die IT‑Infrastruktur zu bieten, erscheint jedes sechste Java Release als sogenanntes LTS (Long Term Support) und hat eine Laufzeit von drei Jahren, ab Erscheinen. Hierzu habe ich bereits einen tieferführenden Artikel veröffentlicht.

Der neue Java-Releasezyklus

Mit dem häufigen Releasezyklus kommen natürlich auch mit jeder neuen Java-Version einige neue Schlüsselfunktionen in den Sprachkern. Hier kann man schnell den Überblick verlieren. Folglich habe ich eine kleine Übersicht zusammengetragen. Wer sich zusätzlich einen Überblick über die einzelnen Java Enterprise Versionen verschaffen möchte, dem sei mein entsprechender Artikel zu Java EE empfohlen.

Java Enterprise in briefly detail

Versionsübersicht

Um uns nicht zu sehr in Details zu verstricken, beginne ich mit der Version 1.2, die auch als JAVA 2 bekannt ist und 1998 veröffentlicht wurde. Die wichtigsten Funktionen von Java2 sind die grafische SWING API und die Vorstellung des Just In Time Compliers (JIT).

Im Jahr 2000 erschien die Version 1.3 mit Funktionen wie JNDI (Java Naming and Directory Interface) sowie JPDA (Java Platform Debugger Architecture).

Gleich zwei Jahre später, im Jahr 2002, erschien die Version 1.4, die, die verfügbare Standardbibliothek um Funktionen wie reguläre Ausdrücke, Logging API, integrierten XML & XSLT Prozessor, Image I/O API und New I/O erweiterte.

Mit der 2004 veröffentlichten Version 1.5 änderte sich auch die Bezeichnung beziehungsweise die Zählweise der Versionen. Java wird als Majorversion hochgezählt, was so viel bedeutet, dass man fortan von JAVA5 spricht. Ganz der Analogie, wie es bereits bei der Version 1.2 der Fall war. Die Java5 Standardedition (SE), oder kurz J5SE bringt eine Menge Änderungen für den Entwickleralltag, Dazu zählen: Autoboxing/ Unboxing, Annotations, Enums und Generics.

Die 2006 erschienene Java6 SE erweiterte die XML Funktionalität mit dem StAX Parser, stellte JAX-WS für Web Services bereit und brachte den Scripting Language Support, der es ermöglichte, Skriptsprachen wie JavaScript auf der JVM auszuführen. Wichtigste Vertreter sind die beiden JVM‑Sprachen Kotlin (2011, JetBrains) und Scala (2004).

Lange fünf Jahre später und erstmalig unter der Regie von Oracle erblickte Java7 SE 2011 das Licht der Welt. In diesem Java Release wurde der Diamond Operator <> eingeführt. Weitere Maßnahmen, die Sprache zu vereinfachen und die Ausdruckstärke zu erhöhen, waren die Vereinfachung der varargs-Methoden-Deklaration und die Möglichkeit, in Switch-Anweisungen Strings zu verwenden. Auch auf die Aussagen, Exceptions seien langsam und sollten sparsam benutzt werden, wurde Rechnung getragen und das Exception-Handling verbessert.

// Diamond Operator
List<String> myList = new ArrayList<>();

// varargs (variable-length arguments)
public void myMethod(String... args);

// Diamond Operator
List<String> myList = new ArrayList<>();

// varargs (variable-length arguments)
public void myMethod(String... args);

Java8 SE machte mit der Erscheinung 2014 wieder einen erheblichen Schritt. In diesem Release spendierte Oracle der Java Community lang ersehnte Features wie Lambdafunktionen und die Stream API, um die wichtigsten Neuerungen herauszugreifen. Zudem wurde die Date & Time API komplett überarbeitet und Änderungen von der bis dahin weitverbreiteten JODA-Time Bibliothek inspiriert.

// ForEach Lambda
myList.forEach(element -> System.out.println(element));

//Stream API
myList.stream()
    .filter(element -> element.startsWith("A"))
    .forEach(System.out.println);

// ForEach Lambda
myList.forEach(element -> System.out.println(element));

//Stream API
myList.stream()
    .filter(element -> element.startsWith("A"))
    .forEach(System.out.println);

Mit dem Release 2017 für Java9 SE kam eine Zäsur. Wegen der Einführung des Modulsystems wurde die gesamte Standardbibliothek umgearbeitet, damit die einzelnen APIs nicht mehr in einer gigantischen JAR zusammengefasst sind. Die dadurch entstandenen Module haben nun weniger Speicher in Anspruch genommen. Die massiven Änderungen erforderten für viele bereits langjährige Projekte enorme Kräfte, auf die neue Java Version zu migrieren. Außerdem wurde mit Java9 die Java Shell, kurz JShell eingeführt. Ein Kommandozeilenwerkzeug, in dem Javafunktionen als Script ausgeführt werden können.

// module-info.java
module com.example.myapp {
  requires java.base;
  exports com.example.myapp;
}

// module-info.java
module com.example.myapp {
  requires java.base;
  exports com.example.myapp;
}

Weitere erhebliche Veränderungen brachte das Release Java10 SE, welches nur wenige Monate nach Java9 in 2018 veröffentlicht wurde und weitere Migrationsaufwände nach sich zog. Hier wurde das Local-Variable-Type Interface mit dem zugehörigen Schlüsselwort var eingeführt. Zudem startet mit dem Release 10 auch das Time-Based Versioning für die Sprache Java. Im Zyklus von 6 Monaten kommt eine neue Major-Version jeweils im März und September. Alle 3 Jahre wird eine LTS-Version veröffentlicht.

// the var KeyWord
public static void main(String[] args) {
  var message = "Hello World, Java10!";
  System.out.println(message);
}

// the var KeyWord
public static void main(String[] args) {
  var message = "Hello World, Java10!";
  System.out.println(message);
}

Bereits im Herbst 2018 wurde die erste Langzeitversion für Java veröffentlicht. Das Release Java11 besitzt den Zusatz LTS und erhält für 3 Jahre Updates. Aufgrund der kurzen Releaszyklen enthält diese Version nur wenige API Änderungen. Vor allem die Klasse String bekam viele neue Methoden spendiert, die den Umgang mit Zeichenketten vereinfachen sollen.

// String FUnctions
String text = new String(" Helle Java 11 LTS world! ");
text.strip();
text.isBlank();
text.lines().count();

// String FUnctions
String text = new String(" Helle Java 11 LTS world! ");
text.strip();
text.isBlank();
text.lines().count();

Die wichtigste Änderung der im Frühjahr 2019 erschienenen Java12 SE Version, ist neben einigen API Erweiterungen die Möglichkeit, in switch Anweisungen Expressions zu nutzen.

// switch expressions
Var day = 1;
String weekday = switch(day) {
    default -> "";
    case 1 -> "Monday";
    case 2 -> "Tuesday";
    ...  
}

// switch expressions
Var day = 1;
String weekday = switch(day) {
    default -> "";
    case 1 -> "Monday";
    case 2 -> "Tuesday";
    ...  
}

Java13 SE erschien planmäßig im Herbst 2019 und verbesserte die Expressions in switch Anweisungen. Zudem wurden Textblöcke eingeführt, die ressourcenfressende String‑Konkatenationen überflüssig machen.

// textblock
String text = """
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit, sed do
eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua. Ut enim 
ad minim veniam, quis nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut 
aliquip ex ea commodo consequat. Duis aute irure dolor in 
reprehenderit in voluptate velit esse cillum dolore eu fugiat nulla 
pariatur. Excepteur sint occaecat cupidatat non proident, sunt in 
culpa qui officia deserunt mollit anim id est laborum.
""";

// textblock
String text = """
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit, sed do
eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua. Ut enim 
ad minim veniam, quis nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut 
aliquip ex ea commodo consequat. Duis aute irure dolor in 
reprehenderit in voluptate velit esse cillum dolore eu fugiat nulla 
pariatur. Excepteur sint occaecat cupidatat non proident, sunt in 
culpa qui officia deserunt mollit anim id est laborum.
""";

Mit dem Release für Java14 SE im März 2020 wurden Records eingeführt. Diese Datenstrukturen sollen den Code kompakter und lesbarer machen, da Getter und Setter nicht mehr explizit definiert werden müssen.

// records
public record Person (String name, String address) {}

// records
public record Person (String name, String address) {}

Das im Herbst 2020 erschienene Release Java15 SE standardisierte die Textblöcke und führte sealed Klassen ein. Sealed bedeutet so viel wie versiegelt und unterbindet die Möglichkeit, dass eine Klasse vererbt werden kann.

// inheritance protection
public sealed class Shape permits Circle {
    // Class body
}

public final class Circle extends Shape {
    // Class body
}

// inheritance protection
public sealed class Shape permits Circle {
    // Class body
}

public final class Circle extends Shape {
    // Class body
}

2021 standardisierte das Release für Java16 SE verschiedene Funktionen, unter anderem Sealed Classes, Pattern Matching für instanceof und Records.

// Pattern Matching instanceof with auto cast
if (obj instanceof String s) {
    System.out.println(s);
}

// Pattern Matching instanceof with auto cast
if (obj instanceof String s) {
    System.out.println(s);
}

Java17 SE LTS, erschien wieder planmäßig im Herbst 2021 und löste nach drei Jahren Java11 SE LTS ab. In dieser Version wurden die Java Applet API und der Security Manager als deprecated markiert.

Die Version Java18 SE setzte die UTF-8-Codepage als Standard für die JVM. Außerdem wurde die Vector API mit dem Status „experimental“ eingeführt.

// Java Vector API
import jdk.incubator.vector.*;
import java.util.Random;

public class VectorExample {
    // Use preferred vector species for optimal CPU performance
    static final VectorSpecies<Float> SPECIES = FloatVector.SPECIES_PREFERRED;

    // Vectorized implementation using the Vector API
    static void sqrtsumVector(float[] a, float[] b, float[] c) {
        int i = 0;
        int upperBound = SPECIES.loopBound(a.length); // Efficient loop bound

        // Process data in chunks matching the vector length
        for (; i < upperBound; i += SPECIES.length()) {
            var va = FloatVector.fromArray(SPECIES, a, i);
            var vb = FloatVector.fromArray(SPECIES, b, i);
            var vc = va.mul(va)           // a[i]²
                      .add(vb.mul(vb))    // + b[i]²
                      .neg();             // - (a[i]² + b[i]²)
            vc.intoArray(c, i);           // Store result
        }

        // Handle remaining elements (tail case) with scalar loop
        for (; i < a.length; ++i) {
            c[i] = -(a[i] * a[i] + b[i] * b[i]);
        }
    }
}

// Java Vector API
import jdk.incubator.vector.*;
import java.util.Random;

public class VectorExample {
    // Use preferred vector species for optimal CPU performance
    static final VectorSpecies<Float> SPECIES = FloatVector.SPECIES_PREFERRED;

    // Vectorized implementation using the Vector API
    static void sqrtsumVector(float[] a, float[] b, float[] c) {
        int i = 0;
        int upperBound = SPECIES.loopBound(a.length); // Efficient loop bound

        // Process data in chunks matching the vector length
        for (; i < upperBound; i += SPECIES.length()) {
            var va = FloatVector.fromArray(SPECIES, a, i);
            var vb = FloatVector.fromArray(SPECIES, b, i);
            var vc = va.mul(va)           // a[i]²
                      .add(vb.mul(vb))    // + b[i]²
                      .neg();             // - (a[i]² + b[i]²)
            vc.intoArray(c, i);           // Store result
        }

        // Handle remaining elements (tail case) with scalar loop
        for (; i < a.length; ++i) {
            c[i] = -(a[i] * a[i] + b[i] * b[i]);
        }
    }
}

Das Ende 2022 erschienene Release Java19 SE brachte neben einigen Optimierungen und integrierte das Projekt Loom um virtuelle Threads zu ermöglichen. Auch die Foreign Function & Memory API fand ihren Einzug in die JVM.

// Natice C Memory allocation & Slicing in Java 
Arena arena = Arena.ofAuto();
MemorySegment memorySegment = arena.allocate(12);

MemorySegment segment1 = memorySegment.asSlice(0, 4);
MemorySegment segment2 = memorySegment.asSlice(4, 4);
MemorySegment segment3 = memorySegment.asSlice(8, 4);

VarHandle intHandle = ValueLayout.JAVA_INT.varHandle();

intHandle.set(segment1, 0, Integer.MIN_VALUE);
intHandle.set(segment2, 0, 0);
intHandle.set(segment3, 0, Integer.MAX_VALUE);

// Natice C Memory allocation & Slicing in Java 
Arena arena = Arena.ofAuto();
MemorySegment memorySegment = arena.allocate(12);

MemorySegment segment1 = memorySegment.asSlice(0, 4);
MemorySegment segment2 = memorySegment.asSlice(4, 4);
MemorySegment segment3 = memorySegment.asSlice(8, 4);

VarHandle intHandle = ValueLayout.JAVA_INT.varHandle();

intHandle.set(segment1, 0, Integer.MIN_VALUE);
intHandle.set(segment2, 0, 0);
intHandle.set(segment3, 0, Integer.MAX_VALUE);

Java20 SE, das wie gewohnt im Frühjahr erschien, brachte 2023 keine neuen Funktionen, sondern konzentrierte sich darauf, dass bereits eingeführte Features stabilisiert wurden.

Im Herbst 2023 erschien mit Java21 SE LTS wieder eine Long Term Support Version. In diesem Release wurden Virtual Thread finalisiert.

public class VirtualThreadsExample {
  public static void main(String[] args) throws
InterruptedException {
    var executor =
      Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();
    executor.submit( () ->
      System.out.println("Running in virtual thread"));
    executor.submit( () ->
      System.out.println("Running another virtual thread"));
    Thread.sleep(1000);
    complete
  }
}

public class VirtualThreadsExample {
  public static void main(String[] args) throws
InterruptedException {
    var executor =
      Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();
    executor.submit( () ->
      System.out.println("Running in virtual thread"));
    executor.submit( () ->
      System.out.println("Running another virtual thread"));
    Thread.sleep(1000);
    complete
  }
}