Project Valhalla brings value classes to Java JDK 28

•值類別雖然是參考型別，但缺乏物件識別，這意味著其「==」運算子比較的是欄位值而非記憶體位址，從而允許 JVM 優化其記憶體佈局。
•JEP 401 整合到 OpenJDK 主線涉及大量的程式碼變更，在 1,816 個檔案中增加了超過 197,000 行程式碼。
•Project Valhalla 旨在彌合原始型別與物件之間的鴻溝，使 Java 能夠更好地利用現代硬體架構，在這些架構中，記憶體擷取操作的成本遠高於算術操作。
•值物件的關鍵優化包括堆疊扁平化（減少欄位和陣列中的記憶體佔用）和純量化（避免在 JIT 編譯程式碼中進行記憶體分配）。
•值類別預設為隱式 final，其欄位也是 final 的，這使得它們預設為不可變。

值類別定義：值類別的實例使用 value 修飾符聲明，僅具有 final 欄位且缺乏物件識別。它們旨在建模不可變的領域值。
識別與相等性：與傳統 Java 物件（識別物件）不同，值物件沒有唯一的記憶體位址。值物件的「==」運算子比較其欄位值以判斷狀態相等性，而非記憶體識別。
記憶體優化：
- 堆疊扁平化 (Heap Flattening)：透過將值物件的欄位值直接編碼到參考中，消除物件標頭和間接指標，從而減少記憶體佔用。這使得值類別的陣列可以連續儲存在記憶體中，提高快取局部性。
- 純量化 (Scalarization)：透過將值物件的欄位直接儲存在堆疊或暫存器中，避免在 JIT 編譯程式碼中進行堆疊分配。
限制：值類別預設為隱式 final 且不能被繼承。它們不能用於同步。由於它們是參考型別，因此仍然支援 null。
JVM 變更：JVM 有望利用缺乏識別的特性，在大多數情況下消除堆疊分配。這涉及對 Java 物件模型和 JVM 層級優化的重大變更。
API 支援：新的預覽 API 方法 java.util.Objects.isValueObject 用於指示物件是否為值物件。java.lang.reflect.Modifier 和 java.lang.Class 也增加了對 identity 和 value 標誌的支援。

資料密集型應用程式的顯著效能提升。

透過消除物件標頭、指標間接性，並啟用內聯儲存和純量化，值類別大幅減少了記憶體開銷並改善了快取局部性，從而實現更快的執行速度，尤其是在大型資料結構和數值計算中。

簡化不可變資料的程式設計模型。

開發人員可以為純資料聚合（例如，座標、貨幣金額）定義自訂值類別，使其行為更像原始型別，減少物件的「洩漏抽象」，並使基於值的型別的程式碼更清晰、更直觀。

潛在的更廣泛語言演進，包括增強泛型。

Project Valhalla 的長期願景包括統一原始型別和類別，並引入專門化的泛型（例如，List<int>），這將進一步改善型別系統的一致性和效能。

2014-07

Project Valhalla 正式啟動，旨在為 Java 10 及更高版本開發新的語言功能。

2020-08

JEP 401: 值類別與物件 (預覽) 草案發布，概述了值物件的引入。

2021-12

發布「Valhalla 狀態：第一部分」文件，概述了專案的階段性目標。

2025-10

發布完全實作 JEP 401 (預覽) 的早期存取 JDK 版本，鼓勵開發人員進行實驗。

2026-03

發布包含錯誤修復和增強功能的新值類別和物件早期存取版本。

2026-07

JEP 401 確認將整合到 OpenJDK 主線，目標是 JDK 28。

Project Valhalla 將值類別引入 Java JDK 28