在 Java 21 中，由于最近在 Java 核心库中进行了内部性能优化，旧代码的运行速度可能会大大加快。在本文中，我们将仔细研究其中的一些变化，看看您最喜欢的编程语言变得有多快。
在将原始值（如int和long值）与某些外部表示法（如file文件）来回转换时，会使用内部类java.io.Bits。
在以前的Java版本中，这个类中的转换是使用显式位移的，如下所示：
static long getLong(byte[] b, int off) { |
当仔细观察时，可以看到，代码将从一个后备字节数组中提取一个长，方法是连续提取一个字节值并将其左移不同的步骤，然后将这些字节相加。
由于最低索引的字节是最有意义的（即它被左移得最多），所以提取是按big-endian顺序（也称为 "网络顺序"）进行的。算法中有八个类似的步骤，每个步骤都在一个单独的行上，每个步骤包括六个子操作。
- 在所提供的关闭参数中加入一个常数
- 从提供的b数组的索引处提取一个字节值，包括检查索引的界限
- 将字节值转换为长值（因为即将与LHS上的另一个长值进行AND操作）。
- 与长值0XFF进行AND操作
- 将结果向左移动若干步
- 累积结果值（通过+操作）。
因此，总共有8次6个操作（=48个操作）需要执行。
实际上，Java 能够稍微优化这些操作，例如通过利用可以在单个步骤中执行多个操作的 CPU 指令。
从外部循环调用getLong()需要多次检查索引边界，因为由于方法的复杂性，很难将边界检查提升到外部循环之外。
Java 21 的改进
在 Java 21 中，转换是使用VarHandle结构进行的，类java.io.Bits被移动并重命名为jdk.internal.util.ByteArray以便来自不同包的其他类也可以从中受益。下面是ByteArray::getLong方法在 Java 21 中的样子：
private static final VarHandle LONG = |
这里，看起来只有一个操作，然而，实际上，在VarHandle::get操作的掩盖下，有几件事正在进行：在使用 little-endian 的平台上（这几乎是 100% 的用户群），字节顺序需要被调换，此外，还必须检查索引的边界。
为了防止LONG VarHandle的返回值被自动装箱/解箱（auto-boxing/un-boxing ），需要进行cast（long）。否则，VarHandle对象的内部工作和它们的坐标就超出了本文的范围。
由于VarHandles是Java语言的第一等公民，我们为使其高效而付出了巨大的努力。我们只能假设字节交换操作是针对手头的平台进行优化的。另外，数组的边界检查可以在许多子步骤之外进行，所以只需要一个检查。
除了内部的边界检查外，VarHandle结构使Java更容易在外循环外进一步进行边界检查，而在Java 21之前使用的是更古老、更复杂的实现。
Bits/ByteArray中几乎所有的方法都被重写了，不仅仅是getLong()。因此，现在读写short、int、float、long和double值都快多了。
受影响的类别和影响
改进后的java.util.ByteArray类直接由以下核心库类使用：
- ObjectInputStream
- ObjectOutputStream
- ObjectStreamClass
- RandomAccessFile
尽管ByteArray的直接使用似乎是有限的，但这些类的使用非常广泛。例如，上面的三个 Object Stream 类广泛地与序列化结合使用。
这意味着，在许多情况下，Java 序列化现在要快得多！
RandomAccessFile类在JDK 内部用于图形和声音输入/输出以及 Zip 和目录处理。
更重要的是，有大量的第三方库依赖于这些改进后的类。它们和所有使用它们的应用程序将自动受益于这些速度改进。无需更改您的应用程序代码。它只是运行得更快！
如果您使用这些改进类中的一个或多个（直接或间接），您的应用程序在 Java 21 下实际运行速度会提高多少？只有一种方法可以找出答案：立即下载JDK 21 早期访问版本，在 Java 21 上运行您自己的代码。