Java8新特性

Java8新特性

Java8主要的新特性涵盖：函数式接口、Lambda 表达式、集合的流式操作、注解的更新、安全性的增强、IO\NIO 的改进、完善的全球化功能等。

1、函数式接口

    Java 8 引入的一个核心概念是函数式接口（Functional Interfaces）。通过在接口里面添加一个抽象方法，这些方法可以直接从接口中运行。如果一个接口定义个唯一一个抽象方法，那么这个接口就成为函数式接口。同时，引入了一个新的注解：@FunctionalInterface。可以把他它放在一个接口前，表示这个接口是一个函数式接口。这个注解是非必须的，只要接口只包含一个方法的接口，虚拟机会自动判断，不过最好在接口上使用注解 @FunctionalInterface 进行声明。在接口中添加了 @FunctionalInterface 的接口，只允许有一个抽象方法，否则编译器也会报错。

java.lang.Runnable 就是一个函数式接口。

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
public abstract void run();
}

2、Lambda 表达式

        函数式接口的重要属性是：我们能够使用 Lambda 实例化它们，Lambda 表达式让你能够将函数作为方法参数，或者将代码作为数据对待。Lambda 表达式的引入给开发者带来了不少优点：在 Java 8 之前，匿名内部类，监听器和事件处理器的使用都显得很冗长，代码可读性很差，Lambda 表达式的应用则使代码变得更加紧凑，可读性增强；Lambda 表达式使并行操作大集合变得很方便，可以充分发挥多核 CPU 的优势，更易于为多核处理器编写代码；

Lambda 表达式由三个部分组成：第一部分为一个括号内用逗号分隔的形式参数，参数是函数式接口里面方法的参数；第二部分为一个箭头符号：->；第三部分为方法体，可以是表达式和代码块。语法如下：

1. 方法体为表达式，该表达式的值作为返回值返回。

(parameters) -> expression

2. 方法体为代码块，必须用 {} 来包裹起来，且需要一个 return 返回值，但若函数式接口里面方法返回值是 void，则无需返回值。

(parameters) -> { statements; }
例如，下面是使用匿名内部类和 Lambda 表达式的代码比较。

下面是用匿名内部类的代码：

button.addActionListener(new ActionListener() {
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
System.out.print("Helllo Lambda in actionPerformed");
}
});
下面是使用 Lambda 表达式后：
button.addActionListener(
\\actionPerformed 有一个参数 e 传入，所以用 (ActionEvent e)
(ActionEvent e)-> 
System.out.print("Helllo Lambda in actionPerformed")
);

上面是方法体包含了参数传入 (ActionEvent e)，如果没有参数则只需 ( )，例如 Thread 中的 run 方法就没有参数传入，当它使用 Lambda 表达式后：

Thread t = new Thread(
\\run 没有参数传入，所以用 (), 后面用 {} 包起方法体
() -> {
 System.out.println("Hello from a thread in run");
}
);
通过上面两个代码的比较可以发现使用 Lambda 表达式可以简化代码，并提高代码的可读性。
为了进一步简化 Lambda 表达式，可以使用方法引用。例如，下面三种分别是使用内部类，使用 Lambda 表示式和使用方法引用方式的比较：
//1. 使用内部类
Function<Integer, String> f = new Function<Integer,String>(){
@Override
public String apply(Integer t) {
return null;
}
};
//2. 使用 Lambda 表达式
Function<Integer, String> f2 = (t)->String.valueOf(t); 
//3. 使用方法引用的方式
Function<Integer, String> f1 = String::valueOf;

要使用 Lambda 表达式，需要定义一个函数式接口，这样往往会让程序充斥着过量的仅为 Lambda 表达式服务的函数式接口。为了减少这样过量的函数式接口，Java 8 在 java.util.function 中增加了不少新的函数式通用接口。例如：

Function<T, R>：将 T 作为输入，返回 R 作为输出，他还包含了和其他函数组合的默认方法。

Predicate<T> ：将 T 作为输入，返回一个布尔值作为输出，该接口包含多种默认方法来将 Predicate 组合成其他复杂的逻辑（与、或、非）。

Consumer<T> ：将 T 作为输入，不返回任何内容，表示在单个参数上的操作。

例如，People 类中有一个方法 getMaleList 需要获取男性的列表，这里需要定义一个函数式接口 PersonInterface：
interface PersonInterface {
 public boolean test(Person person);
}
public class People {
 private List<Person> persons= new ArrayList<Person>();
 public List<Person> getMaleList(PersonInterface filter) {
 List<Person> res = new ArrayList<Person>();
 persons.forEach(
 (Person person) -> 
 {
 if (filter.test(person)) {//调用 PersonInterface 的方法
 res.add(person);
 }
 }
 );
 return res;
 }
}
为了去除 PersonInterface 这个函数式接口，可以用通用函数式接口 Predicate 替代如下：
class People{
 private List<Person> persons= new ArrayList<Person>();
 public List<Person> getMaleList(Predicate<Person> predicate) {
 List<Person> res = new ArrayList<Person>();
 persons.forEach(
 person -> {
 if (predicate.test(person)) {//调用 Predicate 的抽象方法 test
 res.add(person);
 }
 });
 return res;
 }
}

 

 

3、接口的增强

        Java 8 对接口做了进一步的增强。在接口中可以添加使用 default 关键字修饰的非抽象方法。还可以在接口中定义静态方法。如今，接口看上去与抽象类的功能越来越类似了。

默认方法

Java 8 还允许我们给接口添加一个非抽象的方法实现，只需要使用 default 关键字即可，这个特征又叫做扩展方法。在实现该接口时，该默认扩展方法在子类上可以直接使用，它的使用方式类似于抽象类中非抽象成员方法。但扩展方法不能够重载 Object 中的方法。例如：toString、equals、 hashCode 不能在接口中被重载。

例如，下面接口中定义了一个默认方法 count()，该方法可以在子类中直接使用。

public interface DefaultFunInterface {
//定义默认方法 countdefault int count(){
return 1;
}
}
public class SubDefaultFunClass implements DefaultFunInterface {
public static void main(String[] args){
//实例化一个子类对象，改子类对象可以直接调用父接口中的默认方法 count
 SubDefaultFunClass sub = new SubDefaultFunClass();
sub.count();
}
}

静态方法

在接口中，还允许定义静态的方法。接口中的静态方法可以直接用接口来调用。

例如，下面接口中定义了一个静态方法 find，该方法可以直接用 StaticFunInterface .find() 来调用。

public interface StaticFunInterface {public static int find(){
return 1;
}
}
public class TestStaticFun {
public static void main(String[] args){
//接口中定义了静态方法 find 直接被调用
StaticFunInterface.fine();
}
}

4、集合之流式操作

Stream 和 Collection 集合的区别：Collection 是一种静态的内存数据结构，而 Stream 是有关计算的。前者是主要面向内存，存储在内存中，后者主要是面向 CPU，通过 CPU 实现计算。

串行和并行的流

流有串行和并行两种，串行流上的操作是在一个线程中依次完成，而并行流则是在多个线程上同时执行。并行与串行的流可以相互切换：通过 stream.sequential() 返回串行的流，通过 stream.parallel() 返回并行的流。相比较串行的流，并行的流可以很大程度上提高程序的执行效率。

下面是分别用串行和并行的方式对集合进行排序。

串行排序：

List<String> list = new ArrayList<String>();
for(int i=0;i<1000000;i++){
double d = Math.random()*1000;
list.add(d+"");
}
long start = System.nanoTime();//获取系统开始排序的时间点int count= (int) ((Stream) list.stream().sequential()).sorted().count();long end = System.nanoTime();//获取系统结束排序的时间点
long ms = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(end-start);//得到串行排序所用的时间
System.out.println(ms+”ms”);

并行排序：

List<String> list = new ArrayList<String>();
for(int i=0;i<1000000;i++){
double d = Math.random()*1000;
list.add(d+"");
}
long start = System.nanoTime();//获取系统开始排序的时间点int count = (int)((Stream) list.stream().parallel()).sorted().count();long end = System.nanoTime();//获取系统结束排序的时间点
long ms = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(end-start);//得到并行排序所用的时间
System.out.println(ms+”ms”);
串行输出为 1200ms，并行输出为 800ms。可见，并行排序的时间相比较串行排序时间要少不少。

中间操作

该操作会保持 stream 处于中间状态，允许做进一步的操作。它返回的还是的 Stream，允许更多的链式操作。常见的中间操作有：

filter()：对元素进行过滤；

sorted()：对元素排序；

map()：元素的映射；

distinct()：去除重复元素；

subStream()：获取子 Stream 等。

例如，下面是对一个字符串集合进行过滤，返回以“s”开头的字符串集合，并将该集合依次打印出来：

list.stream()
.filter((s) -> s.startsWith("s"))
.forEach(System.out::println);

这里的 filter(...) 就是一个中间操作，该中间操作可以链式地应用其他 Stream 操作。

终止操作

该操作必须是流的最后一个操作，一旦被调用，Stream 就到了一个终止状态，而且不能再使用了。常见的终止操作有：

forEach()：对每个元素做处理；

toArray()：把元素导出到数组；

findFirst()：返回第一个匹配的元素；

anyMatch()：是否有匹配的元素等。

例如，下面是对一个字符串集合进行过滤，返回以“s”开头的字符串集合，并将该集合依次打印出来：

list.stream() //获取列表的 stream 操作对象
.filter((s) -> s.startsWith("s"))//对这个流做过滤操作
.forEach(System.out::println);

这里的 forEach(...) 就是一个终止操作，该操作之后不能再链式的添加其他操作了。

 

5、IO/NIO的改进

Java 8 对 IO/NIO 也做了一些改进。主要包括：改进了 java.nio.charset.Charset 的实现，使编码和解码的效率得以提升，也精简了 jre/lib/charsets.jar 包；优化了 String(byte[],*) 构造方法和 String.getBytes() 方法的性能；还增加了一些新的 IO/NIO 方法，使用这些方法可以从文件或者输入流中获取流（java.util.stream.Stream），通过对流的操作，可以简化文本行处理、目录遍历和文件查找。

新增的 API 如下：

BufferedReader.line(): 返回文本行的流 Stream<String>

File.lines(Path, Charset):返回文本行的流 Stream<String>

File.list(Path): 遍历当前目录下的文件和目录

File.walk(Path, int, FileVisitOption): 遍历某一个目录下的所有文件和指定深度的子目录

File.find(Path, int, BiPredicate, FileVisitOption... ): 查找相应的文件

下面就是用流式操作列出当前目录下的所有文件和目录：

Files.list(new File(".").toPath())
 .forEach(System.out::println);

 

6、全球化功能

 

Java 8 版本还完善了全球化功能：支持新的 Unicode 6.2.0 标准，新增了日历和本地化的 API，改进了日期时间的管理等。

Java 的日期与时间 API 问题由来已久，Java 8 之前的版本中关于时间、日期及其他时间日期格式化类由于线程安全、重量级、序列化成本高等问题而饱受批评。Java 8 吸收了 Joda-Time 的精华，以一个新的开始为 Java 创建优秀的 API。新的 java.time 中包含了所有关于时钟（Clock），本地日期（LocalDate）、本地时间（LocalTime）、本地日期时间（LocalDateTime）、时区（ZonedDateTime）和持续时间（Duration）的类。历史悠久的 Date 类新增了 toInstant() 方法，用于把 Date 转换成新的表示形式。这些新增的本地化时间日期 API 大大简化了了日期时间和本地化的管理。

例如，下面是对 LocalDate，LocalTime 的简单应用：

//LocalDate
LocalDate localDate = LocalDate.now(); //获取本地日期
localDate = LocalDate.ofYearDay(2014, 200); // 获得 2014 年的第 200 天 
System.out.println(localDate.toString());//输出：2014-07-19
localDate = LocalDate.of(2014, Month.SEPTEMBER, 10); //2014 年 9 月 10 日 
System.out.println(localDate.toString());//输出：2014-09-10
//LocalTime
LocalTime localTime = LocalTime.now(); //获取当前时间
System.out.println(localTime.toString());//输出当前时间
localTime = LocalTime.of(10, 20, 50);//获得 10:20:50 的时间点
System.out.println(localTime.toString());//输出: 10:20:50
//Clock 时钟
Clock clock = Clock.systemDefaultZone();//获取系统默认时区 (当前瞬时时间 )
long millis = clock.millis();//
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