Java 8 新特性

1、Java 8新特性简介

• 速度更快
• 代码更少（Lambda 表达式的出现）
• 强大的 Stream API
• 便于运行
• 最大化减少空指针异常：Optional
• 新的引擎：Nashorn 引擎

2、Lambda 表达式

Lambda 是一个匿名函数，我们可以把 Lambda 表达式理解为是一段可以传递的代码（将代码像数据一样进行传递）。使用它可以写出更简洁、更灵活的代码。

2.1、Lambda 表达式的使用

1）从匿名类到 Lambda 的转换举例

// 匿名内部类
Runnable r1 = new Runnable(){
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Hello World!");
    };
}

// 使用 Lambda 表达式
Runnable r1 = () -> {
    System.out.println("Hello World!");
};

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2）Lambda 表达式：在 Java 8 中引入的一种新的语法元素和操作符，这个操作符为 -> ，该操作符被称为Lambda 操作符或箭头操作符 。他将 Lambda 表达式分为两个部分：

• 左侧：Lambda 参数列表（其实就是接口中的抽象方法的形参列表）
• 右侧：指定了 Lambda 体（其实就是重写的抽象方法的方法体）

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3）Lambda 表达式的本质：作为函数接口的实例

函数式接口：如果一个接口中，只声明了一个抽象方法，则此接口就叫称为函数式接口。

Lambda 表达式也只能应用在函数式接口上。

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4）Lambda 表达式的几种情况介绍

• 无参数，无返回值

// 语法格式
() -> {具体方法代码};

// 举例
Runnable r1 = () -> {
    System.out.println("Hello World!");
};

• 有参数，无返回值

// 语法格式
(方法参数) -> {具体方法代码}; // 多个参数，用逗号隔开

//举例
Consumer<String> con1 = (String s) -> {
    System.out.println(s);
};

方法参数中的数据类型可以省略，因为可由编译器推断得出，称为"类型推断"。

Consumer<String> con1 = (s) -> {
    System.out.println(s);
};

如果方法参数只有一个，则参数的小括号也可以省略。

Consumer<String> con1 = s -> {
    System.out.println(s);
};

• 有参数，有返回值

// 语法格式
(方法参数) -> {具体方法代码}; // 多个参数，用逗号隔开

//举例
Consumer<Integer> con1 = (o1, o2) -> {
    return o1.compare(o2);
};

如果 Lambda 体只有一条执行语句时，return 与大括号都可以省略。

Consumer<Integer> con1 = (o1, o2) -> o1.compare(o2);

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总结：

• lambda 形参列表的参数类型可以省略；
• 如果 lambda 形参列表只有一个参数，可以省略小括号
• 如果 lambda 体中只有一条执行语句，可以省略大括号，如果该语句是 return 语句，则 return 关键字也可以省略。

3、函数式接口

3.1、什么是函数式接口

• 只包含一个抽象方法的接口，称为函数式接口
• 我们可以在一个接口上使用 @FunctionalInterface 注解，这样做可以检查它是否是一个函数式接口。
• 在 java.util.function 包下定义了 java 8 的丰富的函数式接口

3.2、Java 内置的四大核心函数式接口

函数式接口	参数类型	返回类型	用途
Consumer<T> 消费型接口	T	void	对类型为 T 的对象应用操作，包含方法：void accept(T t)
supplier<T> 供给型接口	无参数	T	返回类型为 T 的对象，包含方法：T get()
Function<T, R> 函数型接口	T	R	对类型为 T 的对象应用操作，并返回 R 类型的对象。包含方法：R apply(T t)
Predicate<T> 断定型接口	T	boolean	确定类型为 T 的对象是否满足某约束，并返回 boolean 值。包含方法：boolean test(T t)

这四大核心函数式接口还有一些扩展接口，都在 java.util.function 包。

4、方法引用与构造器引用

4.1、方法引用

1）什么是方法引用

• 当要传递给 lambda 体的操作，已经有实现的方法了，可以使用方法引用！
• 方法引用可以看作是 lambda 表达式更深层次的表达。换句话说，方法引用就是 lambda 表达式，也就是函数式接口的一个实例，通过方法的名字来指向一个方法，可以认为是 lambda 表达式的一个语法糖。

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2）方法引用，本质上就是 lambda 表达式，而 lambda 表达式作为函数式接口的实例。所以，方法引用，也是函数式接口的实例。

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3）使用要求

实现接口的抽象方法的参数列表和返回值类型，必须与方法引用的方法的参数列表和返回值保持一致。

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4）格式

使用格式： 类（或对象）:: 方法名

如下三种主要使用情况：

• 对象 :: 实例方法（非静态方法）名

/*
	函数式接口： Consumer 中的 void accpet(T t)
	PrintStream 中的 void println(T t)
	上述的方法达到了使用要求
*/

// 使用 lambda 表达式
Consumer<String> con1 = str -> System.out.println(str);

// 使用 方法引用
PrintStream ps = System.out; // 得到了 PrintStream 类的实例对象
// 对象 :: 方法名
Consumer<String> con1 = ps :: println;

• 类 :: 静态方法名

/*
	函数式接口： Comparator 中的 int compare(T t1, T t2)
	Integer 中的 int compare(T t1, T t2)
	上述的方法达到了使用要求
*/

// 使用 lambda 表达式
Comparator<Integer> com1 = (t1, t2) -> Integer.compare(t1, t2);

// 使用 方法引用，类 :: 静态方法
Comparator<Integer> com1 = Integer :: compare;

• 类 :: 实例方法（非静态方法）名

这种方式有点特殊（并没有达到使用方法引用的要求）

/*
	函数式接口： Comparator 中的 int compare(T t1, T t2)
	String 类中的 int compare(t2)
	可以看到，上述方法并没有达到使用方法引用的要求，但是可以通过 类 :: 实例方法 的方式引用
*/
// 使用 lambda 表达式
Comparator<String> com1 = (t1, t2) -> t1.compare(t2);

// 使用 方法引用，类 :: 实例方法
Comparator<String> com1 = String :: compare;

4.2、构造器引用

和方法引用类似，函数式接口的抽象方法的形参列表和构造器的形参列表一致。

抽象方法的返回值即为构造器所属的类。

/* 
	Supplier 中的 T get() 方法
 	Enployee 的空参构造器：Enployee()
  	可以看出这个两个方法都没有参数
*/
// 使用 lambda 表达式
Supplier<Enployee> sup1 = () -> new Enployee();

// 使用 构造器引用
Supplier<Enployee> sup2 = Enployee :: new;

/* 
	Function 中的 R apply(T t) 方法
 	Enployee 的有参构造器：Enployee(Integer id)
  	可以看出这两个方法都有参数
*/
// 使用 lambda 表达式
Function<Integer, Enployee> fun1 = (t1) -> new Enployee(id);

// 使用 构造器引用
Function<Integer, Enployee> fun2 = Enployee :: new; 
//调用 fun2 的 apply(T t)方法,传入一个 Integer 类型值，就相当于调用 Enployee 类的 带有 Integer 类型参数的构造方法

4.3、数组引用

和构造器引用几乎一模一样。

/* 
	Function 中的 R apply(T t) 方法
 	Enployee 的有参构造器：Enployee(Integer id)
  	可以看出这两个方法都有参数
*/
// 使用 lambda 表达式
Function<Integer, String[]> fun1 = (t1) -> new String[](t1);

// 使用 构造器引用
Function<Integer, String[]> fun2 = String[] :: new; 

5、强大的 Stream API

5.1、Stream 介绍

• Java 8 中有两大最为重要的改变，第一个是 lambda 表达式；另一个则是 Stream API。
• Stream API（java.util.stream）把真正的函数式编程风格引入到 java 中。
• Stream 是 java 8 中处理集合的关键抽象概念，它可以指定你希望对集合进行的操作，可以执行非常复杂的查找、过滤和映射数据等操作。

5.2、为什么要使用 Stream

• 实际开发中，项目中多数数据源都来自于 Mysql、Oracle 等。但现在数据源更多了，有 MongDB、Radis 等，而这些 NoSql 的数据就需要在 Java 层面进行处理。
• Stream 和 Conllection 集合的区别：Conllection 是一种静态的内存数据结构，而 Stream 是有关计算的。前者主要是面向内存处理，存储在内存中；后者主要是面向 CPU，通过 CPU 实现计算。

5.3、什么是 Stream

Stream 是数据渠道，用于操作数据源（集合、数组等）所生成的元素序列。

"集合讲的是数据，Stream 讲的是计算"

注意：

• Stream 自己不会存储元素。
• Stream 不会改变源对象。相反，它们会返回一个持有结果的新 Stream。
• Stream 操作是延迟执行的。这意味着它们会等到需要结果的时候才执行。

5.4、Stream 的操作步骤

1）创建 Stream

一个数据源（如：集合、数组），获取一个流。

• 创建 Stream 方式一：通过集合

// Collection 接口中有两个方法可以获取
default Stream<E>	stream() // 返回一个顺序流
default Stream<E>	parallelStream() // 返回一个并行流

• 创建 Stream 方式二：通过数组

// Arrays 类的静态方法 stream() 返回一个顺序流

• 创建 Stream 方式三：通过 Stream 类的 of() 方法
• 创建 Stream 方式四：创建无限流
  • 通过 Stream 类的 iterat() 方法，迭代
  • 通过 Stream 类的 generate() 方法，生成

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2）中间操作

一个中间操作，对数据源的数据进行处理

多个中间操作可以连接起来形成一个流水线，除非流水线上触发终止操作，否则中间操作不会执行任何的处理！而在终止操作时一次性全部处理，称为"惰性求值"。

• 筛选与切片

方法	描述
filter(Predicate p)	接收 lambda，从流中排除某些元素
distinct()	筛选，通过流所生成元素的 hashCode() 和 equals() 去除重复元素
limit(long maxSize)	截断流，使其元素不超过给定数量
skip(long n)	跳过元素，返回一个扔掉前 n 个元素的流。若流中元素不足 n 个，则返回一个空流。与 limit(n) 互补。

• 映射

方法	描述
map(Function f)	接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，并将其映射成一个新的元素。
mapToDouble(ToDoubleFunction f)	接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，产生一个新的 DoubleStream。
maoToInt(ToIntFunction f)	接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，产生一个新的 IntStream。
mapToLong(ToLongFunction f)	接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，产生一个新的 LongStream。
flatMap(Function f)	接收一个函数作为参数，将流中的每个值都换成另一个流，然后把所有的流练成一个流。

• 排序

方法	描述
sorter()	产生一个新流，其中按自然顺序排序
sorted(Compartor com)	产生一个新流，其中按比较器顺序排序

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3）终止操作（终端操作）

一旦执行终止操作，就会执行中间操作链，并产生结果。之后，不会再被使用。

• 匹配与查找

方法	描述
allMatch(Predicate p)	检查是否匹配所有元素
anyMatch(Predicate p)	检查是否少匹配一个元素
noneMatch(Predicate p)	检查是否没有匹配元素
findFirst()	返回第一个元素
findAny()	返回当前流中的任意元素
count()	返回流中元素总数
max(Comparator c)	返回流中最大值
min(Comparator c)	返回流中最小值
froEach(Comparator c)	内部迭代（使用 Collection 接口需要用户自己去做遍历迭代，称为外部迭代。相反使用 Stream 的内部迭代，它会自动帮你遍历迭代。）

• 规约

方法	描述
reduce(T iden, BinaryOperator b)	可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。返回 T
reduce(BinaryOperator b)	可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。返回 Optional

备注：map 和 reduce 的连接通常称为 map-reduce 模式，因FGoogle 用它来进行网络搜索而出名。

• 收集

方法	描述
collect(Collector c)	将流转换为其他形式。接收一个 Collector 接口的实现，用于给 Stream 中元素做汇总的方法

Collector 接口中实现方法决定了如何对流执行收集的操作（如收集到 List、Set、Map）。

另外，Collectors 实现类提供了很多静态方法可以很方便的创建常见收集器实例，具体方法与实例请参考 API。

6、Optional 类

为了尽可能的阻止空指针异常出现而出现的类。

Optional 类（java.util.Optional）是一个容器类，它可以保存类型 T 的值，代表这个值存在。或者仅仅保存 null，表示这个值不存在。原来用 null 表示一个值不存在，现在 Optional 可以更好的表达这个概念。并且可以避免空指针异常。