Java8新特性

Java8新特性

接口的默认方法

Java 8通过使用 default 关键字向接口添加非抽象方法实现。 此功能也称为虚拟扩展方法

不管是抽象类还是接口，都可以通过匿名内部类的方式访问。不能通过抽象类或者接口直接创建对象。

一个内部类实现了接口里的抽象方法并且返回一个内部类对象，让接口的引用来指向这个对象。

Lambda表达式

在老版本的Java中是如何排列字符串的

List<String> names = Arrays.asList("peter", "anna", "mike", "xenia");

Collections.sort(names, new Comparator<String>() {
    @Override
    public int compare(String a, String b) {
        return b.compareTo(a);
    }
});

在Java8中更简介语法是 lambda表达式

Collections.sort(name,(String a,String b) -> {
    return b.compare(a);
});
//实际上还可以写得更短:
name.sort((a,b) -> b.compare(a));
//List 类本身就有一个 sort 方法。并且Java编译器可以自动推导出参数类型

函数式接口

“函数式接口”是指仅仅只包含一个抽象方法,但是可以有多个非抽象方法(也就是上面提到的默认方法)的接口 这样的接口，可以被隐式转换为lambda表达式。

Java 8增加了一种特殊的注解@FunctionalInterface,但是这个注解通常不是必须的(某些情况建议使用)，只要接口只包含一个抽象方法，虚拟机会自动判断该接口为函数式接口。

建议在接口上使用@FunctionalInterface 注解进行声明，这样的话，编译器如果发现你标注了这个注解的接口有多于一个抽象方法的时候会报错的

@FunctionalInterface
public interface Converter<F, T> {
    T convert(F from);
}

Converter<String, Integer> converter = (from) -> Integer.valueOf(from);
Integer converted = converter.convert("123");
System.out.println(converted.getClass()); //class java.lang.Integer

大部分函数式接口都不用我们自己写，Java8都给我们实现好了，这些接口都在java.util.function包里

方法和构造函数引用

Java 8允许您通过::关键字传递方法或构造函数的引用。

• **构造器引用：**它的语法是Class::new，或者更一般的Class< T >::new实例如下：

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

• **静态方法引用：**它的语法是Class::static_method，实例如下：

  cars.forEach( Car::collide );

• **特定类的任意对象的方法引用：**它的语法是Class::method实例如下：

  cars.forEach( Car::repair );

• **特定对象的方法引用：**它的语法是instance::method实例如下：

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

Lambda表达式作用域

• 访问局部变量

  //可以直接在 lambda 表达式中访问外部的局部变量：
  final int num = 1;
  Converter<Integer, String> stringConverter =
          (from) -> String.valueOf(from + num);
  
  stringConverter.convert(2);     // 3
  
  //和匿名对象不同的是，这里的变量num可以不用声明为final
  //但不可被后面的代码修改（即隐性的具有final的语义）
  int num = 1;
  Converter<Integer, String> stringConverter =
          (from) -> String.valueOf(from + num);
  
  stringConverter.convert(2);     // 3
  
  //在 Lambda 表达式当中不允许声明一个与局部变量同名的参数或者局部变量。 
  

• 访问字段和静态变量

  //对lambda表达式中的实例字段和静态变量都有读写访问权限。 和匿名对象是一致的。
  class Lambda4 {
      static int outerStaticNum;
      int outerNum;
  
      void testScopes() {
          Converter<Integer, String> stringConverter1 = (from) -> {
              outerNum = 23;
              return String.valueOf(from);
          };
  
          Converter<Integer, String> stringConverter2 = (from) -> {
              outerStaticNum = 72;
              return String.valueOf(from);
          };
      }
  }
  
  

• 访问默认接口方法：无法从 lambda 表达式中访问默认方法

内置函数式接口

JDK 1.8 API包含许多内置函数式接口。 其中一些接口在老版本的 Java 中是比较常见的比如： Comparator 或Runnable，这些接口都增加了@FunctionalInterface注解以便能用在 lambda 表达式上。

Predicate

Predicate 接口是只有一个参数的返回布尔类型值的 断言型 接口。该接口包含多种默认方法来将 Predicate 组合成其他复杂的逻辑（比如：与，或，非）

Function

Function 接口接受一个参数并生成结果。默认方法可用于将多个函数链接在一起（compose, andThen）

Comparator

Comparator 是老Java中的经典接口， Java 8在此之上添加了多种默认方法

Consumer

Consumer 接口表示要对单个输入参数执行的操作

Supplier

Supplier 接口产生给定泛型类型的结果。 与 Function 接口不同，Supplier 接口不接受参数

Optional

Optional不是函数式接口，而是用于防止 NullPointerException 的漂亮工具，Optional不是函数式接口，而是用于防止 NullPointerException 的漂亮工具

//of()：为非null的值创建一个Optional
Optional<String> optional = Optional.of("bam");
// isPresent()： 如果值存在返回true，否则返回false
optional.isPresent();           // true
//get()：如果Optional有值则将其返回，否则抛出NoSuchElementException
optional.get();                 // "bam"
//orElse()：如果有值则将其返回，否则返回指定的其它值
optional.orElse("fallback");    // "bam"
//ifPresent()：如果Optional实例有值则为其调用consumer，否则不做处理
optional.ifPresent((s) -> System.out.println(s.charAt(0)));     // "b"

Streams(流)

java.util.Stream 表示能应用在一组元素上一次执行的操作序列。Stream 操作分为中间操作或者最终操作两种，最终操作返回一特定类型的计算结果，而中间操作返回Stream本身，这样你就可以将多个操作依次串起来。Stream 的创建需要指定一个数据源，比如 java.util.Collection 的子类，List 或者 Set， Map 不支持。Stream 的操作可以串行执行或者并行执行。

Java 8扩展了集合类，可以通过 Collection.stream() 或者 Collection.parallelStream() 来创建一个Stream。

Filter(过滤)

过滤通过一个predicate接口来过滤并只保留符合条件的元素，该操作属于中间操作，可以在过滤后的结果来应用其他Stream操作（比如forEach）。

forEach需要一个函数来对过滤后的元素依次执行。forEach是一个最终操作，所以我们不能在forEach之后来执行其他Stream操作。

List<String> stringList = new ArrayList<>();
stringList.add("ddd2");
stringList.add("aaa2");
stringList.add("bbb1");
stringList.add("aaa1");
stringList
    .stream()
    .filter((s) -> s.startsWith("a"))
    .forEach(System.out::println);//aaa2 aaa1

forEach 是为 Lambda 而设计的，保持了最紧凑的风格。而且 Lambda 表达式本身是可以重用的，非常方便。

Sorted(排序)

排序是一个 中间操作，返回的是排序好后的 Stream。**如果你不指定一个自定义的 Comparator 则会使用默认排序。**排序只创建了一个排列好后的Stream，而不会影响原有的数据源

stringList
    .stream()
    .sorted()
    .filter((s) -> s.startsWith("a"))
    .forEach(System.out::println);// aaa1 aaa2

Map(映射)

中间操作 map 会将元素根据指定的 Function 接口来依次将元素转成另外的对象。

下面的示例展示了将字符串转换为大写字符串。可以通过map来将对象转换成其他类型，map返回的Stream类型是根据你map传递进去的函数的返回值决定的。

stringList
    .stream()
    .map(String::toUpperCase)
    .sorted((a, b) -> b.compareTo(a))
    .forEach(System.out::println);

Match(匹配)

Stream提供了多种匹配操作，允许检测指定的Predicate是否匹配整个Stream。所有的匹配操作都是 最终操作 ，并返回一个 boolean 类型的值。

boolean anyStartsWithA =
    stringList
    .stream()
    .anyMatch((s) -> s.startsWith("a"));
System.out.println(anyStartsWithA);      // true

boolean allStartsWithA =
    stringList
    .stream()
    .allMatch((s) -> s.startsWith("a"));

System.out.println(allStartsWithA);      // false

boolean noneStartsWithZ =
    stringList
    .stream()
    .noneMatch((s) -> s.startsWith("z"));

System.out.println(noneStartsWithZ);      // true

Count(计数)

计数是一个 最终操作，返回Stream中元素的个数，返回值类型是 long。

long startsWithB =
    stringList
    .stream()
    .filter((s) -> s.startsWith("a"))
    .count();
System.out.println(startsWithB);    // 2

Reduce(规约)

这是一个 最终操作 ，允许通过指定的函数来将stream中的多个元素规约为一个元素，规约后的结果是通过Optional 接口表示的

Optional<String> reduced =
    stringList
    .stream()
    .sorted()
    .reduce((s1, s2) -> s1 + "#" + s2);
reduced.ifPresent(System.out::println);

这个方法的主要作用是把 Stream 元素组合起来。它提供一个起始值（种子），然后依照运算规则（BinaryOperator），和前面 Stream 的第一个、第二个、第 n 个元素组合。从这个意义上说，字符串拼接、数值的 sum、min、max、average 都是特殊的 reduce。例如 Stream 的 sum 就相当于Integer sum = integers.reduce(0, (a, b) -> a+b);也有没有起始值的情况，这时会把 Stream 的前面两个元素组合起来，返回的是 Optional。

Parallel Streams(并行流)

Stream有串行和并行两种，串行Stream上的操作是在一个线程中依次完成，而并行Stream则是在多个线程上同时执行。

Sequential Sort(串行排序)

//串行排序
long t0 = System.nanoTime();
long count = values.stream().sorted().count();
System.out.println(count);

long t1 = System.nanoTime();

long millis = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(t1 - t0);
System.out.println(String.format("sequential sort took: %d ms", millis));

Parallel Sort(并行排序)

//并行排序
long t0 = System.nanoTime();

long count = values.parallelStream().sorted().count();
System.out.println(count);

long t1 = System.nanoTime();

long millis = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(t1 - t0);
System.out.println(String.format("parallel sort took: %d ms", millis));

并行版的快了 50% 左右，唯一需要做的改动就是将 stream() 改为parallelStream()

Maps

，Map 类型不支持 streams，不过Map提供了一些新的有用的方法来处理一些日常任务。Map接口本身没有可用的 stream()方法，但是你可以在键，值上创建专门的流或者通过 map.keySet().stream(),map.values().stream()和map.entrySet().stream()。

Map<Integer, String> map = new HashMap<>();

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    map.putIfAbsent(i, "val" + i);
}

map.forEach((id, val) -> System.out.println(val));//val0 val1 val2 val3 val4 val5 val6 val7 val8 val9

接下来展示如何在Map里删除一个键值全都匹配的项：

map.remove(3, "val3");
map.get(3);             // val33
map.remove(3, "val33");
map.get(3);             // null

另外一个有用的方法：

map.getOrDefault(42, "not found");  // not found

对Map的元素做合并也变得很容易了：

map.merge(9, "val9", (value, newValue) -> value.concat(newValue));
map.get(9);             // val9
map.merge(9, "concat", (value, newValue) -> value.concat(newValue));
map.get(9);             // val9concat

Merge 做的事情是如果键名不存在则插入，否则对原键对应的值做合并操作并重新插入到map中

Date API(日期相关API)

Java 8在 java.time 包下包含一个全新的日期和时间API。新的Date API与Joda-Time库相似，但它们不一样。以下示例涵盖了此新 API 的最重要部分。

• Clock 类提供了访问当前日期和时间的方法，Clock 是时区敏感的，可以用来取代 System.currentTimeMillis() 来获取当前的微秒数。某一个特定的时间点也可以使用 Instant 类来表示，Instant 类也可以用来创建旧版本的java.util.Date 对象。
• 在新API中时区使用 ZoneId 来表示。时区可以很方便的使用静态方法of来获取到。 抽象类ZoneId（在java.time包中）表示一个区域标识符。 它有一个名为getAvailableZoneIds的静态方法，它返回所有区域标识符。
• jdk1.8中新增了 LocalDate 与 LocalDateTime等类来解决日期处理方法，同时引入了一个新的类DateTimeFormatter 来解决日期格式化问题。可以使用Instant代替 Date，LocalDateTime代替 Calendar，DateTimeFormatter 代替 SimpleDateFormat。

Clock

Clock clock = Clock.systemDefaultZone();
long millis = clock.millis();
System.out.println(millis);
Instant instant = clock.instant();
System.out.println(instant);
Date legacyDate = Date.from(instant); 
System.out.println(legacyDate);

Timezones(时区)

/输出所有区域标识符
System.out.println(ZoneId.getAvailableZoneIds());

ZoneId zone1 = ZoneId.of("Europe/Berlin");
ZoneId zone2 = ZoneId.of("Brazil/East");
System.out.println(zone1.getRules());// ZoneRules[currentStandardOffset=+01:00]
System.out.println(zone2.getRules());// ZoneRules[currentStandardOffset=-03:00]

LocalTime(本地时间)

LocalTime 定义了一个没有时区信息的时间，例如 晚上10点或者 17:30:15。下面的例子使用前面代码创建的时区创建了两个本地时间。之后比较时间并以小时和分钟为单位计算两个时间的时间差：

LocalTime now1 = LocalTime.now(zone1);
LocalTime now2 = LocalTime.now(zone2);
System.out.println(now1.isBefore(now2));  // false

long hoursBetween = ChronoUnit.HOURS.between(now1, now2);
long minutesBetween = ChronoUnit.MINUTES.between(now1, now2);

System.out.println(hoursBetween);       // -3
System.out.println(minutesBetween);     // -239

LocalTime 提供了多种工厂方法来简化对象的创建，包括解析时间字符串.

LocalDate(本地日期)

LocalDate 表示了一个确切的日期，比如 2014-03-11。该对象值是不可变的，用起来和LocalTime基本一致。下面的例子展示了如何给Date对象加减天/月/年。另外要注意的是这些对象是不可变的，操作返回的总是一个新实例。

LocalDate today = LocalDate.now();//获取现在的日期
System.out.println("今天的日期: "+today);
LocalDate tomorrow = today.plus(1, ChronoUnit.DAYS);
System.out.println("明天的日期: "+tomorrow);
LocalDate yesterday = tomorrow.minusDays(2);
System.out.println("昨天的日期: "+yesterday);
LocalDate independenceDay = LocalDate.of(2019, Month.MARCH, 12);
DayOfWeek dayOfWeek = independenceDay.getDayOfWeek();
System.out.println("今天是周几:"+dayOfWeek);

从字符串解析一个 LocalDate 类型和解析 LocalTime 一样简单,下面是使用 DateTimeFormatter 解析字符串的例子：

    String str1 = "2014==04==12 01时06分09秒";
        // 根据需要解析的日期、时间字符串定义解析所用的格式器
        DateTimeFormatter fomatter1 = DateTimeFormatter
                .ofPattern("yyyy==MM==dd HH时mm分ss秒");

        LocalDateTime dt1 = LocalDateTime.parse(str1, fomatter1);
        System.out.println(dt1); // 输出 2014-04-12T01:06:09

        String str2 = "2014$$$四月$$$13 20小时";
        DateTimeFormatter fomatter2 = DateTimeFormatter
                .ofPattern("yyy$$$MMM$$$dd HH小时");
        LocalDateTime dt2 = LocalDateTime.parse(str2, fomatter2);
        System.out.println(dt2); // 输出 2014-04-13T20:00

再来看一个使用 DateTimeFormatter 格式化日期的示例

LocalDateTime rightNow=LocalDateTime.now();
String date=DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE_TIME.format(rightNow);
System.out.println(date);
DateTimeFormatter formatter=DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

使用 YYYY 显示年份时，会显示当前时间所在周的年份，在跨年周会有问题。一般情况下都使用 yyyy，来显示准确的年份。

跨年导致日期显示错误示例：

LocalDateTime rightNow = LocalDateTime.of(2020, 12, 31, 12, 0, 0);
String date= DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE_TIME.format(rightNow);
// 2020-12-31T12:00:00
System.out.println(date);
DateTimeFormatter formatterOfYYYY = DateTimeFormatter.ofPattern("YYYY-MM-dd HH:mm:ss");
// 2021-12-31 12:00:00
System.out.println(formatterOfYYYY.format(rightNow));

DateTimeFormatter formatterOfYyyy = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
// 2020-12-31 12:00:00
System.out.println(formatterOfYyyy.format(rightNow));

LocalDateTime(本地日期时间)

LocalDateTime 同时表示了时间和日期，相当于前两节内容合并到一个对象上了。LocalDateTime 和 LocalTime还有 LocalDate 一样，都是不可变的。LocalDateTime 提供了一些能访问具体字段的方法。

LocalDateTime sylvester = LocalDateTime.of(2014, Month.DECEMBER, 31, 23, 59, 59);

DayOfWeek dayOfWeek = sylvester.getDayOfWeek();
System.out.println(dayOfWeek);      // WEDNESDAY

Month month = sylvester.getMonth();
System.out.println(month);          // DECEMBER

long minuteOfDay = sylvester.getLong(ChronoField.MINUTE_OF_DAY);
System.out.println(minuteOfDay);    // 1439

只要附加上时区信息，就可以将其转换为一个时间点Instant对象，Instant时间点对象可以很容易的转换为老式的java.util.Date。

Instant instant = sylvester
        .atZone(ZoneId.systemDefault())
        .toInstant();

Date legacyDate = Date.from(instant);
System.out.println(legacyDate);     // Wed Dec 31 23:59:59 CET 2014

格式化LocalDateTime和格式化时间和日期一样的，除了使用预定义好的格式外，我们也可以自己定义格式：

DateTimeFormatter formatter =
    DateTimeFormatter
        .ofPattern("MMM dd, yyyy - HH:mm");
LocalDateTime parsed = LocalDateTime.parse("Nov 03, 2014 - 07:13", formatter);
String string = formatter.format(parsed);
System.out.println(string);     // Nov 03, 2014 - 07:13

Annotations(注解)

在Java 8中支持多重注解了，先看个例子来理解一下是什么意思。 首先定义一个包装类Hints注解用来放置一组具体的Hint注解：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Hints {
    Hint[] value();
}
@Repeatable(Hints.class)
@interface Hint {
    String value();
}

Java 8允许我们把同一个类型的注解使用多次，只需要给该注解标注一下@Repeatable即可。

例 1: 使用包装类当容器来存多个注解（老方法）

@Hints({@Hint("hint1"), @Hint("hint2")})
class Person {}

例 2：使用多重注解（新方法）

@Hint("hint1")
@Hint("hint2")
class Person {}

第二个例子里java编译器会隐性的帮你定义好@Hints注解，了解这一点有助于你用反射来获取这些信息：

Hint hint = Person.class.getAnnotation(Hint.class);
System.out.println(hint);                   // null
Hints hints1 = Person.class.getAnnotation(Hints.class);
System.out.println(hints1.value().length);  // 2

Hint[] hints2 = Person.class.getAnnotationsByType(Hint.class);
System.out.println(hints2.length);          // 2

即便我们没有在 Person类上定义 @Hints注解，我们还是可以通过 getAnnotation(Hints.class) 来获取 @Hints注解，更加方便的方法是使用 getAnnotationsByType 可以直接获取到所有的@Hint注解。 另外Java 8的注解还增加到两种新的target上了：

@Target({ElementType.TYPE_PARAMETER, ElementType.TYPE_USE})
@interface MyAnnotation {}