【编程语言】Java8 新特性

Java8 新特性

Java 8是Java自Java 5（发布于2004年）之后的最重要的版本。这里我们罗列了Java8中的核心新特性：

• Iterable接口中的forEach()方法
• 接口中的默认和静态方法
• 函数式接口与Lambda表达式
• JavaStreamAPI
• Java Time API
• Collection API 改进
• Concurrency API 改进
• Java IO 改进
• 其它各类 Core API 改进

Iterable接口中的forEach()方法

Java 8在java.lang.Iterable接口中引入了forEach方法，因此在编写代码时，我们只需关注业务逻辑。forEach方法使用java.util.Function.ConsumerObject作为参数，因此它有助于将业务逻辑放在可以重用的单独位置。

// Iterable接口中的forEach方法
default void forEach(Consumer action) {
    Objects.requireNonNull(action);
    for (T t : this) {
        action.accept(t);
    }
}

// forEach方法示例--lambda
items.forEach((k,v)->{
    System.out.println("Key : " + k + " Value : " + v);
});

// forEach方法示例--匿名类
items.forEach(new Consumer() {
    public void accept(Integer t) {
        System.out.println("forEach anonymous class Value::"+t);
    }
});
// forEach方法示例--Consumer接口实现
MyConsumer action = new MyConsumer();
items.forEach(action);

接口中的默认和静态方法

Java 8对接口进行了增强，允许接口具有已经实现了的方法。我们可以使用default 和static 关键字来创建带实现方法的接口。例如Iterable接口中的forEach方法便是一个默认方法

// Iterable接口中的forEach方法
default void forEach(Consumer action) {
    Objects.requireNonNull(action);
    for (T t : this) {
        action.accept(t);
    }
}

默认方法不能覆盖java.lang.Object中的方法。

如果层次结构中的任何类都有一个具有相同签名的方法，那么默认方法就变得不相关了。因为实现接口的任何类都已经将对象作为超类来实现，如果我们在接口中使用了equals()、hashCode()默认方法，那么它将变得无关紧要。这就是为什么为了更清晰起见，不允许接口拥有对象类默认方法。

在 java8 中的接口中不仅增加了默认方法，还增加了静态方法。使用方式接口名.方法名。

public interface Foo {
    static void bar(){  
 
        System.out.println("i'am static f");
    }
}

Foo.bar();// 直接使用

函数式接口与Lambda表达式

函数式接口

函数式接口是Java 8中引入的新概念。

• 接口有且仅有一个抽象方法
• 允许定义静态方法
• 允许定义默认方法
• 允许java.lang.Object中的public方法
• @FunctionInterface注解不是必须的，如果一个接口符合"函数式接口"定义，那么加不加该注解都没有影响。加上该注解能够更好地让编译器进行检查。如果编写的不是函数式接口，但是加上了@FunctionInterface，那么编译器会报错

// 正确的函数式接口
@FunctionalInterface
public interface FooInterface {
    // 有且仅有一个抽象方法
    public void sub();
 
    // java.lang.Object中的public方法
    public boolean equals(Object var1);
 
    // 默认方法
    public default void defaultMethod(){
    
    }
 
    // 静态方法
    public static void staticMethod(){
 
    }
}

java.util.function包里的函数式接口^[2]

接口	参数	默认方法	定义示例	调用示例
Function	T：入参类型，R：出参类型	R apply(T t)	Function func = p -> p * 10	func.apply(10)
Consumer	T：入参类型；没有出参	void accept(T t)	Consumer consumer= p -> System.out.println§	consumer.accept(“hi”)
Supplier	T：出参类型；没有入参	T get()	Supplier supplier= () -> 100	supplier.get()
Predicate	T：入参类型；出参类型是Boolean	boolean test(T t)	Predicate predicate = p -> p % 2 == 0	predicate.test(100)

lambda表达式^[3]

lambda表达式是一段可以传递的代码，它的核心思想是将面向对象中的传递数据变成传递行为。

我们回顾一下在使用java8之前要做的事，之前我们编写一个线程时是这样的：

Runnable r = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("do something.");      
    }
}

也有人会写一个类去实现Runnable接口。

这里采用匿名内部类的目的，就是为了方便 Java 程序员将代码作为数据传递。不过，匿名内部 类还是不够简便。 为了执行一个简单的任务逻辑，不得不加上 6 行冗繁的样板代码。那如果是lambda该怎么做?

Runnable r = () -> System.out.println("do something.");

在lambda中我们遵循如下的表达式来编写：

expression = (variable,...) -> action

• variable: 这是一个变量,一个占位符。像x,y,z,可以是多个变量；
• action: 这里我称它为action, 这是我们实现的代码逻辑部分,它可以是一行代码也可以是一个代码片段。

lambda表达式的类型为函数式接口。

Java Stream API

Java 8中添加了一个新的java.util.Stream，用于对集合执行filter/map/reduce类似的操作。Stream API允许顺序执行和并行执行。

// 顺序执行
Stream sequentialStream = items.stream();

// 并行执行
Stream parallelStream = items.parallelStream();

// 将lambda与Stream API配合使用
Stream highNums = parallelStream.filter(p -> p > 90);
// 将lambda与forEach配合使用
highNums.forEach(p -> System.out.println("High Nums parallel="+p));

Stream highNumsSeq = sequentialStream.filter(p -> p > 90);
highNumsSeq.forEach(p -> System.out.println("High Nums sequential="+p));

StreamAPI对比collections特点^[4]：

• 无存储。stream不是一种数据结构，它只是某种数据源的一个视图，数据源可以是一个数组，Java容器或I/O channel等。
• 为函数式编程而生。对stream的任何修改都不会修改背后的数据源，比如对stream执行过滤操作并不会删除被过滤的元素，而是会产生一个不包含被过滤元素的新stream。
• 惰式执行。stream上的操作并不会立即执行，只有等到用户真正需要结果的时候才会执行。
• 可消费性。stream只能被“消费”一次，一旦遍历过就会失效，就像容器的迭代器那样，想要再次遍历必须重新生成。

对stream的操作分为为两类，中间操作(intermediate operations)和结束操作(terminal operations)，二者特点是：

1. 中间操作总是会惰式执行，调用中间操作只会生成一个标记了该操作的新stream，仅此而已。
2. 结束操作会触发实际计算，计算发生时会把所有中间操作积攒的操作以pipeline的方式执行，这样可以减少迭代次数。计算完成之后stream就会失效。

操作类型	接口方法
中间操作	concat() distinct() filter() flatMap() limit() map() peek() skip() sorted() parallel() sequential() unordered()
结束操作	allMatch() anyMatch() collect() count() findAny() findFirst() forEach() forEachOrdered() max() min() noneMatch() reduce() toArray()

Java Time API^[5]

在新的时间API中，Instant表示一个精确的时间点，Duration和Period表示两个时间点之间的时间量。
LocalDate表示日期，即xx年xx月xx日，即不包括时间也不带时区。LocalTime与LocalDate类似，
但只包含时间。LocalDateTime则包含日期和时间。ZoneDateTime表示一个带时区的时间。
DateTimeFormatter提供格式化和解析功能。下面详细的介绍使用方法。

Collection API 改进

• Iterator默认方法用于对每个剩余元素执行给定的操作，直到处理完所有元素或抛出异常为止。
• 集合默认方法Removeif(谓词过滤器)，用于删除该集合中满足给定谓词的所有元素。
• 方法返回Spliterator实例，该实例可用于依次或并行地遍历元素。
• map replaceAll()、Compute()、Merge()方法。
• HashMap类的性能改进（键值冲突）

Concurrency API 改进

• ConcurrentHashMap compute(), forEach(), forEachEntry(), forEachKey(), forEachValue(), merge(), reduce(), search() 方法.
• 可以显式完成的CompleetableFuture(设置其值和状态).
• Executors newWorkStealingPool() method to create a work-stealing thread pool using all available processors as its target parallelism level.

Java IO 改进

• Files.list(Path dir)
• Files.lines(Path path)
• Files.find()
• BufferedReader.lines()

其它核心API的改进

略

参考

• [0] 本人github
• [1] Java 8 新特性
• [2] java8 四大核心函数式接口Function、Consumer、Supplier、Predicate
• [3] Java8新特性–Lambda表达式
• [4] Java Stream API入门篇
• [5] Java8日期和时间API