java（java8新特性）

2019-01-17 本文已影响0人 luckee

java8新特性总结-1
java8新特性总结-2
体现在语言，类库，编译器，工具，运行时（JVM）五个方面

lambda表达式

lambda表达式只能作用于函数式接口（即只有一个抽象方法，不过有一点需要注意，默认方法和静态方法不会破坏函数式接口的定义，因此如下的代码是合法的）

@FunctionalInterface
public interface FunctionalDefaultMethods {
    void method();
 
    default void defaultMethod() {            
    }        
}

最简单的Lambda表达式可由逗号分隔的参数列表、->符号和语句块组成，参数类型可以指定，也可以不指定，编译器会判断出；有多个参数的话，需要用括号括起来；语句块只有一条的话，不需要花括号，多条需要；如果有返回值，并且语句只有一条，那么return关键字也可以省略，编译器自动推断出（包括返回值类型和返回值）。lambda表达式简化了匿名类的使用，lambda表达式和匿名类使用时，如果引用了局部变量，则必须是final修饰的。因为回调函数不是立即执行，而是在将来执行，如果局部变量不声明为final的，本方法结束后就会被销毁掉，等到回调函数执行的时候，就不存在了；而如果是final修饰的话，final变量是放在方法区的，方法结束后，final变量并不会被销毁

Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( (String e) -> {
    System.out.print( e );
    System.out.print( e );
} );

函数接口

抽象方法只有一个（接口的方法默认都是抽象的，但可以有默认方法和静态方法）的接口，使用@FunctionalInterface注解，像Runnable，Callable，Comparator这些接口现在都有这个注解了。函数接口使得函数好像变成了一个对象，试想一下，一个函数接口类型的对象，不就是一个函数嘛

image.png

接口的默认方法和静态方法

加入接口默认方法这种机制，使得能够兼容以前的实现类。在这之前，如果我们修改了接口（比如添加了新的方法），那么所有的实现类必须跟着修改（比如要实现接口中新添加的方法），但是加入了默认方法机制后，以前的实现类可以不用修改代码就能继承接口新添加的默认方法
接口可以有默认方法和静态方法，默认方法使用default关键字声明。首先，之前的接口是个双刃剑，好处是面向抽象而不是面向具体编程，缺陷是，当需要修改接口时候，需要修改全部实现该接口的类，目前的java 8之前的集合框架没有foreach方法，通常能想到的解决办法是在JDK里给相关的接口添加新的方法及实现。然而，对于已经发布的版本，是没法在给接口添加新方法的同时不影响已有的实现。所以引进的默认方法。他们的目的是为了解决接口的修改与现有的实现不兼容的问题。

多个默认方法
一个接口有默认方法，考虑这样的情况，一个类实现了多个接口，且这些接口有相同的默认方法，以下实例说明了这种情况的解决方法：

public interface vehicle {
    default void print() {
        System.out.println("我是一辆车!");
    }
}

public interface fourWheeler {
    default void print() {
        System.out.println("我是一辆四轮车!");
    }
}

第一个解决方案是创建自己的默认方法，来覆盖重写接口的默认方法：

public class Car implements vehicle, fourWheeler {

    @Override
    public void print() {
        System.out.println("我是一辆四轮汽车!");
    }
}

第二种解决方案可以使用 super 来调用指定接口的默认方法：

public class Car implements vehicle, fourWheeler {
    @Override
    public void print() {
        vehicle.super.print();
    }
}

静态方法

public interface vehicle {
    default void print() {
        System.out.println("我是一辆车!");
    }
    // 静态方法
    static void blowHorn() {
        System.out.println("按喇叭!!!");
    }
}

方法引用

ClassName::new的形式引用类的构造函数，该构造函数没有参数
ClassName::static_method的形式引用静态方法，该静态方法有一个参数
ClassName::method的形式引用成员方法，该方法没有参数
instance::method的形式引用成员方法，该方法有一个参数

重复注解

允许在同一个地方多次使用同一个注解，该注解需要有@Repeatable

拓宽的注解的使用场景

现在，注解几乎可以使用在任何元素上：局部变量、接口类型、超类和接口实现类，甚至可以用在函数的异常定义上

更好的类型推断

Java 8编译器在类型推断方面有很大的提升，在很多场景下编译器可以推导出某个参数的数据类型，从而使得代码更为简洁

获取参数名称

为了在运行时获得Java程序中方法的参数名称，老一辈的Java程序员必须使用不同方法，例如Paranamer liberary。Java 8终于将这个特性规范化，在语言层面（使用反射API和Parameter.getName()方法）和字节码层面（使用新的javac编译器以及-parameters参数）提供支持。

package com.javacodegeeks.java8.parameter.names;
 
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Parameter;
 
public class ParameterNames {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Method method = ParameterNames.class.getMethod( "main", String[].class );
        for( final Parameter parameter: method.getParameters() ) {
            System.out.println( "Parameter: " + parameter.getName() );
        }
    }
}

在Java 8中这个特性是默认关闭的，因此如果不带-parameters参数编译上述代码并运行，输出为Parameter: arg0；如果带-parameters参数编译，输出为Parameter: args，如果使用maven进行项目管理，则可以在maven-compiler-plugin编译器的配置项中配置-parameters参数：

<plugin>
    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
    <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
    <version>3.1</version>
    <configuration>
        <compilerArgument>-parameters</compilerArgument>
        <source>1.8</source>
        <target>1.8</target>
    </configuration>
</plugin>

Optional

Java应用中最常见的bug就是空值异常。在Java 8之前，Google Guava引入了Optionals类来解决NullPointerException，从而避免源码被各种null检查污染，以便开发者写出更加整洁的代码。Java 8也将Optional加入了官方库。Optional仅仅是一个容器：存放T类型的值或者null。它提供了一些有用的接口来避免显式的null检查，可以参考Java 8官方文档了解更多细节。
Optional 类是一个可以为null的容器对象。如果值存在则isPresent()方法会返回true，调用get()方法会返回该对象。Optional 是个容器：它可以保存类型T的值，或者仅仅保存null。Optional提供很多有用的方法，这样我们就不用显式进行空值检测。Optional 类的引入很好的解决空指针异常。

Stream

新增的Stream API（java.util.stream）将生成环境的函数式编程引入了Java库中。这是目前为止最大的一次对Java库的完善，以便开发者能够写出更加有效、更加简洁和紧凑的代码。Steam API极大得简化了集合操作（后面我们会看到不止是集合）Java 8 API添加了一个新的抽象称为流Stream，可以让你以一种声明的方式处理数据。

Stream使用一种类似用SQL语句从数据库查询数据的直观方式来提供一种对Java集合运算和表达的高阶抽象。

Stream API可以极大提高Java程序员的生产力，让程序员写出高效率、干净、简洁的代码。

这种风格将要处理的元素集合看作一种流，流在管道中传输，并且可以在管道的节点上进行处理，比如筛选，排序，聚合等。

元素流在管道中经过中间操作（intermediate operation）的处理，最后由最终操作(terminal operation)得到前面处理的结果。
Stream（流）是一个来自数据源的元素队列并支持聚合操作

元素：是特定类型的对象，形成一个队列。Java中的Stream并不会存储元素，而是按需计算。

数据源：流的来源。可以是集合，数组，I/O channel，产生器generator等。

聚合操作：类似SQL语句一样的操作，比如filter, map, reduce, find,match, sorted等。

和以前的Collection操作不同，Stream操作还有两个基础的特征：

Pipelining:：中间操作都会返回流对象本身。这样多个操作可以串联成一个管道，如同流式风格（fluent style）。这样做可以对操作进行优化，比如延迟执行(laziness)和短路( short-circuiting)。

内部迭代：以前对集合遍历都是通过Iterator或者For-Each的方式,显式的在集合外部进行迭代，这叫做外部迭代。Stream提供了内部迭代的方式，通过访问者模式(Visitor)实现。

在Java 8中,集合接口有两个方法来生成流：
stream() −为集合创建串行流。
parallelStream() − 为集合创建并行流。

public static void main(String[] args) {
    List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd", "", "jkl");
    List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
}

forEach
Stream 提供了新的方法 'forEach' 来迭代流中的每个数据。以下代码片段使用forEach 输出了10个随机数：

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);

map
map 方法用于映射每个元素到对应的结果，以下代码片段使用 map 输出了元素对应的平方数：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
// 获取对应的平方数
List<Integer> squaresList = numbers.stream().map(i -> i * i).distinct().collect(Collectors.toList());

filter
filter 方法用于通过设置条件过滤出元素。以下代码片段使用filter 方法过滤出空字符串：

List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
// 获取空字符串的数量
int count = (int) strings.stream().filter(string -> string.isEmpty()).count();

limit
limit 方法用于获取指定数量的流。以下代码片段使用 limit 方法打印出 10 条数据：

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);

sorted
sorted 方法用于对流进行排序。以下代码片段使用 sorted 方法对输出的 10 个随机数进行排序：

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);

并行（parallel）程序
parallelStream 是流并行处理程序的代替方法。以下实例我们使用parallelStream 来输出空字符串的数量：

List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd", "", "jkl");
// 获取空字符串的数量
int count = (int) strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();

Collectors
Collectors 类实现了很多归约操作，例如将流转换成集合和聚合元素。Collectors可用于返回列表或字符串

List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd", "", "jkl");
List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
System.out.println("筛选列表: " + filtered);
String mergedString = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", "));
System.out.println("合并字符串: " + mergedString);

统计
另外，一些产生统计结果的收集器也非常有用。它们主要用于int、double、long等基本类型上，它们可以用来产生类似如下的统计结果。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
IntSummaryStatistics stats = numbers.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics();
System.out.println("列表中最大的数 : " + stats.getMax());
System.out.println("列表中最小的数 : " + stats.getMin());
System.out.println("所有数之和 : " + stats.getSum());
System.out.println("平均数 : " + stats.getAverage());

Date/Time API

新的java.time包包含了所有关于日期、时间、时区、Instant（跟日期类似但是精确到纳秒）、duration（持续时间）和时钟操作的类。
Java 8通过发布新的Date-Time API (JSR 310)来进一步加强对日期与时间的处理。

在旧版的Java 中，日期时间API 存在诸多问题，其中有：

非线程安全 − java.util.Date 是非线程安全的，所有的日期类都是可变的，这是Java日期类最大的问题之一。
设计很差 − Java的日期/时间类的定义并不一致，在java.util和java.sql的包中都有日期类，此外用于格式化和解析的类在java.text包中定义。java.util.Date同时包含日期和时间，而java.sql.Date仅包含日期，将其纳入java.sql包并不合理。另外这两个类都有相同的名字，这本身就是一个非常糟糕的设计。
时区处理麻烦 − 日期类并不提供国际化，没有时区支持，因此Java引入了java.util.Calendar和java.util.TimeZone类，但他们同样存在上述所有的问题。

Java 8 在 java.time 包下提供了很多新的 API。以下为两个比较重要的 API：

Local(本地) − 简化了日期时间的处理，没有时区的问题。
Zoned(时区) − 通过制定的时区处理日期时间。

新的java.time包涵盖了所有处理日期，时间，日期/时间，时区，时刻（instants），过程（during）与时钟（clock）的操作。

Clock类
LocalDate和LocalTime类
LocalDateTime类包含了LocalDate和LocalTime的信息，但是不包含ISO-8601日历系统中的时区信息
ZoneDateTime类
Duration类，它持有的时间精确到秒和纳秒。这使得我们可以很容易得计算两个日期之间的不同

// Get duration between two dates
final LocalDateTime from = LocalDateTime.of( 2014, Month.APRIL, 16, 0, 0, 0 );
final LocalDateTime to = LocalDateTime.of( 2015, Month.APRIL, 16, 23, 59, 59 );
 
final Duration duration = Duration.between( from, to );
System.out.println( "Duration in days: " + duration.toDays() );
System.out.println( "Duration in hours: " + duration.toHours() );

Nashorn JavaScript引擎

Java 8提供了新的Nashorn JavaScript引擎，使得我们可以在JVM上开发和运行JS应用。Nashorn JavaScript引擎是javax.script.ScriptEngine的另一个实现版本，这类Script引擎遵循相同的规则，允许Java和JavaScript交互使用。从JDK1.8开始，Nashorn取代Rhino(JDK 1.6, JDK1.7)成为Java的嵌入式JavaScript引擎。Nashorn完全支持ECMAScript 5.1规范以及一些扩展。它使用基于JSR292的新语言特性，其中包含在JDK 7中引入的 invokedynamic，将JavaScript编译成Java字节码。与先前的Rhino实现相比，这带来了2到10倍的性能提升。

ScriptEngineManager manager = new ScriptEngineManager();
ScriptEngine engine = manager.getEngineByName( "JavaScript" );
 
System.out.println( engine.getClass().getName() );
System.out.println( "Result:" + engine.eval( "function f() { return 1; }; f() + 1;" ) );

输出为：

jdk.nashorn.api.scripting.NashornScriptEngine
Result: 2

Base64编码

对Base64编码的支持已经被加入到Java 8官方库中，这样不需要使用第三方库就可以进行Base64编码，新的Base64API也支持URL和MINE的编码解码。
(Base64.getUrlEncoder() / Base64.getUrlDecoder()，Base64.getMimeEncoder() / Base64.getMimeDecoder())，例子代码如下：

package com.javacodegeeks.java8.base64;
 
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Base64;
 
public class Base64s {
    public static void main(String[] args) {
        final String text = "Base64 finally in Java 8!";
 
        final String encoded = Base64
            .getEncoder()
            .encodeToString( text.getBytes( StandardCharsets.UTF_8 ) );
        System.out.println( encoded );
 
        final String decoded = new String( 
            Base64.getDecoder().decode( encoded ),
            StandardCharsets.UTF_8 );
        System.out.println( decoded );
    }
}

并行数组

Java8版本新增了很多新的方法，用于支持并行数组处理。最重要的方法是parallelSort()，可以显著加快多核机器上的数组排序。下面的例子论证了parallexXxx系列的方法：

package com.javacodegeeks.java8.parallel.arrays;
 
import java.util.Arrays;
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
 
public class ParallelArrays {
    public static void main( String[] args ) {
        long[] arrayOfLong = new long [ 20000 ];        
 
        Arrays.parallelSetAll( arrayOfLong, 
            index -> ThreadLocalRandom.current().nextInt( 1000000 ) );
        Arrays.stream( arrayOfLong ).limit( 10 ).forEach( 
            i -> System.out.print( i + " " ) );
        System.out.println();
 
        Arrays.parallelSort( arrayOfLong );        
        Arrays.stream( arrayOfLong ).limit( 10 ).forEach( 
            i -> System.out.print( i + " " ) );
        System.out.println();
    }
}

上述这些代码使用parallelSetAll()方法生成20000个随机数，然后使用parallelSort()方法进行排序。这个程序会输出乱序数组和排序数组的前10个元素。上述例子的代码输出的结果是：

Unsorted: 591217 891976 443951 424479 766825 351964 242997 642839 119108 552378 
Sorted: 39 220 263 268 325 607 655 678 723 793

并发

基于新增的lambda表达式和steam特性，为Java 8中为java.util.concurrent.ConcurrentHashMap类添加了新的方法来支持聚焦操作；另外，也为java.util.concurrentForkJoinPool类添加了新的方法来支持通用线程池操作（更多内容可以参考我们的并发编程课程）。

Java 8还添加了新的java.util.concurrent.locks.StampedLock类，用于支持基于容量的锁——该锁有三个模型用于支持读写操作（可以把这个锁当做是java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock的替代者）。

在java.util.concurrent.atomic包中也新增了不少工具类，列举如下：

DoubleAccumulator
DoubleAdder
LongAccumulator
LongAdder

Nashorn引擎：jjs

Java 8提供了一些新的命令行工具，这部分会讲解一些对开发者最有用的工具。jjs是一个基于标准Nashorn引擎的命令行工具，可以接受js源码并执行。例如，我们写一个func.js文件，内容如下：

function f() { 
     return 1; 
}; 
 
print( f() + 1 );

可以在命令行中执行这个命令：jjs func.js，控制台输出结果是：2

类依赖分析器：jdeps

jdeps是一个相当棒的命令行工具，它可以展示包层级和类层级的Java类依赖关系，它以.class文件、目录或者Jar文件为输入，然后会把依赖关系输出到控制台。
我们可以利用jedps分析下Spring Framework库，为了让结果少一点，仅仅分析一个JAR文件：org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar。
jdeps org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar
这个命令会输出很多结果，我们仅看下其中的一部分：依赖关系按照包分组，如果在classpath上找不到依赖，则显示"not found"。

org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar -> C:\Program Files\Java\jdk1.8.0\jre\lib\rt.jar
   org.springframework.core (org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar)
      -> java.io                                            
      -> java.lang                                          
      -> java.lang.annotation                               
      -> java.lang.ref                                      
      -> java.lang.reflect                                  
      -> java.util                                          
      -> java.util.concurrent                               
      -> org.apache.commons.logging                         not found
      -> org.springframework.asm                            not found
      -> org.springframework.asm.commons                    not found
   org.springframework.core.annotation (org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar)
      -> java.lang                                          
      -> java.lang.annotation                               
      -> java.lang.reflect                                  
      -> java.util

JVM新特性

使用Metaspace（JEP 122）代替持久代（PermGen space）。在JVM参数方面，使用-XX:MetaSpaceSize和-XX:MaxMetaspaceSize代替原来的-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize。

四大函数式接口

Function<T, R>
T：入参类型，R：出参类型
调用方法：R apply(T t);
定义函数示例：Function<Integer, Integer> func = p -> p * 10; // 输出入参的10倍
调用函数示例：func.apply(10); // 结果100
Consumer<T>
T：入参类型；没有出参
调用方法：void accept(T t);
定义函数示例：Consumer<String> consumer= p -> System.out.println(p); // 因为没有出参，常用于打印、发送短信等消费动作
调用函数示例：consumer.accept("18800008888");
Supplier<T>
T：出参类型；没有入参
调用方法：T get();
定义函数示例：Supplier<Integer> supplier= () -> 100; // 常用于业务“有条件运行”时，符合条件再调用获取结果的应用场景；运行结果须提前定义，但不运行。
调用函数示例：supplier.get();
Predicate<T>
T：入参类型；出参类型是Boolean
调用方法：boolean test(T t);
定义函数示例：Predicate<Integer> predicate = p -> p % 2 == 0; // 判断是否、是不是偶数
调用函数示例：predicate.test(100); // 运行结果true