【都 Java17 了，还不了解 Java 8 ? 】一文带你深入了解 Java 8 新特性
Java 8 (又称为 jdk 1.8) 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 Java 8 ，它支持函数式编程，新的 JavaScript 引擎，新的日期 API，新的Stream API 等。（文章很长，建议点赞收藏）
新特性
以下是Java 8 新增的部分特性，更多新特性了解请详细参考：What’s New in JDK 8
• Lambda 表达式
• 方法引用
• 函数式接口
• 默认方法
• Stream
• Optional 类
• Nashorn, JavaScript 引擎
• Date/Time API 新的日期时间 API
• Base64
• 新工具 − 新的编译工具，如：Nashorn引擎 jjs、 类依赖分析器jdeps。
一、Lambda 表达式
Lambda 表达式（也可称为闭包），它是推动 Java 8 发布的最重要新特性。
Lambda 表达式允许把函数作为一个方法的参数，可以取代大部分的匿名内部类，写出更优雅的 Java 代码，尤其在集合的遍历和其他集合操作中，可以极大地优化代码结构。
什么是 Lambda 表达式
先来看看 Lambda 表达式的官方解释：
Lambda 表达式（lambda expression）是一个匿名函数，Lambda表达式基于数学中的λ演算得名，直接对应于其中的lambda抽象（lambda abstraction），是一个匿名函数，即没有函数名的函数。
这样的解释还是让人摸不着头脑，那我们接着往下看。
首先介绍， Lambda 表达式的语法格式：() -> {}
其中 () 用来描述参数列表，{} 用来描述方法体，-> 为 lambda运算符 ，读作(goes to)。
简单例子：
(int x, int y) -> x + y //接收2个int型整数,返回他们的和
(String s) -> System.out.print(s) // 接受一个 string 对象,并在控制台打印,不返回任何值(看起来像是返回void)
前面我们说了 Lambda 表达式可以取代大部分的匿名内部类，举个例子：
@FunctionalInterface
public interface NoReturnMultiParam {
void method(int a, int b);
}
public class Test {
public void sayHello() {
// 匿名类实现NoReturnMultiParam接口
NoReturnMultiParam noReturnMultiParam = new NoReturnMultiParam() {
@Override
public void method(int a, int b) {
System.out.println("param:{a=" + a + ",b=" + b + "}");
}
};
// 调用接口
noReturnMultiParam.method(1,2);
}
public static void main(String[] args) {
Test test = new Test();
test.sayHello();
}
}
运行结果：param:{a=1,b=2}
接着，我们将匿名类实现替换为 Lambda表达式
public class Test {
public void sayHello() {
// Lambda实现NoReturnMultiParam接口
NoReturnMultiParam lambda = (a, b) -> System.out.println("param:{a=" + a + ",b=" + b + "}");
// 调用接口
lambda.method(1,2);
}
public static void main(String[] args) {
Test test = new Test();
test.sayHello();
}
}
运行结果与之前相同，可以看到，Lambda 表达式可以来定义行内执行的方法类型接口，免去了使用匿名方法的麻烦。
简单来说，在 Java 中可以将 Lambda 表达式看成一个接口的实现，但并不是所有的接口都可以使用 Lambda 表达式来实现。
Lambda 规定接口中只能有一个需要被实现的方法，即函数式接口，不是规定接口中只能有一个方法。
闭包问题
lambda 表达式只能引用标记了 final 的外层局部变量，这就是说不能在 lambda 内部修改定义在域外的局部变量，否则会编译错误。
public static void main(String[] args) {
int c = 10;
NoReturnMultiParam lambda = (a, b) -> System.out.println("param:{a=" + a + ",b=" + b + "},c="+c);
lambda.method(1,2);
}
这里c没有标识为final，但是没有被后续代码修改，所以在编译期间虚拟机会帮我们加上 final 修饰关键字（即隐性的具有 final 的语义）
修改代码，出现错误java: 从lambda 表达式引用的本地变量必须是最终变量或实际上的最终变量
public static void main(String[] args) {
int c = 10;
NoReturnMultiParam lambda = (a, b) -> System.out.println("param:{a=" + a + ",b=" + b + "},c="+c);
c = c + 2;
lambda.method(1,2);
}
二、方法引用
方法引用通过方法的名字来指向一个方法，在使用 Lambda 表达式时，有时候我们不是必须要自己重写某个匿名内部类的方法，而是可以利用 Lambda 表达式的接口快速指向一个已经被实现的方法。
语法： 方法归属者::方法名 静态方法的归属者为类名，普通方法归属者为对象
Java 中 4 种不同方法的引用：
• 构造器引用 ClassName::new
• 静态方法引用 Class::static_method
• 特定类的任意对象的方法引用 Class::method
• 特定对象的方法引用 instance::method
代码示例：
package com.local.springboot.springbootservice.sysuser;
interface InstanceCreate {
Test get();
}
@FunctionalInterface
interface ReturnMultiParam {
int method(int a, int b);
}
public class Test {
public static int addNum(int a, int b) {
return a + b;
}
public int deleteNum(int a, int b) {
return a - b;
}
public void sayHello() {
System.out.println("Hello World");
}
public static void main(String[] args) {
ReturnMultiParam lambda = (a, b) -> addNum(a, b);
System.out.println(lambda.method(1, 2));
// 构造器引用
InstanceCreate create = Test::new;
System.out.println(create.get());
// 静态方法引用
ReturnMultiParam result = Test::addNum;
System.out.println(result.method(1, 2));
// 特定对象的方法引用
Test test = new Test();
ReturnMultiParam result2 = test::deleteNum;
System.out.println(result2.method(2, 2));
}
}
运行结果：
3
com.local.springboot.springbootservice.sysuser.Test@179d3b25
3
0
三、函数式接口
上面提到接口中只有一个需要被实现的方法的接口，叫做函数式接口。
函数式接口需要用@FunctionalInterface注解修饰，要求接口中的抽象方法只有一个，但可以有多个非抽象方法。
函数式接口实例
函数式接口可以对现有的函数友好地支持 lambda。比如常用的Comparator或者Consumer接口。
比如常见的集合内元素的排序
List<Cat> list = new ArrayList<>();
list.add(new Cat(5,"Tom"));
list.add(new Cat(2,"Aimi"));
list.add(new Cat(3,"Doe"));
list.sort(new Comparator<Cat>() {
@Override
public int compare(Cat o1, Cat o2) {
return o1.getIndex()- o2.getIndex();
}
});
list.forEach(item -> {
System.out.println(item.toString());
});
在以前我们若要为集合内的元素排序，就必须调用 sort 方法，传入比较器匿名内部类重写 compare 方法，我们现在可以使用 lambda 表达式来简化代码。
list.sort((o1,o2)->o1.getIndex()-o2.getIndex());
//list.sort((Comparator.comparing(Cat::getIndex)));
list.forEach(item -> {
System.out.println(item.toString());
});
更多函数式接口
JDK 1.8 之前已有的函数式接口:
• java.lang.Runnable
• java.util.concurrent.Callable
• java.security.PrivilegedAction
• java.util.Comparator
• java.io.FileFilter
• java.nio.file.PathMatcher
• java.lang.reflect.InvocationHandler
• java.beans.PropertyChangeListener
• java.awt.event.ActionListener
• javax.swing.event.ChangeListener
JDK 1.8 新增加的函数接口：
• java.util.function
java.util.function 它包含了很多类，用来支持 Java的 函数式编程，详细的函数式接口请查看源码。
四、默认方法
简单说，默认方法就是接口可以有实现方法，而且不需要实现类去实现其方法。
用法：只需在方法名前面加个 default 关键字即可实现默认方法。
被 default 修饰的方法会有默认实现，不是必须被实现的方法，所以不影响 Lambda 表达式的使用
相同的默认方法
当一个类实现多个接口，而且这些接口存在相同的默认方法，会发生什么情况呢？
interface Interface1{
default void print() {
System.out.println("我是接口1默认方法实现!");
}
}
interface Interface2{
default void print() {
System.out.println("我是接口2默认方法实现!");
}
}
public class InterfaceImpl implements Interface1, Interface2{
@Override
public void print() {
// 可以使用 super 来调用指定接口的默认方法
// Interface1.super.print();
System.out.println("我是接口实现类!");
}
public static void main(String[] args) {
InterfaceImpl interfaceImpl = new InterfaceImpl();
interfaceImpl.print();
}
}
运行结果：
我是接口实现类!
当出现这种接口冲突，一般有两种解决方案 覆盖重写接口的默认方法、使用 super 来调用指定接口的默认方法
静态默认方法
Java 8 中接口是可以声明静态方法（并且可以提供实现）的。例如：
interface Interface2{
default void print() {
System.out.println("我是接口2默认方法实现!");
}
// 静态方法
static void doSomething(){
System.out.println("我是接口2中的静态方法");
}
}
为什么要有这个特性
说了这么多，那么问题来了，为什么要新增这个特性？
新增默认方法是为了解决接口的修改与现有的实现不兼容的问题。
我们都知道接口是面向抽象而不是面向具体编程的，所以当需要修改接口时，就需要修改全部实现改接口的类。
所以对于以前发布的版本，是做不到在修改接口的同时不影响已有的实现。
五、Stream
Java 8 API 添加了一个新的抽象称为流 Stream，可以让你以一种声明的方式处理数据。
语法糖 Stream 以一种类似用 SQL 语句从数据库查询数据的直观方式来提供一种对 Java 集合运算和表达的高阶抽象。简单来说流是Java 8 中对Collection对象功能的加强。
流操作
【数据集合】 ->【数据源】 - > 【转换（聚合）操作】 ->【终点操作】
• Intermediate（转换操作）：中间操作都会返回流对象本身。就是说，仅仅调用到这类方法，并没有真正开始流的遍历。多次的转换操作只会在遇到终点操作之后，才会依次执行。
转换操作：map (mapToInt, flatMap 等)、 filter、 distinct、 sorted、 peek、 limit、 skip、 parallel…
• Terminal（终点操作）：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 side effect。
终点操作：forEach、 forEachOrdered、 toArray、 reduce、 collect、 min、 max、 count、 anyMatch、 allMatch、 noneMatch、 findFirst、 findAny…
• Short-Circuiting（短路操作）：短路操作其实和终点操作也是一样的，可能不再返回一个流，或是返回一个被截取过的流。比如anyMatch方法，通过Predicate接口返回了一个真值。由于流Stream在理论上是无限大的，短路操作被用以对流进行截取，把无限的变成有限的流，比如limit方法，可以限制获取数据源的数量。
短路操作：anyMatch、 allMatch、 noneMatch、 findFirst、 findAny、 limit…
外部迭代与内部迭代
这里值得一提的是以前对集合遍历都是通过Iterator或者for-each的方式，显式的在集合外部进行迭代， 这叫做外部迭代。与以前的Collection操作不同，流操作提供了内部迭代的方式， 通过访问者模式(Visitor)实现。
那什么是外部迭代和内部迭代呢？举个简单的列子：
比如你请人打扫房间，但有觉得不放心，于是你觉得现场指示工人先擦桌子，再拖地，最后洗碗…直到打扫完毕，这就是所谓的外部迭代，即显示地取出元素进行处理。
后来你和清洁工人熟悉之后，你只需要和她说把房间打扫干净，清洁工人自己选择先做什么，再做什么，你等着接收成果就行了。这就是内部迭代。
生成流
顶层集合类Collection添加了两个方法：stream()、parallelStream()。
• stream() − 为集合创建串行流。
• parallelStream() − 为集合创建并行流。
开启流计算时根据操作的数据量选择调用stream()或者parallelStream()
使用实例
forEach
Stream 提供了新的方法 ‘forEach’ 来迭代流中的每个数据。
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "bc", "efg", "abd","jkl");
strings.forEach(System.out::println);
map
map 方法用于映射每个元素到对应的结，以下代码片段使用 map 输出了元素对应的大写
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "bc", "efg", "abd","jkl");
strings.stream().map(String::toUpperCase).sorted((a, b) -> b.compareTo(a)).forEach(System.out::println);
filter
filter 方法用于通过设置的条件过滤出元素。把除了abc的字符串过滤出来
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "bc", "efg", "abd","jkl");
strings.stream().filter(string -> !"abc".equals(string)).forEach(System.out::println);
limit
limit 方法用于获取指定数量的流。 打印3条数据
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "bc", "efg", "abd","jkl");
strings.stream().limit(3).forEach(System.out::println);
流操作简单说明
• filter：用于过滤出满足条件的元素
• distinct：去重，需要重写equals（）和hashCode（）
• sorted：对元素进行排序
• limit：返回前n个元素
• skip：去掉前n个元素
• map：方法用于映射每个元素对应的结果
• flapMap：将流中的每一个元素T映射成为一个流，再把每一个流连接成一个流
• anyMatch：是否存在任意一个元素满足条件（返回布尔值）
• allMatch：是否所有元素都满足条件（返回布尔值）
• noneMatch：是否所有元素都不满足条件（返回布尔值）
• findAny：找到其中一个元素 （使用 stream() 时找到的是第一个元素；使用 parallelStream() 并行时找到的是其中一个元素）
• findFirst：找到第一个元素
• reduce：用于组合流中的元素，如求和，求积，求最大值等
• count：返回流中元素个数，结果为 long 类型
• collect：收集方法，我们很常用的是 collect(toList())，当然还有 collect(toSet()) 等，参数是一个收集器接口
Stream流式计算的使用
说了这么多，那么流使用好处以及对性能的影响如何呢？
Stream API 可以极大提高Java程序员的生产力，让程序员写出高效率、干净、简洁的代码。
通过实际示例对比了常规的集合类的过滤、封装、统计操作，几百的小数据量操作，常规外部迭代更快；数据量再大一点，stream()串行的流式计算会更快；上万级别的数据量后，parallelStream()并行流式计算会更快。
六、Optional 类
相信大家在编码中最常遇见的就是空指针异常，而Optional 类的引入就是为了很好地解决空指针异常。
Optional 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。
常用类方法
| 方法 | 描述 |
|---|---|
| T get() | 如果在这个Optional中包含这个值，返回值，否则抛出异常：NoSuchElementException |
| void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) | 如果值存在则使用该值调用 consumer , 否则不做任何事情。 |
| boolean isPresent() | 如果值存在则方法会返回true，否则返回 false。 |
| Optional map(Function<? super T,? extends U> mapper) | 如果有值，则对其执行调用映射函数得到返回值。如果返回值不为 null，则创建包含映射返回值的Optional作为map方法返回值，否则返回空Optional。 |
| T orElse(T other) | 如果存在该值，返回值， 否则返回 other。 |
| T orElseGet(Supplier<? extends T> other) | 如果存在该值，返回值， 否则触发 other，并返回 other 调用的结果。 |
简单举例
orElse 存在则返回aa，不存在则返回bb
Optional<String> string= Optional.of("aa");
string.orElse("bb");
七、日期时间 API
旧版日期时间API问题：
• 非线程安全： java.util.Date 是非线程安全的，所有的日期类都是可变的，这是Java日期类最大的问题之一。
• 日期/时间类的定义并不一致：在java.util和java.sql的包中都有日期类
• 时区处理麻烦：日期类并不提供国际化，没有时区支持
Java 8 在 java.time 包下提供了很多新的 API：
• Local(本地)：简化了日期时间的处理，没有时区的问题。
• Zoned(时区：通过制定的时区处理日期时间。
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。
使用时区的日期时间API
时区使用 ZoneId 来表示，使用静态方法of来获取时区
// 获取当前时间日期
ZonedDateTime date = ZonedDateTime.parse("2021-11-13T10:15:30+05:30[Asia/Shanghai]");
System.out.println("date: " + date);
ZoneId id = ZoneId.of("Europe/Paris");
System.out.println("ZoneId: " + id);
ZoneId currentZone = ZoneId.systemDefault();
System.out.println("当期时区: " + currentZone);
本地化日期时间API
LocalDate、LocalTime 、LocalDateTime 都是用于处理日期时间的 API，在处理日期时间时可以不用强制性指定时区
// 获取当前的日期时间
LocalDateTime currentTime = LocalDateTime.now();
System.out.println("当前时间: " + currentTime);//当前时间: 2016-04-15T16:55:48.668
LocalDate date1 = currentTime.toLocalDate();
System.out.println("date1: " + date1);//date1: 2016-04-15
Month month = currentTime.getMonth();
int day = currentTime.getDayOfMonth();
int seconds = currentTime.getSecond();
System.out.println("月: " + month +", 日: " + day +", 秒: " + seconds);//月: APRIL, 日: 15, 秒: 48
LocalDateTime date2 = currentTime.withDayOfMonth(10).withYear(2012);
System.out.println("date2: " + date2);//date2: 2012-04-10T16:55:48.668
// 12 december 2014
LocalDate date3 = LocalDate.of(2014, Month.DECEMBER, 12);
System.out.println("date3: " + date3);//date3: 2014-12-12
// 22 小时 15 分钟
LocalTime date4 = LocalTime.of(22, 15);
System.out.println("date4: " + date4);//date4: 22:15
// 解析字符串
LocalTime date5 = LocalTime.parse("20:15:30");
System.out.println("date5: " + date5);//date5: 20:15:30
自定义格式使用DateTimeFormatter，它是不可变的（线程安全）
LocalDateTime currentTime = LocalDateTime.now();
DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS");
System.out.println(formatter.format(currentTime));// 2021-11-13 10:34:55.731
八、Base64
在Java 8中，Base64编码已经成为Java类库的标准。
至于它的使用则十分简单，来看个例子：
// 编码
String base64encodedString = Base64.getEncoder().encodeToString("Java8-Base64".getBytes("utf-8"));
System.out.println(base64encodedString);
// 解码
String base64decodedString = new String(Base64.getDecoder().decode(base64encodedString), "utf-8");
System.out.println(base64decodedString);
输出结果为：
SmF2YTgtQmFzZTY0
Java8-Base64
此外，Base64工具类还提供了URL、MIME编解码器
| 方法 | 描述 |
|---|---|
| static Base64.Decoder getMimeDecoder() | 返回一个 Base64.Decoder ，解码使用 MIME 型 base64 编码方案。 |
| static Base64.Encoder getMimeEncoder() | 返回一个 Base64.Encoder ，编码使用 MIME 型 base64 编码方案。 |
| static Base64.Decoder getUrlDecoder() | 返回一个 Base64.Decoder ，解码使用 URL 和文件名安全型 base64 编码方案。 |
| static Base64.Encoder getUrlEncoder() | 返回一个 Base64.Encoder ，编码使用 URL 和文件名安全型 base64 编码方案。 |
九、Nashorn JavaScript引擎
Nashorn 是一个 javascript 引擎，使得JavaScript 代码可以在 Java 中执行，如下：
ScriptEngineManager scriptEngineManager = new ScriptEngineManager();
ScriptEngine nashorn = scriptEngineManager.getEngineByName("JavaScript");
System.out.println(engine.eval("function f(){return 10;}; f() + 1;"));//12
jjs
jjs是个基于Nashorn引擎的命令行工具。它接受一些JavaScript源代码为参数，并且执行这些源代码。
使用Nashorn运行脚本的示例
jjs script.js
在交互模式下运行Nashorn的示例
jjs
jjs> println(“Hello, World!”)
Hello, World!
jjs> quit()
将参数传递给Nashorn的示例
$ jjs – a b c
jjs> arguments.join(", ")
a, b, c
jjs>
值得注意的是：
随着ECMAScript语言标准的快速发展，维护Nashorn引擎变得越发挑战，因此该引擎将在Java中废弃。Java11将声明弃用Nashorn JavaScript脚本引擎，被标注为
@Deprecated(forRemoval=true)。
十、类依赖分析器jdeps
jdeps是一个相当棒的命令行工具，它可以展示包层级和类层级的Java类依赖关系，它以.class文件、目录或者Jar文件为输入，然后会把依赖关系输出到控制台。
我们可以利用jedps分析下org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar ，这个命令会输出很多结果，我们仅看下其中的一部分：依赖关系按照包分组，如果在classpath上找不到依赖，则显示not found。
org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar -> C:\Program Files\Java\jdk1.8.0\jre\lib\rt.jar
org.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 found
org.springframework.core.annotation (org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar)
-> java.lang
-> java.lang.annotation
-> java.lang.reflect
-> java.util
参考资料：
Lambda表达式详解
Java8 新特性之八---------类依赖分析器：jdeps
创作不易，关注、点赞就是对作者最大的鼓励，欢迎在下方留言
欢迎关注微信公众号：键指JAVA，定期分享Java知识，一起学习，共同成长。
扫码关注，共同成长！
