JAVA8新特性

學(xué)號(hào):20011210126
姓名:劉巖哲
轉(zhuǎn)載自:https://blog.csdn.net/yczz/article/details/50896975

【嵌牛導(dǎo)讀】

前言: Java 8 已經(jīng)發(fā)布很久了筷狼,很多報(bào)道表明Java 8 是一次重大的版本升級(jí)。在Java Code > Geeks上已經(jīng)有很多介紹Java 8新特性的文章,例如Playing with Java 8 – Lambdas and ConcurrencyJava 8 Date Time API Tutorial : LocalDateTimeAbstract Class Versus Interface in the JDK 8 Era。本文還參考了一些其他資料洽糟,例如:15 Must Read Java 8 TutorialsThe Dark Side of Java 8。本文綜合了上述資料,整理成一份關(guān)于Java 8新特性的參考教材种蘸,希望你有所收獲墓赴。

【嵌牛鼻子】JAVA8新特性

【嵌牛正文】

1. 簡(jiǎn)介

毫無(wú)疑問(wèn),Java 8是Java自Java 5(發(fā)布于2004年)之后的最重要的版本航瞭。這個(gè)版本包含語(yǔ)言诫硕、編譯器、庫(kù)刊侯、工具和JVM等方面的十多個(gè)新特性章办。在本文中我們將學(xué)習(xí)這些新特性,并用實(shí)際的例子說(shuō)明在什么場(chǎng)景下適合使用滨彻。

這個(gè)教程包含Java開(kāi)發(fā)者經(jīng)常面對(duì)的幾類(lèi)問(wèn)題:

  • 語(yǔ)言
  • 編譯器
  • 庫(kù)
  • 工具
  • 運(yùn)行時(shí)(JVM)

2. Java語(yǔ)言的新特性

Java 8是Java的一個(gè)重大版本藕届,有人認(rèn)為,雖然這些新特性領(lǐng)Java開(kāi)發(fā)人員十分期待亭饵,但同時(shí)也需要花不少精力去學(xué)習(xí)休偶。在這一小節(jié)中,我們將介紹Java 8的大部分新特性辜羊。

2.1 Lambda表達(dá)式和函數(shù)式接口

Lambda表達(dá)式(也稱(chēng)為閉包)是Java 8中最大和最令人期待的語(yǔ)言改變踏兜。它允許我們將函數(shù)當(dāng)成參數(shù)傳遞給某個(gè)方法,或者把代碼本身當(dāng)作數(shù)據(jù)處理:函數(shù)式開(kāi)發(fā)者非常熟悉這些概念八秃。很多JVM平臺(tái)上的語(yǔ)言(Groovy碱妆、Scala等)從誕生之日就支持Lambda表達(dá)式,但是Java開(kāi)發(fā)者沒(méi)有選擇昔驱,只能使用匿名內(nèi)部類(lèi)代替Lambda表達(dá)式山橄。

Lambda的設(shè)計(jì)耗費(fèi)了很多時(shí)間和很大的社區(qū)力量,最終找到一種折中的實(shí)現(xiàn)方案舍悯,可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)潔而緊湊的語(yǔ)言結(jié)構(gòu)航棱。最簡(jiǎn)單的Lambda表達(dá)式可由逗號(hào)分隔的參數(shù)列表、->符號(hào)和語(yǔ)句塊組成萌衬,例如:

Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( e -> System.out.println( e ) );

在上面這個(gè)代碼中的參數(shù)e的類(lèi)型是由編譯器推理得出的饮醇,你也可以顯式指定該參數(shù)的類(lèi)型,例如:

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

如果Lambda表達(dá)式需要更復(fù)雜的語(yǔ)句塊秕豫,則可以使用花括號(hào)將該語(yǔ)句塊括起來(lái)朴艰,類(lèi)似于Java中的函數(shù)體,例如:

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

Lambda表達(dá)式可以引用類(lèi)成員和局部變量(會(huì)將這些變量隱式得轉(zhuǎn)換成final的)混移,例如下列兩個(gè)代碼塊的效果完全相同:

String separator = ",";Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach(     ( String e ) -> System.out.print( e + separator ) );

final String separator = ",";Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach(     ( String e ) -> System.out.print( e + separator ) );

Lambda表達(dá)式有返回值祠墅,返回值的類(lèi)型也由編譯器推理得出。如果Lambda表達(dá)式中的語(yǔ)句塊只有一行歌径,則可以不用使用return語(yǔ)句毁嗦,下列兩個(gè)代碼片段效果相同:

Arrays.asList( "a", "b", "d" ).sort( ( e1, e2 ) -> e1.compareTo( e2 ) );

Arrays.asList( "a", "b", "d" ).sort( ( e1, e2 ) -> {    int result = e1.compareTo( e2 );    return result;} );

Lambda的設(shè)計(jì)者們?yōu)榱俗尙F(xiàn)有的功能與Lambda表達(dá)式良好兼容,考慮了很多方法回铛,于是產(chǎn)生了函數(shù)接口這個(gè)概念狗准。函數(shù)接口指的是只有一個(gè)函數(shù)的接口克锣,這樣的接口可以隱式轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ambda表達(dá)式。java.lang.Runnablejava.util.concurrent.Callable是函數(shù)式接口的最佳例子腔长。在實(shí)踐中袭祟,函數(shù)式接口非常脆弱:只要某個(gè)開(kāi)發(fā)者在該接口中添加一個(gè)函數(shù),則該接口就不再是函數(shù)式接口進(jìn)而導(dǎo)致編譯失敗捞附。為了克服這種代碼層面的脆弱性巾乳,并顯式說(shuō)明某個(gè)接口是函數(shù)式接口,Java 8 提供了一個(gè)特殊的注解@FunctionalInterface(Java 庫(kù)中的所有相關(guān)接口都已經(jīng)帶有這個(gè)注解了)鸟召,舉個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)式接口的定義:

@FunctionalInterfacepublic interface Functional {    void method();}

不過(guò)有一點(diǎn)需要注意胆绊,默認(rèn)方法和靜態(tài)方法不會(huì)破壞函數(shù)式接口的定義,因此如下的代碼是合法的药版。

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

Lambda表達(dá)式作為Java 8的最大賣(mài)點(diǎn)辑舷,它有潛力吸引更多的開(kāi)發(fā)者加入到JVM平臺(tái)喻犁,并在純Java編程中使用函數(shù)式編程的概念槽片。如果你需要了解更多Lambda表達(dá)式的細(xì)節(jié),可以參考官方文檔肢础。

2.2 接口的默認(rèn)方法和靜態(tài)方法

Java 8使用兩個(gè)新概念擴(kuò)展了接口的含義:默認(rèn)方法和靜態(tài)方法还栓。默認(rèn)方法使得接口有點(diǎn)類(lèi)似traits,不過(guò)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)不一樣传轰。默認(rèn)方法使得開(kāi)發(fā)者可以在 不破壞二進(jìn)制兼容性的前提下剩盒,往現(xiàn)存接口中添加新的方法,即不強(qiáng)制那些實(shí)現(xiàn)了該接口的類(lèi)也同時(shí)實(shí)現(xiàn)這個(gè)新加的方法慨蛙。

默認(rèn)方法和抽象方法之間的區(qū)別在于抽象方法需要實(shí)現(xiàn)辽聊,而默認(rèn)方法不需要。接口提供的默認(rèn)方法會(huì)被接口的實(shí)現(xiàn)類(lèi)繼承或者覆寫(xiě)期贫,例子代碼如下:

private interface Defaulable {    // Interfaces now allow default methods, the implementer may or     // may not implement (override) them.    default String notRequired() {         return "Default implementation";     }        } private static class DefaultableImpl implements Defaulable {} private static class OverridableImpl implements Defaulable {    @Override    public String notRequired() {        return "Overridden implementation";    }}

Defaulable接口使用關(guān)鍵字default定義了一個(gè)默認(rèn)方法notRequired()跟匆。DefaultableImpl類(lèi)實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口,同時(shí)默認(rèn)繼承了這個(gè)接口中的默認(rèn)方法通砍;OverridableImpl類(lèi)也實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口玛臂,但覆寫(xiě)了該接口的默認(rèn)方法,并提供了一個(gè)不同的實(shí)現(xiàn)封孙。

Java 8帶來(lái)的另一個(gè)有趣的特性是在接口中可以定義靜態(tài)方法迹冤,例子代碼如下:

private interface DefaulableFactory {    // Interfaces now allow static methods    static Defaulable create( Supplier< Defaulable > supplier ) {        return supplier.get();    }}

下面的代碼片段整合了默認(rèn)方法和靜態(tài)方法的使用場(chǎng)景:

public static void main( String[] args ) {    Defaulable defaulable = DefaulableFactory.create( DefaultableImpl::new );    System.out.println( defaulable.notRequired() );     defaulable = DefaulableFactory.create( OverridableImpl::new );    System.out.println( defaulable.notRequired() );}

這段代碼的輸出結(jié)果如下:

Default implementationOverridden implementation

由于JVM上的默認(rèn)方法的實(shí)現(xiàn)在字節(jié)碼層面提供了支持,因此效率非常高虎忌。默認(rèn)方法允許在不打破現(xiàn)有繼承體系的基礎(chǔ)上改進(jìn)接口泡徙。該特性在官方庫(kù)中的應(yīng)用是:給java.util.Collection接口添加新方法,如stream()膜蠢、parallelStream()锋勺、forEach()removeIf()等等蚀瘸。

盡管默認(rèn)方法有這么多好處,但在實(shí)際開(kāi)發(fā)中應(yīng)該謹(jǐn)慎使用:在復(fù)雜的繼承體系中庶橱,默認(rèn)方法可能引起歧義和編譯錯(cuò)誤贮勃。如果你想了解更多細(xì)節(jié),可以參考官方文檔苏章。

2.3 方法引用

方法引用使得開(kāi)發(fā)者可以直接引用現(xiàn)存的方法寂嘉、Java類(lèi)的構(gòu)造方法或者實(shí)例對(duì)象。方法引用和Lambda表達(dá)式配合使用枫绅,使得java類(lèi)的構(gòu)造方法看起來(lái)緊湊而簡(jiǎn)潔泉孩,沒(méi)有很多復(fù)雜的模板代碼。

西門(mén)的例子中并淋,Car類(lèi)是不同方法引用的例子寓搬,可以幫助讀者區(qū)分四種類(lèi)型的方法引用。

public static class Car {    public static Car create( final Supplier< Car > supplier ) {        return supplier.get();    }                   public static void collide( final Car car ) {        System.out.println( "Collided " + car.toString() );    }     public void follow( final Car another ) {        System.out.println( "Following the " + another.toString() );    }     public void repair() {           System.out.println( "Repaired " + this.toString() );    }}

第一種方法引用的類(lèi)型是構(gòu)造器引用县耽,語(yǔ)法是Class::new句喷,或者更一般的形式:Class<T>::new。注意:這個(gè)構(gòu)造器沒(méi)有參數(shù)兔毙。

final Car car = Car.create( Car::new );final List< Car > cars = Arrays.asList( car );

第二種方法引用的類(lèi)型是靜態(tài)方法引用唾琼,語(yǔ)法是Class::static_method。注意:這個(gè)方法接受一個(gè)Car類(lèi)型的參數(shù)澎剥。

cars.forEach( Car::collide );

第三種方法引用的類(lèi)型是某個(gè)類(lèi)的成員方法的引用锡溯,語(yǔ)法是Class::method,注意哑姚,這個(gè)方法沒(méi)有定義入?yún)ⅲ?/p>

cars.forEach( Car::repair );

第四種方法引用的類(lèi)型是某個(gè)實(shí)例對(duì)象的成員方法的引用祭饭,語(yǔ)法是instance::method。注意:這個(gè)方法接受一個(gè)Car類(lèi)型的參數(shù):

final Car police = Car.create( Car::new );cars.forEach( police::follow );

運(yùn)行上述例子叙量,可以在控制臺(tái)看到如下輸出(Car實(shí)例可能不同):

Collided com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197dRepaired com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197dFollowing the com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197d

如果想了解和學(xué)習(xí)更詳細(xì)的內(nèi)容倡蝙,可以參考官方文檔

2.4 重復(fù)注解

自從Java 5中引入注解以來(lái),這個(gè)特性開(kāi)始變得非常流行宛乃,并在各個(gè)框架和項(xiàng)目中被廣泛使用悠咱。不過(guò),注解有一個(gè)很大的限制是:在同一個(gè)地方不能多次使用同一個(gè)注解征炼。Java 8打破了這個(gè)限制析既,引入了重復(fù)注解的概念,允許在同一個(gè)地方多次使用同一個(gè)注解谆奥。

在Java 8中使用@Repeatable注解定義重復(fù)注解眼坏,實(shí)際上,這并不是語(yǔ)言層面的改進(jìn),而是編譯器做的一個(gè)trick宰译,底層的技術(shù)仍然相同檐蚜。可以利用下面的代碼說(shuō)明:

package com.javacodegeeks.java8.repeatable.annotations; import java.lang.annotation.ElementType;import java.lang.annotation.Repeatable;import java.lang.annotation.Retention;import java.lang.annotation.RetentionPolicy;import java.lang.annotation.Target; public class RepeatingAnnotations {    @Target( ElementType.TYPE )    @Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )    public @interface Filters {        Filter[] value();    }     @Target( ElementType.TYPE )    @Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )    @Repeatable( Filters.class )    public @interface Filter {        String value();    };     @Filter( "filter1" )    @Filter( "filter2" )    public interface Filterable {            }     public static void main(String[] args) {        for( Filter filter: Filterable.class.getAnnotationsByType( Filter.class ) ) {            System.out.println( filter.value() );        }    }}

正如我們所見(jiàn)沿侈,這里的Filter類(lèi)使用@Repeatable(Filters.class)注解修飾闯第,而Filters是存放Filter注解的容器,編譯器盡量對(duì)開(kāi)發(fā)者屏蔽這些細(xì)節(jié)缀拭。這樣咳短,Filterable接口可以用兩個(gè)Filter注解注釋?zhuān)ㄟ@里并沒(méi)有提到任何關(guān)于Filters的信息)。

另外蛛淋,反射API提供了一個(gè)新的方法:getAnnotationsByType()咙好,可以返回某個(gè)類(lèi)型的重復(fù)注解,例如Filterable.class.getAnnoation(Filters.class)將返回兩個(gè)Filter實(shí)例褐荷,輸出到控制臺(tái)的內(nèi)容如下所示:

filter1filter2

如果你希望了解更多內(nèi)容勾效,可以參考官方文檔

2.5 更好的類(lèi)型推斷

Java 8編譯器在類(lèi)型推斷方面有很大的提升叛甫,在很多場(chǎng)景下編譯器可以推導(dǎo)出某個(gè)參數(shù)的數(shù)據(jù)類(lèi)型层宫,從而使得代碼更為簡(jiǎn)潔。例子代碼如下:

package com.javacodegeeks.java8.type.inference; public class Value< T > {    public static< T > T defaultValue() {         return null;     }     public T getOrDefault( T value, T defaultValue ) {        return ( value != null ) ? value : defaultValue;    }}

下列代碼是Value<String>類(lèi)型的應(yīng)用:

package com.javacodegeeks.java8.type.inference; public class TypeInference {    public static void main(String[] args) {        final Value< String > value = new Value<>();        value.getOrDefault( "22", Value.defaultValue() );    }}

參數(shù)Value.defaultValue()的類(lèi)型由編譯器推導(dǎo)得出合溺,不需要顯式指明卒密。在Java 7中這段代碼會(huì)有編譯錯(cuò)誤缀台,除非使用Value.<String>defaultValue()棠赛。

2.6 拓寬注解的應(yīng)用場(chǎng)景

Java 8拓寬了注解的應(yīng)用場(chǎng)景。現(xiàn)在膛腐,注解幾乎可以使用在任何元素上:局部變量睛约、接口類(lèi)型、超類(lèi)和接口實(shí)現(xiàn)類(lèi)哲身,甚至可以用在函數(shù)的異常定義上辩涝。下面是一些例子:

package com.javacodegeeks.java8.annotations; import java.lang.annotation.ElementType;import java.lang.annotation.Retention;import java.lang.annotation.RetentionPolicy;import java.lang.annotation.Target;import java.util.ArrayList;import java.util.Collection; public class Annotations {    @Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )    @Target( { ElementType.TYPE_USE, ElementType.TYPE_PARAMETER } )    public @interface NonEmpty {            }     public static class Holder< @NonEmpty T > extends @NonEmpty Object {        public void method() throws @NonEmpty Exception {                    }    }     @SuppressWarnings( "unused" )    public static void main(String[] args) {        final Holder< String > holder = new @NonEmpty Holder< String >();                @NonEmpty Collection< @NonEmpty String > strings = new ArrayList<>();            }}

ElementType.TYPE_USERElementType.TYPE_PARAMETER是Java 8新增的兩個(gè)注解,用于描述注解的使用場(chǎng)景勘天。Java 語(yǔ)言也做了對(duì)應(yīng)的改變怔揩,以識(shí)別這些新增的注解。

3. Java編譯器的新特性

3.1 參數(shù)名稱(chēng)

為了在運(yùn)行時(shí)獲得Java程序中方法的參數(shù)名稱(chēng)脯丝,老一輩的Java程序員必須使用不同方法商膊,例如Paranamer liberary。Java 8終于將這個(gè)特性規(guī)范化宠进,在語(yǔ)言層面(使用反射API和Parameter.getName()方法)和字節(jié)碼層面(使用新的javac編譯器以及-parameters參數(shù))提供支持晕拆。

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中這個(gè)特性是默認(rèn)關(guān)閉的,因此如果不帶-parameters參數(shù)編譯上述代碼并運(yùn)行材蹬,則會(huì)輸出如下結(jié)果:

Parameter: arg0

如果帶-parameters參數(shù)实幕,則會(huì)輸出如下結(jié)果(正確的結(jié)果):

Parameter: args

如果你使用Maven進(jìn)行項(xiàng)目管理吝镣,則可以在maven-compiler-plugin編譯器的配置項(xiàng)中配置-parameters參數(shù):

<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>

4. Java官方庫(kù)的新特性

Java 8增加了很多新的工具類(lèi)(date/time類(lèi)),并擴(kuò)展了現(xiàn)存的工具類(lèi)昆庇,以支持現(xiàn)代的并發(fā)編程末贾、函數(shù)式編程等。

4.1 Optional

Java應(yīng)用中最常見(jiàn)的bug就是空值異常整吆。在Java 8之前未舟,Google Guava引入了Optionals類(lèi)來(lái)解決NullPointerException,從而避免源碼被各種null檢查污染掂为,以便開(kāi)發(fā)者寫(xiě)出更加整潔的代碼裕膀。Java 8也將Optional加入了官方庫(kù)。

Optional僅僅是一個(gè)容易:存放T類(lèi)型的值或者null勇哗。它提供了一些有用的接口來(lái)避免顯式的null檢查昼扛,可以參考Java 8官方文檔了解更多細(xì)節(jié)。

接下來(lái)看一點(diǎn)使用Optional的例子:可能為空的值或者某個(gè)類(lèi)型的值:

Optional< String > fullName = Optional.ofNullable( null );System.out.println( "Full Name is set? " + fullName.isPresent() );        System.out.println( "Full Name: " + fullName.orElseGet( () -> "[none]" ) ); System.out.println( fullName.map( s -> "Hey " + s + "!" ).orElse( "Hey Stranger!" ) );

如果Optional實(shí)例持有一個(gè)非空值欲诺,則isPresent()方法返回true抄谐,否則返回false;orElseGet()方法扰法,Optional實(shí)例持有null蛹含,則可以接受一個(gè)lambda表達(dá)式生成的默認(rèn)值;map()方法可以將現(xiàn)有的Opetional實(shí)例的值轉(zhuǎn)換成新的值塞颁;orElse()方法與orElseGet()方法類(lèi)似浦箱,但是在持有null的時(shí)候返回傳入的默認(rèn)值。

上述代碼的輸出結(jié)果如下:

Full Name is set? falseFull Name: [none]Hey Stranger!

再看下另一個(gè)簡(jiǎn)單的例子:

Optional< String > firstName = Optional.of( "Tom" );System.out.println( "First Name is set? " + firstName.isPresent() );        System.out.println( "First Name: " + firstName.orElseGet( () -> "[none]" ) ); System.out.println( firstName.map( s -> "Hey " + s + "!" ).orElse( "Hey Stranger!" ) );System.out.println();

這個(gè)例子的輸出是:

First Name is set? trueFirst Name: TomHey Tom!

如果想了解更多的細(xì)節(jié)祠锣,請(qǐng)參考官方文檔酷窥。

4.2 Streams

新增的Stream API(java.util.stream)將生成環(huán)境的函數(shù)式編程引入了Java庫(kù)中。這是目前為止最大的一次對(duì)Java庫(kù)的完善伴网,以便開(kāi)發(fā)者能夠?qū)懗龈佑行钔啤⒏雍?jiǎn)潔和緊湊的代碼。

Steam API極大得簡(jiǎn)化了集合操作(后面我們會(huì)看到不止是集合)澡腾,首先看下這個(gè)叫Task的類(lèi):

public class Streams  {    private enum Status {        OPEN, CLOSED    };     private static final class Task {        private final Status status;        private final Integer points;         Task( final Status status, final Integer points ) {            this.status = status;            this.points = points;        }         public Integer getPoints() {            return points;        }         public Status getStatus() {            return status;        }         @Override        public String toString() {            return String.format( "[%s, %d]", status, points );        }    }}

Task類(lèi)有一個(gè)分?jǐn)?shù)(或偽復(fù)雜度)的概念沸伏,另外還有兩種狀態(tài):OPEN或者CLOSED。現(xiàn)在假設(shè)有一個(gè)task集合:

final Collection< Task > tasks = Arrays.asList(    new Task( Status.OPEN, 5 ),    new Task( Status.OPEN, 13 ),    new Task( Status.CLOSED, 8 ) );

首先看一個(gè)問(wèn)題:在這個(gè)task集合中一共有多少個(gè)OPEN狀態(tài)的點(diǎn)动分?在Java 8之前毅糟,要解決這個(gè)問(wèn)題,則需要使用foreach循環(huán)遍歷task集合刺啦;但是在Java 8中可以利用steams解決:包括一系列元素的列表留特,并且支持順序和并行處理。

// Calculate total points of all active tasks using sum()final long totalPointsOfOpenTasks = tasks    .stream()    .filter( task -> task.getStatus() == Status.OPEN )    .mapToInt( Task::getPoints )    .sum(); System.out.println( "Total points: " + totalPointsOfOpenTasks );

運(yùn)行這個(gè)方法的控制臺(tái)輸出是:

Total points: 18

這里有很多知識(shí)點(diǎn)值得說(shuō)。首先蜕青,tasks集合被轉(zhuǎn)換成steam表示苟蹈;其次,在steam上的filter操作會(huì)過(guò)濾掉所有CLOSED的task右核;第三慧脱,mapToInt操作基于每個(gè)task實(shí)例的Task::getPoints方法將task流轉(zhuǎn)換成Integer集合;最后贺喝,通過(guò)sum方法計(jì)算總和菱鸥,得出最后的結(jié)果。

在學(xué)習(xí)下一個(gè)例子之前躏鱼,還需要記住一些steams(點(diǎn)此更多細(xì)節(jié))的知識(shí)點(diǎn)氮采。Steam之上的操作可分為中間操作和晚期操作。

中間操作會(huì)返回一個(gè)新的steam——執(zhí)行一個(gè)中間操作(例如filter)并不會(huì)執(zhí)行實(shí)際的過(guò)濾操作染苛,而是創(chuàng)建一個(gè)新的steam鹊漠,并將原steam中符合條件的元素放入新創(chuàng)建的steam。

晚期操作(例如forEach或者sum)茶行,會(huì)遍歷steam并得出結(jié)果或者附帶結(jié)果躯概;在執(zhí)行晚期操作之后,steam處理線已經(jīng)處理完畢畔师,就不能使用了娶靡。在幾乎所有情況下,晚期操作都是立刻對(duì)steam進(jìn)行遍歷看锉。

steam的另一個(gè)價(jià)值是創(chuàng)造性地支持并行處理(parallel processing)姿锭。對(duì)于上述的tasks集合,我們可以用下面的代碼計(jì)算所有任務(wù)的點(diǎn)數(shù)之和:

// Calculate total points of all tasksfinal double totalPoints = tasks   .stream()   .parallel()   .map( task -> task.getPoints() ) // or map( Task::getPoints )    .reduce( 0, Integer::sum ); System.out.println( "Total points (all tasks): " + totalPoints );

這里我們使用parallel方法并行處理所有的task度陆,并使用reduce方法計(jì)算最終的結(jié)果艾凯∠揍#控制臺(tái)輸出如下:

Total points(all tasks): 26.0

對(duì)于一個(gè)集合懂傀,經(jīng)常需要根據(jù)某些條件對(duì)其中的元素分組。利用steam提供的API可以很快完成這類(lèi)任務(wù)蜡感,代碼如下:

// Group tasks by their statusfinal Map< Status, List< Task > > map = tasks    .stream()    .collect( Collectors.groupingBy( Task::getStatus ) );System.out.println( map );

控制臺(tái)的輸出如下:

{CLOSED=[[CLOSED, 8]], OPEN=[[OPEN, 5], [OPEN, 13]]}

最后一個(gè)關(guān)于tasks集合的例子問(wèn)題是:如何計(jì)算集合中每個(gè)任務(wù)的點(diǎn)數(shù)在集合中所占的比重蹬蚁,具體處理的代碼如下:

// Calculate the weight of each tasks (as percent of total points) final Collection< String > result = tasks    .stream()                                        // Stream< String >    .mapToInt( Task::getPoints )                     // IntStream    .asLongStream()                                  // LongStream    .mapToDouble( points -> points / totalPoints )   // DoubleStream    .boxed()                                         // Stream< Double >    .mapToLong( weigth -> ( long )( weigth * 100 ) ) // LongStream    .mapToObj( percentage -> percentage + "%" )      // Stream< String>     .collect( Collectors.toList() );                 // List< String >  System.out.println( result );

控制臺(tái)輸出結(jié)果如下:

[19%, 50%, 30%]

最后,正如之前所說(shuō)郑兴,Steam API不僅可以作用于Java集合犀斋,傳統(tǒng)的IO操作(從文件或者網(wǎng)絡(luò)一行一行得讀取數(shù)據(jù))可以受益于steam處理,這里有一個(gè)小例子:

final Path path = new File( filename ).toPath();try( Stream< String > lines = Files.lines( path, StandardCharsets.UTF_8 ) ) {    lines.onClose( () -> System.out.println("Done!") ).forEach( System.out::println );}

Stream的方法onClose 返回一個(gè)等價(jià)的有額外句柄的Stream情连,當(dāng)Stream的close()方法被調(diào)用的時(shí)候這個(gè)句柄會(huì)被執(zhí)行叽粹。Stream API、Lambda表達(dá)式還有接口默認(rèn)方法和靜態(tài)方法支持的方法引用,是Java 8對(duì)軟件開(kāi)發(fā)的現(xiàn)代范式的響應(yīng)虫几。

4.3 Date/Time API(JSR 310)

Java 8引入了新的Date-Time API(JSR 310)來(lái)改進(jìn)時(shí)間锤灿、日期的處理。時(shí)間和日期的管理一直是最令Java開(kāi)發(fā)者痛苦的問(wèn)題辆脸。java.util.Date和后來(lái)的java.util.Calendar一直沒(méi)有解決這個(gè)問(wèn)題(甚至令開(kāi)發(fā)者更加迷茫)但校。

因?yàn)樯厦孢@些原因,誕生了第三方庫(kù)Joda-Time啡氢,可以替代Java的時(shí)間管理API状囱。Java 8中新的時(shí)間和日期管理API深受Joda-Time影響,并吸收了很多Joda-Time的精華倘是。新的java.time包包含了所有關(guān)于日期亭枷、時(shí)間、時(shí)區(qū)搀崭、Instant(跟日期類(lèi)似但是精確到納秒)奶栖、duration(持續(xù)時(shí)間)和時(shí)鐘操作的類(lèi)。新設(shè)計(jì)的API認(rèn)真考慮了這些類(lèi)的不變性(從java.util.Calendar吸取的教訓(xùn))门坷,如果某個(gè)實(shí)例需要修改宣鄙,則返回一個(gè)新的對(duì)象。

我們接下來(lái)看看java.time包中的關(guān)鍵類(lèi)和各自的使用例子默蚌。首先冻晤,Clock類(lèi)使用時(shí)區(qū)來(lái)返回當(dāng)前的納秒時(shí)間和日期。Clock可以替代System.currentTimeMillis()TimeZone.getDefault()绸吸。

// Get the system clock as UTC offset final Clock clock = Clock.systemUTC();System.out.println( clock.instant() );System.out.println( clock.millis() );

這個(gè)例子的輸出結(jié)果是:

2014-04-12T15:19:29.282Z1397315969360

第二鼻弧,關(guān)注下LocalDateLocalTime類(lèi)绞铃。LocalDate僅僅包含ISO-8601日歷系統(tǒng)中的日期部分青自;LocalTime則僅僅包含該日歷系統(tǒng)中的時(shí)間部分。這兩個(gè)類(lèi)的對(duì)象都可以使用Clock對(duì)象構(gòu)建得到咐刨。

// Get the local date and local timefinal LocalDate date = LocalDate.now();final LocalDate dateFromClock = LocalDate.now( clock ); System.out.println( date );System.out.println( dateFromClock ); // Get the local date and local timefinal LocalTime time = LocalTime.now();final LocalTime timeFromClock = LocalTime.now( clock ); System.out.println( time );System.out.println( timeFromClock );

上述例子的輸出結(jié)果如下:

2014-04-122014-04-1211:25:54.56815:25:54.568

LocalDateTime類(lèi)包含了LocalDate和LocalTime的信息码俩,但是不包含ISO-8601日歷系統(tǒng)中的時(shí)區(qū)信息度帮。這里有一些關(guān)于LocalDate和LocalTime的例子

// Get the local date/timefinal LocalDateTime datetime = LocalDateTime.now();final LocalDateTime datetimeFromClock = LocalDateTime.now( clock ); System.out.println( datetime );System.out.println( datetimeFromClock );

上述這個(gè)例子的輸出結(jié)果如下:

2014-04-12T11:37:52.3092014-04-12T15:37:52.309

如果你需要特定時(shí)區(qū)的data/time信息,則可以使用ZoneDateTime稿存,它保存有ISO-8601日期系統(tǒng)的日期和時(shí)間笨篷,而且有時(shí)區(qū)信息。下面是一些使用不同時(shí)區(qū)的例子:

// Get the zoned date/timefinal ZonedDateTime zonedDatetime = ZonedDateTime.now();final ZonedDateTime zonedDatetimeFromClock = ZonedDateTime.now( clock );final ZonedDateTime zonedDatetimeFromZone = ZonedDateTime.now( ZoneId.of( "America/Los_Angeles" ) ); System.out.println( zonedDatetime );System.out.println( zonedDatetimeFromClock );System.out.println( zonedDatetimeFromZone );

這個(gè)例子的輸出結(jié)果是:

2014-04-12T11:47:01.017-04:00[America/New_York]2014-04-12T15:47:01.017Z2014-04-12T08:47:01.017-07:00[America/Los_Angeles]

最后看下Duration類(lèi)瓣履,它持有的時(shí)間精確到秒和納秒率翅。這使得我們可以很容易得計(jì)算兩個(gè)日期之間的不同,例子代碼如下:

// Get duration between two datesfinal 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() );

這個(gè)例子用于計(jì)算2014年4月16日和2015年4月16日之間的天數(shù)和小時(shí)數(shù)袖迎,輸出結(jié)果如下:

Duration in days: 365Duration in hours: 8783

對(duì)于Java 8的新日期時(shí)間的總體印象還是比較積極的冕臭,一部分是因?yàn)镴oda-Time的積極影響腺晾,另一部分是因?yàn)楣俜浇K于聽(tīng)取了開(kāi)發(fā)人員的需求。如果希望了解更多細(xì)節(jié)辜贵,可以參考官方文檔丘喻。

4.4 Nashorn JavaScript引擎

Java 8提供了新的Nashorn JavaScript引擎,使得我們可以在JVM上開(kāi)發(fā)和運(yùn)行JS應(yīng)用念颈。Nashorn JavaScript引擎是javax.script.ScriptEngine的另一個(gè)實(shí)現(xiàn)版本泉粉,這類(lèi)Script引擎遵循相同的規(guī)則,允許Java和JavaScript交互使用榴芳,例子代碼如下:

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;" ) );

這個(gè)代碼的輸出結(jié)果如下:

jdk.nashorn.api.scripting.NashornScriptEngineResult: 2

4.5 Base64

對(duì)Base64編碼的支持已經(jīng)被加入到Java 8官方庫(kù)中嗡靡,這樣不需要使用第三方庫(kù)就可以進(jìn)行Base64編碼,例子代碼如下:

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 );    }}

這個(gè)例子的輸出結(jié)果如下:

QmFzZTY0IGZpbmFsbHkgaW4gSmF2YSA4IQ==Base64 finally in Java 8!

新的Base64API也支持URL和MINE的編碼解碼窟感。
(Base64.getUrlEncoder()** / Base64.getUrlDecoder(), Base64.getMimeEncoder() / Base64.getMimeDecoder()**)讨彼。

4.6 并行數(shù)組

Java8版本新增了很多新的方法,用于支持并行數(shù)組處理柿祈。最重要的方法是parallelSort()哈误,可以顯著加快多核機(jī)器上的數(shù)組排序。下面的例子論證了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();    }}

上述這些代碼使用parallelSetAll()方法生成20000個(gè)隨機(jī)數(shù)躏嚎,然后使用parallelSort()方法進(jìn)行排序蜜自。這個(gè)程序會(huì)輸出亂序數(shù)組和排序數(shù)組的前10個(gè)元素。上述例子的代碼輸出的結(jié)果是:

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

4.7 并發(fā)性

基于新增的lambda表達(dá)式和steam特性卢佣,為Java 8中為java.util.concurrent.ConcurrentHashMap類(lèi)添加了新的方法來(lái)支持聚焦操作重荠;另外,也為java.util.concurrentForkJoinPool類(lèi)添加了新的方法來(lái)支持通用線程池操作(更多內(nèi)容可以參考我們的并發(fā)編程課程)虚茶。

Java 8還添加了新的java.util.concurrent.locks.StampedLock類(lèi)戈鲁,用于支持基于容量的鎖——該鎖有三個(gè)模型用于支持讀寫(xiě)操作(可以把這個(gè)鎖當(dāng)做是java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock的替代者)。

java.util.concurrent.atomic包中也新增了不少工具類(lèi)嘹叫,列舉如下:

  • DoubleAccumulator
  • DoubleAdder
  • LongAccumulator
  • LongAdder

5. 新的Java工具

Java 8提供了一些新的命令行工具婆殿,這部分會(huì)講解一些對(duì)開(kāi)發(fā)者最有用的工具。

5.1 Nashorn引擎:jjs

jjs是一個(gè)基于標(biāo)準(zhǔn)Nashorn引擎的命令行工具罩扇,可以接受js源碼并執(zhí)行婆芦。例如,我們寫(xiě)一個(gè)func.js文件暮蹂,內(nèi)容如下:

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

可以在命令行中執(zhí)行這個(gè)命令:jjs func.js寞缝,控制臺(tái)輸出結(jié)果是:

2

如果需要了解細(xì)節(jié),可以參考官方文檔仰泻。

5.2 類(lèi)依賴(lài)分析器:jdeps

jdeps是一個(gè)相當(dāng)棒的命令行工具,它可以展示包層級(jí)和類(lèi)層級(jí)的Java類(lèi)依賴(lài)關(guān)系滩届,它以.class文件集侯、目錄或者Jar文件為輸入被啼,然后會(huì)把依賴(lài)關(guān)系輸出到控制臺(tái)。

我們可以利用jedps分析下Spring Framework庫(kù)棠枉,為了讓結(jié)果少一點(diǎn)浓体,僅僅分析一個(gè)JAR文件:org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar

jdeps org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar

這個(gè)命令會(huì)輸出很多結(jié)果辈讶,我們僅看下其中的一部分:依賴(lài)關(guān)系按照包分組命浴,如果在classpath上找不到依賴(lài),則顯示"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

更多的細(xì)節(jié)可以參考官方文檔贱除。

6. JVM的新特性

使用MetaspaceJEP 122)代替持久代(PermGen space)生闲。在JVM參數(shù)方面,使用-XX:MetaSpaceSize-XX:MaxMetaspaceSize代替原來(lái)的-XX:PermSize-XX:MaxPermSize月幌。

7. 結(jié)論

通過(guò)為開(kāi)發(fā)者提供很多能夠提高生產(chǎn)力的特性碍讯,Java 8使得Java平臺(tái)前進(jìn)了一大步。現(xiàn)在還不太適合將Java 8應(yīng)用在生產(chǎn)系統(tǒng)中扯躺,但是在之后的幾個(gè)月中Java 8的應(yīng)用率一定會(huì)逐步提高(PS:原文時(shí)間是2014年5月9日捉兴,現(xiàn)在在很多公司Java 8已經(jīng)成為主流,我司由于體量太大录语,現(xiàn)在也在一點(diǎn)點(diǎn)上Java 8倍啥,雖然慢但是好歹在升級(jí)了)。作為開(kāi)發(fā)者澎埠,現(xiàn)在應(yīng)該學(xué)習(xí)一些Java 8的知識(shí)逗栽,為升級(jí)做好準(zhǔn)備。

關(guān)于Spring:對(duì)于企業(yè)級(jí)開(kāi)發(fā)失暂,我們也應(yīng)該關(guān)注Spring社區(qū)對(duì)Java 8的支持彼宠,可以參考這篇文章——Spring 4支持的Java 8新特性一覽

8. 參考資料

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