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Java8新特性指南 Java8 又称为jdk1 8 是Java语言开发的一个主要版本 Oracle公司于2014年3月18日发布Java8 它支持函数式编程 新的JavaScript引擎 新的日期API 新的StreamAPI等 本次培训简述18个新特性 Lambdas表达式 Lambda表达式 也称为闭包 是整个Java8发行版中最受期待的在Java语言层面上的改变 Lambda允许把函数作为一个方法的参数 函数作为参数传递进方法中 或者把代码看成数据 函数式程序员对这一概念非常熟悉 在JVM平台上的很多语言 Groovy Scala 从一开始就有Lambda 但是Java程序员不得不使用毫无新意的匿名类来代替lambda 实例 Arrays asList a b d forEach e System out println e Arrays asList a b d sort e1 e2 pareTo e2 Arrays asList a b d sort e1 e2 intresult pareTo e2 returnresult Functional接口 函数式接口就是一个具有一个方法的普通接口 像这样的接口 可以被隐式转换为lambda表达式 java lang Runnable与java util concurrent Callable是函数式接口最典型的两个例子 在实际使用过程中 函数式接口是容易出错的 如有某个人在接口定义中增加了另一个方法 这时 这个接口就不再是函数式的了 并且编译过程也会失败 为了克服函数式接口的这种脆弱性并且能够明确声明接口作为函数式接口的意图 Java8增加了一种特殊的注解 FunctionalInterface Java8中所有类库的已有接口都添加了 FunctionalInterface注解 实例 1 FunctionalInterfacepublicinterfaceFunctionalDefaultMethods voidmethod defaultvoiddefaultMethod 2 Java8之前 newThread newRunnable Overridepublicvoidrun System out println BeforeJava8 start Java8方式 newThread System out println InJava8 Lambda start 接口的默认方法与静态方法 Java8用默认方法与静态方法这两个新概念来扩展接口的声明 默认方法使接口有点像Traits Scala中特征 trait 类似于Java中的Interface 但它可以包含实现代码 也就是目前Java8新增的功能 但与传统的接口又有些不一样 它允许在已有的接口中添加新方法 而同时又保持了与旧版本代码的兼容性 默认方法与抽象方法不同之处在于抽象方法必须要求实现 但是默认方法则没有这个要求 相反 每个接口都必须提供一个所谓的默认实现 这样所有的接口实现者将会默认继承它 如果有必要的话 可以覆盖这个默认实现 privateinterfaceDefaulable defaultStringnotRequired return Defaultimplementation privatestaticclassDefaultableImplimplementsDefaulable privatestaticclassOverridableImplimplementsDefaulable OverridepublicStringnotRequired return Overriddenimplementation 接口静态方法构造方法调用 publicclassCar publicstaticCarcreate finalSuppliersupplier returnsupplier get publicstaticvoidcollide finalCar System out println Collided car toString publicvoidfollow finalCaranother System out println Followingthe another toString publicvoidrepair System out println Repaired this toString publicstaticvoidmain String args finalCar Car create Car new 构造函数调用finalListcars Arrays asList car cars forEach Car collide 静态函数调用cars forEach Car repair 特定类的函数函数调用finalCarpolice Car create Car new cars forEach police follow 特定函数调用 重复注解 自从Java5引入了注解机制 这一特性就变得非常流行并且广为使用 然而 使用注解的一个限制是相同的注解在同一位置只能声明一次 不能声明多次 Java8打破了这条规则 引入了重复注解机制 这样相同的注解可以在同一地方声明多次 重复注解机制本身必须用 Repeatable注解 publicclassRepeatingAnnotations Target ElementType TYPE Retention RetentionPolicy RUNTIME public interfaceFilters Filter value Target ElementType TYPE Retention RetentionPolicy RUNTIME Repeatable Filters class public interfaceFilter Stringvalue Filter filter1 Filter filter2 publicinterfaceFilterable publicstaticvoidmain String args for Filter Filterable class getAnnotationsByType Filter class System out println filter value 类型推测机制 publicclassValue publicstaticTdefaultValue returnnull publicTgetOrDefault Tvalue TdefaultValue return value null value defaultValue publicstaticvoidmain String args finalValuevalue newValue value getOrDefault 22 Value defaultValue Java7中 相同的例子将不会通过编译 正确的书写方式是Value defaultValue 扩展注解的支持 Java8扩展了注解的上下文 现在几乎可以为任何东西添加注解 局部变量 泛型类 父类与接口的实现 就连方法的异常也能添加注解 publicclassAnnotations Retention RetentionPolicy RUNTIME Target ElementType TYPE USE ElementType TYPE PARAMETER public interfaceNonEmpty publicstaticclassHolderextends NonEmptyObject publicvoidmethod throws NonEmptyException SuppressWarnings unused publicstaticvoidmain String args finalHolderholder new NonEmptyHolder NonEmptyCollectionstrings newArrayList ElementType TYPE USE和ElementType TYPE PARAMETER是两个新添加的用于描述适当的注解上下文的元素类型 在Java语言中 注解处理API也有小的改动来识别新增的类型注解 参数名字 很长一段时间里 Java程序员一直在发明不同的方式使得方法参数的名字能保留在Java字节码中 并且能够在运行时获取它们 比如 Paranamer类库 最终 在Java8中把这个强烈要求的功能添加到语言层面 通过反射API与Parameter getName 方法 与字节码文件 通过新版的javac的 parameters选项 中 publicclassParameterNames publicstaticvoidmain String args throwsException Method ParameterNames class getMethod main String class for finalParameter method getParameters System out println Parameter parameter getName 如果不使用 parameters参数来编译这个类 然后运行这个类 会得到下面的输出 Parameter arg0如果使用 parameters参数来编译这个类 程序的结构会有所不同 参数的真实名字将会显示出来 Parameter argsorg apache maven pluginsmaven compiler plugin3 1 parameters1 81 8 Optional 臭名昭著的空指针异常是导致Java应用程序失败的最常见原因 以前 为了解决空指针异常 Google公司著名的Guava项目引入了Optional类 Guava通过使用检查空值的方式来防止代码污染 它鼓励程序员写更干净的代码 受到GoogleGuava的启发 Optional类已经成为Java8类库的一部分 Optional实际上是个容器 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 更多详情请参考官方文档 OptionalfullName Optional ofNullable null System out println FullNameisset fullName isPresent System out println FullName fullName orElseGet none System out println fullName map s Hey s orElse HeyStranger OptionalfirstName2 Optional of Tom System out println FirstNameisset firstName2 isPresent System out println FirstName firstName2 orElseGet none System out println firstName2 map s Hey s orElse HeyStranger Stream StreamAPI java util stream 把真正的函数式编程风格引入到Java中 这是目前为止对Java类库最好的补充 因为StreamAPI可以极大提供Java程序员的生产力 让程序员写出高效率 干净 简洁的代码 Stream不是集合元素 它不是数据结构并不保存数据 它是有关算法和计算的 它更像一个高级版本的Iterator 原始版本的Iterator 用户只能显式地一个一个遍历元素并对其执行某些操作 高级版本的Stream 用户只要给出需要对其包含的元素执行什么操作 比如 过滤掉长度大于10的字符串 获取每个字符串的首字母 等 Stream会隐式地在内部进行遍历 做出相应的数据转换 Stream就如同一个迭代器 Iterator 单向 不可往复 数据只能遍历一次 遍历过一次后即用尽了 就好比流水从面前流过 一去不复返 而和迭代器又不同的是 Stream可以并行化操作 迭代器只能命令式地 串行化操作 顾名思义 当使用串行方式去遍历时 每个item读完后再读下一个item 而使用并行去遍历时 数据会被分成多个段 其中每一个都在不同的线程中处理 然后将结果一起输出 Stream的并行操作依赖于Java7中引入的Fork Join框架 JSR166y 来拆分任务和加速处理过程 多种方式生成StreamSource 从Collection和数组Collection stream Collection parallelStream Arrays stream Tarray orStream of 从BufferedReaderjava io BufferedReader lines 静态工厂java util stream IntStream range java nio file Files walk 自己构建java util Spliterator其它Random ints BitSet stream Pattern splitAsStream java lang CharSequence JarFile stream stream操作类型 Intermediate 一个流可以后面跟随零个或多个intermediate操作 其目的主要是打开流 做出某种程度的数据映射 过滤 然后返回一个新的流 交给下一个操作使用 这类操作都是惰性化的 lazy 就是说 仅仅调用到这类方法 并没有真正开始流的遍历 Terminal 一个流只能有一个terminal操作 当这个操作执行后 流就被使用 光 了 无法再被操作 所以这必定是流的最后一个操作 Terminal操作的执行 才会真正开始流的遍历 并且会生成一个结果 或者一个sideeffect 还有一种操作被称为short circuiting 用以指 对于一个intermediate操作 如果它接受的是一个无限大 infinite unbounded 的Stream 但返回一个有限的新Stream 对于一个terminal操作 如果它接受的是一个无限大的Stream 但能在有限的时间计算出结果 当操作一个无限大的Stream 而又希望在有限时间内完成操作 则在管道内拥有一个short circuiting操作是必要非充分条件 实例 intsum widgets stream filter w w getColor RED mapToInt w w getWeight sum stream 获取当前小物件的source filter和mapToInt为intermediate操作 进行数据筛选和转换 最后一个sum 为terminal操作 对符合条件的全部小物件作重量求和 操作类型对应的方法 Intermediate类型方法 map mapToInt flatMap等 filter distinct sorted peek limit skip parallel sequential unorderedTerminal类型方法 forEach forEachOrdered toArray reduce collect min max count anyMatch allMatch noneMatch findFirst findAny iteratorShort circuiting类型方法 anyMatch allMatch noneMatch findFirst findAny limit Date TimeAPI Java8通过发布新的Date TimeAPI JSR310 来进一步加强对日期与时间的处理 对日期与时间的操作一直是Java程序员最痛苦的地方之一 标准的java util Date以及后来的java util Calendar一点没有改善这种情况 可以这么说 它们一定程度上更加复杂 这种情况直接导致了Joda Time 一个可替换标准日期 时间处理且功能非常强大的JavaAPI的诞生 Java8新的Date TimeAPI JSR310 在很大程度上受到Joda Time的影响 并且吸取了其精髓 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 在设计新版API时 十分注重与旧版API的兼容性 不允许有任何的改变 从java util Calendar中得到的深刻教训 如果需要修改 会返回这个类的一个新实例 Clock类 它通过指定一个时区 然后就可以获取到当前的时刻 日期与时间 Clock可以替换System currentTimeMillis 与TimeZone getDefault LocaleDate与LocalTime LocaleDate只持有ISO 8601格式且无时区信息的日期部分 相应的 LocaleTime只持有ISO 8601格式且无时区信息的时间部分 LocaleDate与LocalTime都可以从Clock中得到 特定时区的日期 时间 那么ZonedDateTime是你的选择 它持有ISO 8601格式具具有时区信息的日期与时间 Duration类 在秒与纳秒级别上的一段时间 Duration使计算两个日期间的不同变的十分简单 用于比较 并行 parallel 数组 Java8增加了大量的新方法来对数组进行并行处理 可以说 最重要的是parallelSort 方法 因为它可以在多核机器上极大提高数组排序的速度 long arrayOfLong newlong 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 Base64 在Java8中 Base64编码已经成为Java类库的标准 Base64类同时还提供了对URL MIME友好的编码器与解码器 Base64 getUrlEncoder Base64 getUrlDecoder Base64 getMimeEncoder Base64 getMimeDecoder 实例 finalStringtext Base64finallyinJava8 finalStringencoded Base64 getEncoder encodeToString text getBytes StandardCharsets UTF 8 System out println encoded finalStringdecoded newString Base64 getDecoder decode encoded StandardCharsets UTF 8 System out println decoded 输出结果 QmFzZTY0IGZpbmFsbHkgaW4gSmF2YSA4IQ Base64finallyinJava8 并发 Concurrency 在新增Stream机制与lambda的基础之上 在java util concurrent ConcurrentHashMap中加入了一些新方法来支持聚集操作 同时也在java util concurrent ForkJoinPool类中加入了一些新方法来支持共有资源池 commonpool 请查看我们关于Java并发的免费课程 新增的java util concurrent locks StampedLock类提供一直基于容量的锁 这种锁有三个模型来控制读写操作 它被认为是不太有名的java util concurrent locks ReadWriteLock类的替代者 在java util concurrent atomic包中还增加了下面这些类 DoubleAccumulatorDoubleAdderLongAccumulatorLongAdder JavaScript引擎Nashorn Nashorn 一个新的JavaScript引擎随着Java8一起公诸于世 它允许在JVM上开发运行某些JavaScript应用 Nashorn就是javax script ScriptEngine的另一种实现 并且它们俩遵循相同的规则 允许Java与JavaScript相互调用 实例 ScriptEngineManagermanager newScriptEngineManager ScriptEngineengine manager getEngineByName JavaScript Sy