前言： Java 8已經(jīng)公布有一段時(shí)間了，種種跡象表明Java 8是一個(gè)有重大改變的發(fā)行版。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 Concurrency、Java 8 Date Time API Tutorial : LocalDateTime和Abstract Class Versus Interface in the JDK 8 Era。本文還參考了一些其他資料，例如：15 Must Read Java 8 Tutorials和The 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，希望你有所收獲。
1. 簡介
毫無疑問，Java 8是Java自Java 5（發(fā)布于2004年）之后的最重要的版本。這個(gè)版本包含語言、編譯器、庫、工具和JVM等方面的十多個(gè)新特性。在本文中我們將學(xué)習(xí)這些新特性，并用實(shí)際的例子說明在什么場景下適合使用。
這個(gè)教程包含Java開發(fā)者經(jīng)常面對的幾類問題：
語言
編譯器
庫
工具
運(yùn)行時(shí)（JVM）
2. Java語言的新特性
Java 8是Java的一個(gè)重大版本，有人認(rèn)為，雖然這些新特性領(lǐng)Java開發(fā)人員十分期待，但同時(shí)也需要花不少精力去學(xué)習(xí)。在這一小節(jié)中，我們將介紹Java 8的大部分新特性。
2.1 Lambda表達(dá)式和函數(shù)式接口
Lambda表達(dá)式（也稱為閉包）是Java 8中最大和最令人期待的語言改變。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)式開發(fā)者非常熟悉這些概念。很多JVM平臺上的語言（Groovy、Scala等）從誕生之日就支持Lambda表達(dá)式，但是Java開發(fā)者沒有選擇，只能使用匿名內(nèi)部類代替Lambda表達(dá)式。
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，可以實(shí)現(xiàn)簡潔而緊湊的語言結(jié)構(gòu)。最簡單的Lambda表達(dá)式可由逗號分隔的參數(shù)列表、->符號和語句塊組成，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的類型是由編譯器推理得出的，你也可以顯式指定該參數(shù)的類型，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)雜的語句塊，則可以使用花括號將該語句塊括起來，類似于Java中的函數(shù)體，例如：
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Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( e -> {System.out.print( e );System.out.print( e );} ); |
Lambda表達(dá)式可以引用類成員和局部變量（會(huì)將這些變量隱式得轉(zhuǎn)換成final的），例如下列兩個(gè)代碼塊的效果完全相同：
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String separator = ",";Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( ( String e ) -> System.out.print( e + separator ) ); |
和
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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，返回值的類型也由編譯器推理得出。如果Lambda表達(dá)式中的語句塊只有一行，則可以不用使用return語句，下列兩個(gè)代碼片段效果相同：
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Arrays.asList( "a", "b", "d" ).sort( ( e1, e2 ) -> e1.compareTo( e2 ) ); |
和
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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，于是產(chǎn)生了函數(shù)接口這個(gè)概念。函數(shù)接口指的是只有一個(gè)函數(shù)的接口，這樣的接口可以隱式轉(zhuǎn)換為Lambda表達(dá)式。java.lang.Runnable和java.util.concurrent.Callable是函數(shù)式接口的最佳例子。在實(shí)踐中，函數(shù)式接口非常脆弱：只要某個(gè)開發(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。為了克服這種代碼層面的脆弱性，并顯式說明某個(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 庫中的所有相關(guān)接口都已經(jīng)帶有這個(gè)注解了），舉個(gè)簡單的函數(shù)式接口的定義：
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@FunctionalInterface public interface Functional { void method();} |
不過有一點(diǎn)需要注意，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。
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@FunctionalInterface public interface FunctionalDefaultMethods { void method(); default void defaultMethod() { } } |
Lambda表達(dá)式作為Java 8的最大賣點(diǎn)，它有潛力吸引更多的開發(fā)者加入到JVM平臺，并在純Java編程中使用函數(shù)式編程的概念。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。
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。默認(rèn)方法使得接口有點(diǎn)類似traits，不過要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)不一樣。默認(rèn)方法使得開發(fā)者可以在 不破壞二進(jìn)制兼容性的前提下，往現(xiàn)存接口中添加新的方法，即不強(qiáng)制那些實(shí)現(xiàn)了該接口的類也同時(shí)實(shí)現(xiàn)這個(gè)新加的方法。
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)，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)類繼承或者覆寫，例子代碼如下：
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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()。DefaultableImpl類實(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；OverridableImpl類也實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口，但覆寫了該接口的默認(rèn)方法，并提供了一個(gè)不同的實(shí)現(xiàn)。
Java 8帶來的另一個(gè)有趣的特性是在接口中可以定義靜態(tài)方法，例子代碼如下：
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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)方法的使用場景：
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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 implementation
Overridden 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。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。該特性在官方庫中的應(yīng)用是：給java.util.Collection接口添加新方法，如stream()、parallelStream()、forEach()和removeIf()等等。
盡管默認(rèn)方法有這么多好處，但在實(shí)際開發(fā)中應(yīng)該謹(jǐn)慎使用：在復(fù)雜的繼承體系中，默認(rèn)方法可能引起歧義和編譯錯(cuò)誤。如果你想了解更多細(xì)節(jié)，可以參考官方文檔。
2.3 方法引用
方法引用使得開發(fā)者可以直接引用現(xiàn)存的方法、Java類的構(gòu)造方法或者實(shí)例對象。方法引用和Lambda表達(dá)式配合使用，使得java類的構(gòu)造方法看起來緊湊而簡潔，沒有很多復(fù)雜的模板代碼。
西門的例子中，Car類是不同方法引用的例子，可以幫助讀者區(qū)分四種類型的方法引用。
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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型是構(gòu)造器引用，語法是Class::new，或者更一般的形式：Class<T>::new。注意：這個(gè)構(gòu)造器沒有參數(shù)。
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final Car car = Car.create( Car::new ); final List< Car > cars = Arrays.asList( car ); |
第二種方法引用的類型是靜態(tài)方法引用，語法是Class::static_method。注意：這個(gè)方法接受一個(gè)Car類型的參數(shù)。
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cars.forEach( Car::collide ); |
第三種方法引用的類型是某個(gè)類的成員方法的引用，語法是Class::method，注意，這個(gè)方法沒有定義入?yún)ⅲ?/p>
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cars.forEach( Car::repair ); |
第四種方法引用的類型是某個(gè)實(shí)例對象的成員方法的引用，語法是instance::method。注意：這個(gè)方法接受一個(gè)Car類型的參數(shù)：
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final Car police = Car.create( Car::new );cars.forEach( police::follow ); |
運(yùn)行上述例子，可以在控制臺看到如下輸出（Car實(shí)例可能不同）：
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Collided com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197d Repaired com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197d Following 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，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，這個(gè)特性開始變得非常流行，并在各個(gè)框架和項(xiàng)目中被廣泛使用。不過，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。Java 8打破了這個(gè)限制，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。
在Java 8中使用@Repeatable注解定義重復(fù)注解，實(shí)際上，這并不是語言層面的改進(jìn)，而是編譯器做的一個(gè)trick，底層的技術(shù)仍然相同?？梢岳孟旅娴拇a說明：
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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，這里的Filter類使用@Repeatable(Filters.class)注解修飾，而Filters是存放Filter注解的容器，編譯器盡量對開發(fā)者屏蔽這些細(xì)節(jié)。這樣，F(xiàn)ilterable接口可以用兩個(gè)Filter注解注釋（這里并沒有提到任何關(guān)于Filters的信息）。
另外，反射API提供了一個(gè)新的方法：getAnnotationsByType()，可以返回某個(gè)類型的重復(fù)注解，例如
Filterable.class.getAnnoation(Filters.class)將返回兩個(gè)Filter實(shí)例，輸出到控制臺的內(nèi)容如下所示：
filter1
filter2
如果你希望了解更多內(nèi)容，可以參考官方文檔。
2.5 更好的類型推斷
Java 8編譯器在類型推斷方面有很大的提升，在很多場景下編譯器可以推導(dǎo)出某個(gè)參數(shù)的數(shù)據(jù)類型，從而使得代碼更為簡潔。例子代碼如下：
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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>類型的應(yīng)用：
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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()的類型由編譯器推導(dǎo)得出，不需要顯式指明。在Java 7中這段代碼會(huì)有編譯錯(cuò)誤，除非使用Value.<String>defaultValue()。
2.6 拓寬注解的應(yīng)用場景
Java 8拓寬了注解的應(yīng)用場景?，F(xiàn)在，注解幾乎可以使用在任何元素上：局部變量、接口類型、超類和接口實(shí)現(xiàn)類，甚至可以用在函數(shù)的異常定義上。下面是一些例子：
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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_USER和ElementType.TYPE_PARAMETER是Java 8新增的兩個(gè)注解，用于描述注解的使用場景。Java 語
言也做了對應(yīng)的改變，以識別這些新增的注解。
3. Java編譯器的新特性
3.1 參數(shù)名稱
為了在運(yùn)行時(shí)獲得Java程序中方法的參數(shù)名稱，老一輩的Java程序員必須使用不同方法，例如Paranamer liberary。Java 8終于將這個(gè)特性規(guī)范化，在語言層面（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。
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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，則會(huì)輸出如下結(jié)果：
Parameter: arg0
如果帶-parameters參數(shù)，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，則可以在maven-compiler-plugin編譯器的配置項(xiàng)中配置-parameters參數(shù)：
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<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官方庫的新特性
Java 8增加了很多新的工具類（date/time類），并擴(kuò)展了現(xiàn)存的工具類，以支持現(xiàn)代的并發(fā)編程、函數(shù)式編程等。
4.1 Optional
Java應(yīng)用中最常見的bug就是空值異常。在Java 8之前，Google Guava引入了Optionals類來解決NullPointerException，從而避免源碼被各種null檢查污染，以便開發(fā)者寫出更加整潔的代碼。Java 8也將Optional加入了官方庫。
Optional僅僅是一個(gè)容易：存放T類型的值或者null。它提供了一些有用的接口來避免顯式的null檢查，可以參考Java 8官方文檔了解更多細(xì)節(jié)。
接下來看一點(diǎn)使用Optional的例子：可能為空的值或者某個(gè)類型的值：
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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，則isPresent()方法返回true，否則返回false；orElseGet()方法，Optional實(shí)例持有null，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；orElse()方法與orElseGet()方法類似，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? false Full Name: [none] Hey Stranger!
再看下另一個(gè)簡單的例子：
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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? true First Name: Tom Hey Tom!
如果想了解更多的細(xì)節(jié)，請參考官方文檔。
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庫中。這是目前為止最大的一次對Java庫的完善，以便開發(fā)者能夠?qū)懗龈佑行?、更加簡潔和緊湊的代碼。
Steam API極大得簡化了集合操作（后面我們會(huì)看到不止是集合），首先看下這個(gè)叫Task的類：
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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類有一個(gè)分?jǐn)?shù)（或偽復(fù)雜度）的概念，另外還有兩種狀態(tài)：OPEN或者CLOSED?，F(xiàn)在假設(shè)有一個(gè)task集合：
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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)問題：在這個(gè)task集合中一共有多少個(gè)OPEN狀態(tài)的點(diǎn)？在Java 8之前，要解決這個(gè)問題，則需要使用foreach循環(huán)遍歷task集合；但是在Java 8中可以利用steams解決：包括一系列元素的列表，并且支持順序和并行處理。
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// 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)方法的控制臺輸出是：
Total points: 18
這里有很多知識點(diǎn)值得說。首先，tasks集合被轉(zhuǎn)換成steam表示；其次，在steam上的filter操作會(huì)過濾掉所有CLOSED的task；第三，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，通過sum方法計(jì)算總和，得出最后的結(jié)果。
在學(xué)習(xí)下一個(gè)例子之前，還需要記住一些steams（點(diǎn)此更多細(xì)節(jié)）的知識點(diǎn)。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)際的過濾操作，而是創(chuàng)建一個(gè)新的steam，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），會(huì)遍歷steam并得出結(jié)果或者附帶結(jié)果；在執(zhí)行晚期操作之后，steam處理線已經(jīng)處理完畢，就不能使用了。在幾乎所有情況下，晚期操作都是立刻對steam進(jìn)行遍歷。
steam的另一個(gè)價(jià)值是創(chuàng)造性地支持并行處理（parallel processing）。對于上述的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：
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// Calculate total points of all tasks final 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，并使用reduce方法計(jì)算最終的結(jié)果。控制臺輸出如下：
Total points（all tasks）: 26.0
對于一個(gè)集合，經(jīng)常需要根據(jù)某些條件對其中的元素分組。利用steam提供的API可以很快完成這類任務(wù)，代碼如下：
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// Group tasks by their status final Map< Status, List< Task > > map = tasks.stream().collect( Collectors.groupingBy( Task::getStatus ) );System.out.println( map ); |
控制臺的輸出如下：
{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，具體處理的代碼如下：
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// 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 ); |
控制臺輸出結(jié)果如下：
[19%, 50%, 30%]
最后，正如之前所說，Steam API不僅可以作用于Java集合，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：
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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，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。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對軟件開發(fā)的現(xiàn)代范式的響應(yīng)。
4.3 Date/Time API(JSR 310)
Java 8引入了新的Date-Time API(JSR 310)來改進(jìn)時(shí)間、日期的處理。時(shí)間和日期的管理一直是最令Java開發(fā)者痛苦的問題。java.util.Date和后來的java.util.Calendar一直沒有解決這個(gè)問題（甚至令開發(fā)者更加迷茫）。
因?yàn)樯厦孢@些原因，誕生了第三方庫Joda-Time，可以替代Java的時(shí)間管理API。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。新的java.time包包含了所有關(guān)于日期、時(shí)間、時(shí)區(qū)、Instant（跟日期類似但是精確到納秒）、duration（持續(xù)時(shí)間）和時(shí)鐘操作的類。新設(shè)計(jì)的API認(rèn)真考慮了這些類的不變性（從java.util.Calendar吸取的教訓(xùn)），如果某個(gè)實(shí)例需要修改，則返回一個(gè)新的對象。
我們接下來看看java.time包中的關(guān)鍵類和各自的使用例子。首先，Clock類使用時(shí)區(qū)來返回當(dāng)前的納秒時(shí)間和日期。Clock可以替代System.currentTimeMillis()和TimeZone.getDefault()。
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// 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：
2014-04-12T15:19:29.282Z 1397315969360
第二，關(guān)注下LocalDate和LocalTime類。LocalDate僅僅包含ISO-8601日歷系統(tǒng)中的日期部分；LocalTime則僅僅包含該日歷系統(tǒng)中的時(shí)間部分。這兩個(gè)類的對象都可以使用Clock對象構(gòu)建得到。
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// Get the local date and local time final LocalDate date = LocalDate.now();final LocalDate dateFromClock = LocalDate.now( clock );System.out.println( date );System.out.println( dateFromClock ); // Get the local date and local time final 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：
2014-04-12 2014-04-12 11:25:54.568 15:25:54.568
LocalDateTime類包含了LocalDate和LocalTime的信息，但是不包含ISO-8601日歷系統(tǒng)中的時(shí)區(qū)信息。這里有一些關(guān)于LocalDate和LocalTime的例子：
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// Get the local date/time final 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：
2014-04-12T11:37:52.309 2014-04-12T15:37:52.309
如果你需要特定時(shí)區(qū)的data/time信息，則可以使用ZoneDateTime，它保存有ISO-8601日期系統(tǒng)的日期和時(shí)間，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：
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// Get the zoned date/time final 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] 2014-04-12T15:47:01.017Z 2014-04-12T08:47:01.017-07:00[America/Los_Angeles]
最后看下Duration類，它持有的時(shí)間精確到秒和納秒。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：
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// 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() ); |
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)，輸出結(jié)果如下：
Duration in days: 365 Duration in hours: 8783
對于Java 8的新日期時(shí)間的總體印象還是比較積極的，一部分是因?yàn)镴oda-Time的積極影響，另一部分是因?yàn)楣俜浇K于聽取了開發(fā)人員的需求。如果希望了解更多細(xì)節(jié)，可以參考官方文檔。
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上開發(fā)和運(yùn)行JS應(yīng)用。Nashorn JavaScript引擎是javax.script.ScriptEngine的另一個(gè)實(shí)現(xiàn)版本，這類Script引擎遵循相同的規(guī)則，允許Java和JavaScript交互使用，例子代碼如下：
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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.NashornScriptEngine Result: 2
4.5 Base64
對Base64編碼的支持已經(jīng)被加入到Java 8官方庫中，這樣不需要使用第三方庫就可以進(jìn)行Base64編碼，例子代碼如下：
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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。
(Base64.getUrlEncoder() / Base64.getUrlDecoder(), Base64.getMimeEncoder() / Base64.getMimeDecoder())。
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。最重要的方法是parallelSort()，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：
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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)，然后使用parallelSort()方法進(jìn)行排序。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，為Java 8中為java.util.concurrent.ConcurrentHashMap類添加了新的方法來支持聚焦操作；另外，也為java.util.concurrentForkJoinPool類添加了新的方法來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）。
Java 8還添加了新的java.util.concurrent.locks.StampedLock類，用于支持基于容量的鎖——該鎖有三個(gè)模型用于支持讀寫操作（可以把這個(gè)鎖當(dāng)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類，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，這部分會(huì)講解一些對開發(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，可以接受js源碼并執(zhí)行。例如，我們寫一個(gè)func.js文件，內(nèi)容如下：
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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，控制臺輸出結(jié)果是：
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如果需要了解細(xì)節(jié)，可以參考官方文檔。
5.2 類依賴分析器：jdeps
jdeps是一個(gè)相當(dāng)棒的命令行工具，它可以展示包層級和類層級的Java類依賴關(guān)系，它以.class文件、目錄或者Jar文件為輸入，然后會(huì)把依賴關(guān)系輸出到控制臺。
我們可以利用jedps分析下Spring Framework庫，為了讓結(jié)果少一點(diǎn)，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，我們僅看下其中的一部分：依賴關(guān)系按照包分組，如果在classpath上找不到依賴，則顯示”not found”.
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org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar -> C:/Program Files/Java/jdk1.8.0/jre/lib/rt.jarorg.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 foundorg.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。
6. JVM的新特性
使用Metaspace（JEP 122）代替持久代（PermGen space）。在JVM參數(shù)方面，使用-XX:MetaSpaceSize和-XX:MaxMetaspaceSize代替原來的-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize。
7. 結(jié)論
通過為開發(fā)者提供很多能夠提高生產(chǎn)力的特性，Java 8使得Java平臺前進(jìn)了一大步?，F(xiàn)在還不太適合將Java 8應(yīng)用在生產(chǎn)系統(tǒng)中，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，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，現(xiàn)在也在一點(diǎn)點(diǎn)上Java 8，雖然慢但是好歹在升級了）。作為開發(fā)者，現(xiàn)在應(yīng)該學(xué)習(xí)一些Java 8的知識，為升級做好準(zhǔn)備。
