Java | 学习系列 Java1.8 新特性详解( 包含学习代码 )

╰+攻爆jí腚メ 2022-12-25 01:49 151阅读 0赞

**前言：** Java 8 已经发布很久了，很多报道表明Java 8 是一次重大的版本升级。在Java Code Geeks上已经有很多介绍Java 8新特性的文章，例如[Playing with Java 8 – Lambdas and Concurrency][Playing with Java 8 _ Lambdas and Concurrency]、[Java 8 Date Time API Tutorial : LocalDateTime][Java 8 Date Time API Tutorial _ LocalDateTime]和[Abstract Class Versus Interface in the JDK 8 Era][]。本文还参考了一些其他资料，例如：[15 Must Read Java 8 Tutorials][]和[The Dark Side of Java 8][]。本文综合了上述资料，整理成一份关于Java 8新特性的参考教材，希望你有所收获。

1.  简介  
    ======

毫无疑问，[Java 8][]是Java自Java 5（发布于2004年）之后的最重要的版本。这个版本包含语言、编译器、库、工具和JVM等方面的十多个新特性。在本文中我们将学习这些新特性，并用实际的例子说明在什么场景下适合使用。

这个教程包含Java开发者经常面对的几类问题：

*  语言
 *  编译器
 *  库
 *  工具
 *  运行时（JVM）

1.  Java语言的新特性  
    ==============

Java 8是Java的一个重大版本，有人认为，虽然这些新特性领Java开发人员十分期待，但同时也需要花不少精力去学习。在这一小节中，我们将介绍Java 8的大部分新特性。

## 2.1 Lambda表达式和函数式接口 ##

Lambda表达式（也称为闭包）是Java 8中最大和最令人期待的语言改变。它允许我们将函数当成参数传递给某个方法，或者把代码本身当作数据处理：[函数式开发者][Link 1]非常熟悉这些概念。很多JVM平台上的语言（Groovy、[Scala][]等）从诞生之日就支持Lambda表达式，但是Java开发者没有选择，只能使用匿名内部类代替Lambda表达式。

Lambda的设计耗费了很多时间和很大的社区力量，最终找到一种折中的实现方案，可以实现简洁而紧凑的语言结构。最简单的Lambda表达式可由逗号分隔的参数列表、\*\*->\*\*符号和语句块组成，例如：

Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( e -> System.out.println( e ) );

在上面这个代码中的参数**e**的类型是由编译器推理得出的，你也可以显式指定该参数的类型，例如：

Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( ( String e ) -> System.out.println( e ) );

如果Lambda表达式需要更复杂的语句块，则可以使用花括号将该语句块括起来，类似于Java中的函数体，例如：

1.  `Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( e -> {
        `
        
    2.   `System.out.print( e );`
        
    3.   `System.out.print( e );`
        
    4.  `} );`

Lambda表达式可以引用类成员和局部变量（会将这些变量隐式得转换成**final**的），例如下列两个代码块的效果完全相同：

1.  String separator = ",";
        
    2.  Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( 
        
    3.      ( String e ) -> System.out.print( e + separator ) );

和

1.  final String separator = ",";
        
    2.  Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( 
        
    3.      ( String e ) -> System.out.print( e + separator ) );

Lambda表达式有返回值，返回值的类型也由编译器推理得出。如果Lambda表达式中的语句块只有一行，则可以不用使用**return**语句，下列两个代码片段效果相同：

Arrays.asList( "a", "b", "d" ).sort( ( e1, e2 ) -> e1.compareTo( e2 ) );

和

1.  Arrays.asList( "a", "b", "d" ).sort( ( e1, e2 ) -> {
        
    2.      int result = e1.compareTo( e2 );
        
    3.      return result;
        
    4.  } );

Lambda的设计者们为了让现有的功能与Lambda表达式良好兼容，考虑了很多方法，于是产生了\*\*[函数接口][Link 2]**这个概念。函数接口指的是只有一个函数的接口，这样的接口可以隐式转换为Lambda表达式。java.lang.Runnable和**java.util.concurrent.Callable**是函数式接口的最佳例子。在实践中，函数式接口非常脆弱：只要某个开发者在该接口中添加一个函数，则该接口就不再是函数式接口进而导致编译失败。为了克服这种代码层面的脆弱性，并显式说明某个接口是函数式接口，Java 8 提供了一个特殊的注解**@FunctionalInterface\*\*（Java 库中的所有相关接口都已经带有这个注解了），举个简单的函数式接口的定义：

1.  `@FunctionalInterface`
        
    2.  `public interface Functional {
        `
        
    3.   `void method();`
        
    4.  `}`

不过有一点需要注意，[默认方法和静态方法][Link 3]不会破坏函数式接口的定义，因此如下的代码是合法的。

1.  `@FunctionalInterface`
        
    2.  `public interface FunctionalDefaultMethods {
        `
        
    3.   `void method();`
        
    
    5.   `default void defaultMethod() {
        ` 
        
    6.   `}` 
        
    7.  `}`

Lambda表达式作为Java 8的最大卖点，它有潜力吸引更多的开发者加入到JVM平台，并在纯Java编程中使用函数式编程的概念。如果你需要了解更多Lambda表达式的细节，可以参考[官方文档][Link 4]。

## 2.2 接口的默认方法和静态方法 ##

Java 8使用两个新概念扩展了接口的含义：默认方法和静态方法。[默认方法][Link 5]使得接口有点类似traits，不过要实现的目标不一样。默认方法使得开发者可以在 不破坏二进制兼容性的前提下，往现存接口中添加新的方法，即不强制那些实现了该接口的类也同时实现这个新加的方法。

默认方法和抽象方法之间的区别在于抽象方法需要实现，而默认方法不需要。接口提供的默认方法会被接口的实现类继承或者覆写，例子代码如下：

1.  `private interface Defaulable {
        `
        
    2.   `// Interfaces now allow default methods, the implementer may or` 
        
    3.   `// may not implement (override) them.`
        
    4.   `default String notRequired() {
        ` 
        
    5.   `return "Default implementation";` 
        
    6.   `}` 
        
    7.  `}`
        
    
    9.  `private static class DefaultableImpl implements Defaulable {
        `
        
    10.  `}`
        
    
    12.  `private static class OverridableImpl implements Defaulable {
        `
        
    13.   `@Override`
        
    14.   `public String notRequired() {
        `
        
    15.   `return "Overridden implementation";`
        
    16.   `}`
        
    17.  `}`

**Defaulable**接口使用关键字**default**定义了一个默认方法**notRequired()**。**DefaultableImpl**类实现了这个接口，同时默认继承了这个接口中的默认方法；**OverridableImpl**类也实现了这个接口，但覆写了该接口的默认方法，并提供了一个不同的实现。

Java 8带来的另一个有趣的特性是在接口中可以定义静态方法，例子代码如下：

1.  private interface DefaulableFactory {
        
    2.      // Interfaces now allow static methods
        
    3.      static Defaulable create( Supplier< Defaulable > supplier ) {
        
    4.          return supplier.get();
        
    5.      }
        
    6.  }

下面的代码片段整合了默认方法和静态方法的使用场景：

1.  `public static void main( String[] args ) {
        `
        
    2.   `Defaulable defaulable = DefaulableFactory.create( DefaultableImpl::new );`
        
    3.   `System.out.println( defaulable.notRequired() );`
        
    
    5.   `defaulable = DefaulableFactory.create( OverridableImpl::new );`
        
    6.   `System.out.println( defaulable.notRequired() );`
        
    7.  `}`

这段代码的输出结果如下：

1.  `Default implementation`
        
    2.  `Overridden implementation`

由于JVM上的默认方法的实现在字节码层面提供了支持，因此效率非常高。默认方法允许在不打破现有继承体系的基础上改进接口。该特性在官方库中的应用是：给**java.util.Collection**接口添加新方法，如**stream()**、**parallelStream()**、\*\*forEach()**和**removeIf()\*\*等等。

尽管默认方法有这么多好处，但在实际开发中应该谨慎使用：在复杂的继承体系中，默认方法可能引起歧义和编译错误。如果你想了解更多细节，可以参考[官方文档][Link 6]。

## 2.3 方法引用 ##

方法引用使得开发者可以直接引用现存的方法、Java类的构造方法或者实例对象。方法引用和Lambda表达式配合使用，使得java类的构造方法看起来紧凑而简洁，没有很多复杂的模板代码。

西门的例子中，**Car**类是不同方法引用的例子，可以帮助读者区分四种类型的方法引用。

1.  public static class Car {
        
    2.      public static Car create( final Supplier< Car > supplier ) {
        
    3.          return supplier.get();
        
    4.      }              
        
    
    6.      public static void collide( final Car car ) {
        
    7.          System.out.println( "Collided " + car.toString() );
        
    8.      }
        
    
    10.      public void follow( final Car another ) {
        
    11.          System.out.println( "Following the " + another.toString() );
        
    12.      }
        
    
    14.      public void repair() {   
        
    15.          System.out.println( "Repaired " + this.toString() );
        
    16.      }
        
    17.  }

第一种方法引用的类型是构造器引用，语法是**Class::new**，或者更一般的形式：**Class::new**。注意：这个构造器没有参数。

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

第二种方法引用的类型是静态方法引用，语法是**Class::static\_method**。注意：这个方法接受一个Car类型的参数。

`cars.forEach( Car::collide );`

第三种方法引用的类型是某个类的成员方法的引用，语法是**Class::method**，注意，这个方法没有定义入参：

`cars.forEach( Car::repair );`

第四种方法引用的类型是某个实例对象的成员方法的引用，语法是**instance::method**。注意：这个方法接受一个Car类型的参数：

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

运行上述例子，可以在控制台看到如下输出（Car实例可能不同）：

1.  Collided com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197d
        
    2.  Repaired com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197d
        
    3.  Following the com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197d

如果想了解和学习更详细的内容，可以参考[官方文档][Link 7]

## 2.4 重复注解 ##

自从Java 5中引入[注解][Link 8]以来，这个特性开始变得非常流行，并在各个框架和项目中被广泛使用。不过，注解有一个很大的限制是：在同一个地方不能多次使用同一个注解。Java 8打破了这个限制，引入了重复注解的概念，允许在同一个地方多次使用同一个注解。

在Java 8中使用\*\*@Repeatable\*\*注解定义重复注解，实际上，这并不是语言层面的改进，而是编译器做的一个trick，底层的技术仍然相同。可以利用下面的代码说明：

1.  `package com.javacodegeeks.java8.repeatable.annotations;`
        
    
    3.  `import java.lang.annotation.ElementType;`
        
    4.  `import java.lang.annotation.Repeatable;`
        
    5.  `import java.lang.annotation.Retention;`
        
    6.  `import java.lang.annotation.RetentionPolicy;`
        
    7.  `import java.lang.annotation.Target;`
        
    
    9.  `public class RepeatingAnnotations {
        `
        
    10.   `@Target( ElementType.TYPE )`
        
    11.   `@Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )`
        
    12.   `public @interface Filters {
        `
        
    13.   `Filter[] value();`
        
    14.   `}`
        
    
    16.   `@Target( ElementType.TYPE )`
        
    17.   `@Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )`
        
    18.   `@Repeatable( Filters.class )`
        
    19.   `public @interface Filter {
        `
        
    20.   `String value();`
        
    21.   `};`
        
    
    23.   `@Filter( "filter1" )`
        
    24.   `@Filter( "filter2" )`
        
    25.   `public interface Filterable {
        ` 
        
    26.   `}`
        
    
    28.   `public static void main(String[] args) {
        `
        
    29.   `for( Filter filter: Filterable.class.getAnnotationsByType( Filter.class ) ) {
        `
        
    30.   `System.out.println( filter.value() );`
        
    31.   `}`
        
    32.   `}`
        
    33.  `}`

正如我们所见，这里的**Filter**类使用@Repeatable(Filters.class)注解修饰，而**Filters**是存放**Filter**注解的容器，编译器尽量对开发者屏蔽这些细节。这样，**Filterable**接口可以用两个**Filter**注解注释（这里并没有提到任何关于Filters的信息）。

另外，反射API提供了一个新的方法：**getAnnotationsByType()**，可以返回某个类型的重复注解，例如`Filterable.class.getAnnoation(Filters.class)`将返回两个Filter实例，输出到控制台的内容如下所示：

1.  filter1
        
    2.  filter2

如果你希望了解更多内容，可以参考[官方文档][Link 9]。

## 2.5 更好的类型推断 ##

Java 8编译器在类型推断方面有很大的提升，在很多场景下编译器可以推导出某个参数的数据类型，从而使得代码更为简洁。例子代码如下：

1.  `package com.javacodegeeks.java8.type.inference;`
        
    
    3.  `public class Value< T > {
        `
        
    4.   `public static< T > T defaultValue() {
        ` 
        
    5.   `return null;` 
        
    6.   `}`
        
    
    8.   `public T getOrDefault( T value, T defaultValue ) {
        `
        
    9.   `return ( value != null ) ? value : defaultValue;`
        
    10.   `}`
        
    11.  `}`

下列代码是\*\*Value\*\*类型的应用：

1.  package com.javacodegeeks.java8.type.inference;
        
    
    3.  public class TypeInference {
        
    4.      public static void main(String[] args) {
        
    5.          final Value< String > value = new Value<>();
        
    6.          value.getOrDefault( "22", Value.defaultValue() );
        
    7.      }
        
    8.  }

参数\*\*Value.defaultValue()\*\*的类型由编译器推导得出，不需要显式指明。在Java 7中这段代码会有编译错误，除非使用`Value.<String>defaultValue()`。

## 2.6 拓宽注解的应用场景 ##

Java 8拓宽了注解的应用场景。现在，注解几乎可以使用在任何元素上：局部变量、接口类型、超类和接口实现类，甚至可以用在函数的异常定义上。下面是一些例子：

1.  `package com.javacodegeeks.java8.annotations;`
        
    
    3.  `import java.lang.annotation.ElementType;`
        
    4.  `import java.lang.annotation.Retention;`
        
    5.  `import java.lang.annotation.RetentionPolicy;`
        
    6.  `import java.lang.annotation.Target;`
        
    7.  `import java.util.ArrayList;`
        
    8.  `import java.util.Collection;`
        
    
    10.  `public class Annotations {
        `
        
    11.   `@Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )`
        
    12.   `@Target( {
         ElementType.TYPE_USE, ElementType.TYPE_PARAMETER } )`
        
    13.   `public @interface NonEmpty {
        ` 
        
    14.   `}`
        
    
    16.   `public static class Holder< @NonEmpty T > extends @NonEmpty Object {
        `
        
    17.   `public void method() throws @NonEmpty Exception {
        ` 
        
    18.   `}`
        
    19.   `}`
        
    
    21.   `@SuppressWarnings( "unused" )`
        
    22.   `public static void main(String[] args) {
        `
        
    23.   `final Holder< String > holder = new @NonEmpty Holder< String >();` 
        
    24.   `@NonEmpty Collection< @NonEmpty String > strings = new ArrayList<>();` 
        
    25.   `}`
        
    26.  `}`

**ElementType.TYPE\_USER**和**ElementType.TYPE\_PARAMETER**是Java 8新增的两个注解，用于描述注解的使用场景。Java 语言也做了对应的改变，以识别这些新增的注解。

1.  Java编译器的新特性  
    ===============

## 3.1 参数名称 ##

为了在运行时获得Java程序中方法的参数名称，老一辈的Java程序员必须使用不同方法，例如[Paranamer liberary][]。Java 8终于将这个特性规范化，在语言层面（使用反射API和**Parameter.getName()方法**）和字节码层面（使用新的**javac**编译器以及\*\*-parameters\*\*参数）提供支持。

1.  `package com.javacodegeeks.java8.parameter.names;`
        
    
    3.  `import java.lang.reflect.Method;`
        
    4.  `import java.lang.reflect.Parameter;`
        
    
    6.  `public class ParameterNames {
        `
        
    7.   `public static void main(String[] args) throws Exception {
        `
        
    8.   `Method method = ParameterNames.class.getMethod( "main", String[].class );`
        
    9.   `for( final Parameter parameter: method.getParameters() ) {
        `
        
    10.   `System.out.println( "Parameter: " + parameter.getName() );`
        
    11.   `}`
        
    12.   `}`
        
    13.  `}`

在Java 8中这个特性是默认关闭的，因此如果不带\*\*-parameters\*\*参数编译上述代码并运行，则会输出如下结果：

Parameter: arg0

如果带\*\*-parameters\*\*参数，则会输出如下结果（正确的结果）：

Parameter: args

如果你使用Maven进行项目管理，则可以在**maven-compiler-plugin**编译器的配置项中配置\*\*-parameters\*\*参数：

1.  <plugin>
        
    2.      <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
        
    3.      <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
        
    4.      <version>3.1</version>
        
    5.      <configuration>
        
    6.          <compilerArgument>-parameters</compilerArgument>
        
    7.          <source>1.8</source>
        
    8.          <target>1.8</target>
        
    9.      </configuration>
        
    10.  </plugin>

1.  Java官方库的新特性  
    ===============

Java 8增加了很多新的工具类（date/time类），并扩展了现存的工具类，以支持现代的并发编程、函数式编程等。

## 4.1 Optional ##

Java应用中最常见的bug就是[空值异常][Link 10]。在Java 8之前，[Google Guava][]引入了**Optionals**类来解决**NullPointerException**，从而避免源码被各种**null**检查污染，以便开发者写出更加整洁的代码。Java 8也将**Optional**加入了官方库。

**Optional**仅仅是一个容易：存放T类型的值或者null。它提供了一些有用的接口来避免显式的null检查，可以参考[Java 8官方文档][Java 8 1]了解更多细节。

接下来看一点使用**Optional**的例子：可能为空的值或者某个类型的值：

1.  Optional< String > fullName = Optional.ofNullable( null );
        
    2.  System.out.println( "Full Name is set? " + fullName.isPresent() );        
        
    3.  System.out.println( "Full Name: " + fullName.orElseGet( () -> "[none]" ) ); 
        
    4.  System.out.println( fullName.map( s -> "Hey " + s + "!" ).orElse( "Hey Stranger!" ) );

如果**Optional**实例持有一个非空值，则\*\*isPresent()\*\*方法返回true，否则返回false；\*\*orElseGet()\*\*方法，**Optional**实例持有null，则可以接受一个lambda表达式生成的默认值；**map()方法可以将现有的Opetional**实例的值转换成新的值；\*\*orElse()**方法与**orElseGet()\*\*方法类似，但是在持有null的时候返回传入的默认值。

上述代码的输出结果如下：

1.  `Full Name is set? false`
        
    2.  `Full Name: [none]`
        
    3.  `Hey Stranger!`

再看下另一个简单的例子：

1.  Optional< String > firstName = Optional.of( "Tom" );
        
    2.  System.out.println( "First Name is set? " + firstName.isPresent() );        
        
    3.  System.out.println( "First Name: " + firstName.orElseGet( () -> "[none]" ) ); 
        
    4.  System.out.println( firstName.map( s -> "Hey " + s + "!" ).orElse( "Hey Stranger!" ) );
        
    5.  System.out.println();

这个例子的输出是：

1.  `First Name is set? true`
        
    2.  `First Name: Tom`
        
    3.  `Hey Tom!`

如果想了解更多的细节，请参考[官方文档][Link 11]。

## 4.2 Streams ##

新增的[Stream API][]（java.util.stream）将生成环境的函数式编程引入了Java库中。这是目前为止最大的一次对Java库的完善，以便开发者能够写出更加有效、更加简洁和紧凑的代码。

Steam API极大得简化了集合操作（后面我们会看到不止是集合），首先看下这个叫Task的类：

1.  `public class Streams {
        `
        
    2.   `private enum Status {
        `
        
    3.   `OPEN, CLOSED`
        
    4.   `};`
        
    
    6.   `private static final class Task {
        `
        
    7.   `private final Status status;`
        
    8.   `private final Integer points;`
        
    
    10.   `Task( final Status status, final Integer points ) {
        `
        
    11.   `this.status = status;`
        
    12.   `this.points = points;`
        
    13.   `}`
        
    
    15.   `public Integer getPoints() {
        `
        
    16.   `return points;`
        
    17.   `}`
        
    
    19.   `public Status getStatus() {
        `
        
    20.   `return status;`
        
    21.   `}`
        
    
    23.   `@Override`
        
    24.   `public String toString() {
        `
        
    25.   `return String.format( "[%s, %d]", status, points );`
        
    26.   `}`
        
    27.   `}`
        
    28.  `}`

Task类有一个分数（或伪复杂度）的概念，另外还有两种状态：OPEN或者CLOSED。现在假设有一个task集合：

1.  `final Collection< Task > tasks = Arrays.asList(`
        
    2.   `new Task( Status.OPEN, 5 ),`
        
    3.   `new Task( Status.OPEN, 13 ),`
        
    4.   `new Task( Status.CLOSED, 8 )` 
        
    5.  `);`

首先看一个问题：在这个task集合中一共有多少个OPEN状态的点？在Java 8之前，要解决这个问题，则需要使用**foreach**循环遍历task集合；但是在Java 8中可以利用steams解决：包括一系列元素的列表，并且支持顺序和并行处理。

1.  `// Calculate total points of all active tasks using sum()`
        
    2.  `final long totalPointsOfOpenTasks = tasks`
        
    3.   `.stream()`
        
    4.   `.filter( task -> task.getStatus() == Status.OPEN )`
        
    5.   `.mapToInt( Task::getPoints )`
        
    6.   `.sum();`
        
    
    8.  `System.out.println( "Total points: " + totalPointsOfOpenTasks );`

运行这个方法的控制台输出是：

Total points: 18

这里有很多知识点值得说。首先，tasks集合被转换成steam表示；其次，在steam上的**filter**操作会过滤掉所有CLOSED的task；第三，**mapToInt**操作基于每个task实例的**Task::getPoints**方法将task流转换成Integer集合；最后，通过**sum**方法计算总和，得出最后的结果。

在学习下一个例子之前，还需要记住一些steams（[点此更多细节][Link 12]）的知识点。Steam之上的操作可分为中间操作和晚期操作。

中间操作会返回一个新的steam——执行一个中间操作（例如**filter**）并不会执行实际的过滤操作，而是创建一个新的steam，并将原steam中符合条件的元素放入新创建的steam。

晚期操作（例如**forEach**或者**sum**），会遍历steam并得出结果或者附带结果；在执行晚期操作之后，steam处理线已经处理完毕，就不能使用了。在几乎所有情况下，晚期操作都是立刻对steam进行遍历。

steam的另一个价值是创造性地支持并行处理（parallel processing）。对于上述的tasks集合，我们可以用下面的代码计算所有任务的点数之和：

1.  `// Calculate total points of all tasks`
        
    2.  `final double totalPoints = tasks`
        
    3.   `.stream()`
        
    4.   `.parallel()`
        
    5.   `.map( task -> task.getPoints() ) // or map( Task::getPoints )` 
        
    6.   `.reduce( 0, Integer::sum );`
        
    
    8.  `System.out.println( "Total points (all tasks): " + totalPoints );`

这里我们使用**parallel**方法并行处理所有的task，并使用**reduce**方法计算最终的结果。控制台输出如下：

Total points（all tasks）: 26.0

对于一个集合，经常需要根据某些条件对其中的元素分组。利用steam提供的API可以很快完成这类任务，代码如下：

1.  `// Group tasks by their status`
        
    2.  `final Map< Status, List< Task > > map = tasks`
        
    3.   `.stream()`
        
    4.   `.collect( Collectors.groupingBy( Task::getStatus ) );`
        
    5.  `System.out.println( map );`

控制台的输出如下：

`{
        CLOSED=[[CLOSED, 8]], OPEN=[[OPEN, 5], [OPEN, 13]]}`

最后一个关于tasks集合的例子问题是：如何计算集合中每个任务的点数在集合中所占的比重，具体处理的代码如下：

1.  `// Calculate the weight of each tasks (as percent of total points)` 
        
    2.  `final Collection< String > result = tasks`
        
    3.   `.stream()                                        // Stream< String >`
        
    4.   `.mapToInt( Task::getPoints )                     // IntStream`
        
    5.   `.asLongStream()                                  // LongStream`
        
    6.   `.mapToDouble( points -> points / totalPoints )   // DoubleStream`
        
    7.   `.boxed()                                         // Stream< Double >`
        
    8.   `.mapToLong( weigth -> ( long )( weigth * 100 ) ) // LongStream`
        
    9.   `.mapToObj( percentage -> percentage + "%" )      // Stream< String>` 
        
    10.   `.collect( Collectors.toList() );                 // List< String >` 
        
    
    12.  `System.out.println( result );`

控制台输出结果如下：

[19%, 50%, 30%]

最后，正如之前所说，Steam API不仅可以作用于Java集合，传统的IO操作（从文件或者网络一行一行得读取数据）可以受益于steam处理，这里有一个小例子：

1.  `final Path path = new File( filename ).toPath();`
        
    2.  `try( Stream< String > lines = Files.lines( path, StandardCharsets.UTF_8 ) ) {
        `
        
    3.   `lines.onClose( () -> System.out.println("Done!") ).forEach( System.out::println );`
        
    4.  `}`

Stream的方法**onClose** 返回一个等价的有额外句柄的Stream，当Stream的close（）方法被调用的时候这个句柄会被执行。Stream API、Lambda表达式还有接口默认方法和静态方法支持的方法引用，是Java 8对软件开发的现代范式的响应。

## 4.3 Date/Time API(JSR 310) ##

Java 8引入了[新的Date-Time API(JSR 310)][Date-Time API_JSR 310]来改进时间、日期的处理。时间和日期的管理一直是最令Java开发者痛苦的问题。**java.util.Date**和后来的**java.util.Calendar**一直没有解决这个问题（甚至令开发者更加迷茫）。

因为上面这些原因，诞生了第三方库[Joda-Time][]，可以替代Java的时间管理API。Java 8中新的时间和日期管理API深受Joda-Time影响，并吸收了很多Joda-Time的精华。新的java.time包包含了所有关于日期、时间、时区、Instant（跟日期类似但是精确到纳秒）、duration（持续时间）和时钟操作的类。新设计的API认真考虑了这些类的不变性（从java.util.Calendar吸取的教训），如果某个实例需要修改，则返回一个新的对象。

我们接下来看看java.time包中的关键类和各自的使用例子。首先，**Clock**类使用时区来返回当前的纳秒时间和日期。**Clock**可以替代**System.currentTimeMillis()和TimeZone.getDefault()**。

1.  // Get the system clock as UTC offset 
        
    2.  final Clock clock = Clock.systemUTC();
        
    3.  System.out.println( clock.instant() );
        
    4.  System.out.println( clock.millis() );

这个例子的输出结果是：

1.  `2014-04-12T15:19:29.282Z`
        
    2.  `1397315969360`

第二，关注下**LocalDate**和**LocalTime**类。**LocalDate**仅仅包含ISO-8601日历系统中的日期部分；**LocalTime**则仅仅包含该日历系统中的时间部分。这两个类的对象都可以使用Clock对象构建得到。

1.  // Get the local date and local time
        
    2.  final LocalDate date = LocalDate.now();
        
    3.  final LocalDate dateFromClock = LocalDate.now( clock );
        
    
    5.  System.out.println( date );
        
    6.  System.out.println( dateFromClock );
        
    
    8.  // Get the local date and local time
        
    9.  final LocalTime time = LocalTime.now();
        
    10.  final LocalTime timeFromClock = LocalTime.now( clock );
        
    
    12.  System.out.println( time );
        
    13.  System.out.println( timeFromClock );

上述例子的输出结果如下：

1.  `2014-04-12`
        
    2.  `2014-04-12`
        
    3.  `11:25:54.568`
        
    4.  `15:25:54.568`

**LocalDateTime**类包含了LocalDate和LocalTime的信息，但是不包含ISO-8601日历系统中的时区信息。这里有一些[关于LocalDate和LocalTime的例子][LocalDate_LocalTime]：

1.  // Get the local date/time
        
    2.  final LocalDateTime datetime = LocalDateTime.now();
        
    3.  final LocalDateTime datetimeFromClock = LocalDateTime.now( clock );
        
    
    5.  System.out.println( datetime );
        
    6.  System.out.println( datetimeFromClock );

上述这个例子的输出结果如下：

1.  `2014-04-12T11:37:52.309`
        
    2.  `2014-04-12T15:37:52.309`

如果你需要特定时区的data/time信息，则可以使用**ZoneDateTime**，它保存有ISO-8601日期系统的日期和时间，而且有时区信息。下面是一些使用不同时区的例子：

1.  // Get the zoned date/time
        
    2.  final ZonedDateTime zonedDatetime = ZonedDateTime.now();
        
    3.  final ZonedDateTime zonedDatetimeFromClock = ZonedDateTime.now( clock );
        
    4.  final ZonedDateTime zonedDatetimeFromZone = ZonedDateTime.now( ZoneId.of( "America/Los_Angeles" ) );
        
    
    6.  System.out.println( zonedDatetime );
        
    7.  System.out.println( zonedDatetimeFromClock );
        
    8.  System.out.println( zonedDatetimeFromZone );

这个例子的输出结果是：

1.  `2014-04-12T11:47:01.017-04:00[America/New_York]`
        
    2.  `2014-04-12T15:47:01.017Z`
        
    3.  `2014-04-12T08:47:01.017-07:00[America/Los_Angeles]`

最后看下**Duration**类，它持有的时间精确到秒和纳秒。这使得我们可以很容易得计算两个日期之间的不同，例子代码如下：

1.  `// Get duration between two dates`
        
    2.  `final LocalDateTime from = LocalDateTime.of( 2014, Month.APRIL, 16, 0, 0, 0 );`
        
    3.  `final LocalDateTime to = LocalDateTime.of( 2015, Month.APRIL, 16, 23, 59, 59 );`
        
    
    5.  `final Duration duration = Duration.between( from, to );`
        
    6.  `System.out.println( "Duration in days: " + duration.toDays() );`
        
    7.  `System.out.println( "Duration in hours: " + duration.toHours() );`

这个例子用于计算2014年4月16日和2015年4月16日之间的天数和小时数，输出结果如下：

1.  Duration in days: 365
        
    2.  Duration in hours: 8783

对于Java 8的新日期时间的总体印象还是比较积极的，一部分是因为Joda-Time的积极影响，另一部分是因为官方终于听取了开发人员的需求。如果希望了解更多细节，可以参考[官方文档][Link 13]。

## 4.4 Nashorn JavaScript引擎 ##

Java 8提供了新的[Nashorn JavaScript引擎][Nashorn JavaScript]，使得我们可以在JVM上开发和运行JS应用。Nashorn JavaScript引擎是javax.script.ScriptEngine的另一个实现版本，这类Script引擎遵循相同的规则，允许Java和JavaScript交互使用，例子代码如下：

1.  ScriptEngineManager manager = new ScriptEngineManager();
        
    2.  ScriptEngine engine = manager.getEngineByName( "JavaScript" );
        
    
    4.  System.out.println( engine.getClass().getName() );
        
    5.  System.out.println( "Result:" + engine.eval( "function f() { return 1; }; f() + 1;" ) );

这个代码的输出结果如下：

1.  `jdk.nashorn.api.scripting.NashornScriptEngine`
        
    2.  `Result: 2`

## 4.5 Base64 ##

[对Base64编码的支持][Base64]已经被加入到Java 8官方库中，这样不需要使用第三方库就可以进行Base64编码，例子代码如下：

1.  `package com.javacodegeeks.java8.base64;`
        
    
    3.  `import java.nio.charset.StandardCharsets;`
        
    4.  `import java.util.Base64;`
        
    
    6.  `public class Base64s {
        `
        
    7.   `public static void main(String[] args) {
        `
        
    8.   `final String text = "Base64 finally in Java 8!";`
        
    
    10.   `final String encoded = Base64`
        
    11.   `.getEncoder()`
        
    12.   `.encodeToString( text.getBytes( StandardCharsets.UTF_8 ) );`
        
    13.   `System.out.println( encoded );`
        
    
    15.   `final String decoded = new String(` 
        
    16.   `Base64.getDecoder().decode( encoded ),`
        
    17.   `StandardCharsets.UTF_8 );`
        
    18.   `System.out.println( decoded );`
        
    19.   `}`
        
    20.  `}`

这个例子的输出结果如下：

1.  `QmFzZTY0IGZpbmFsbHkgaW4gSmF2YSA4IQ==`
        
    2.  `Base64 finally in Java 8!`

新的Base64API也支持URL和MINE的编码解码。  
(**Base64.getUrlEncoder()** / **Base64.getUrlDecoder()**, **Base64.getMimeEncoder()** / **Base64.getMimeDecoder()**)。

## 4.6 并行数组 ##

Java8版本新增了很多新的方法，用于支持并行数组处理。最重要的方法是**parallelSort()**，可以显著加快多核机器上的数组排序。下面的例子论证了**parallexXxx**系列的方法：

1.  package com.javacodegeeks.java8.parallel.arrays;
        
    
    3.  import java.util.Arrays;
        
    4.  import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
        
    
    6.  public class ParallelArrays {
        
    7.      public static void main( String[] args ) {
        
    8.          long[] arrayOfLong = new long [ 20000 ];        
        
    
    10.          Arrays.parallelSetAll( arrayOfLong, 
        
    11.              index -> ThreadLocalRandom.current().nextInt( 1000000 ) );
        
    12.          Arrays.stream( arrayOfLong ).limit( 10 ).forEach( 
        
    13.              i -> System.out.print( i + " " ) );
        
    14.          System.out.println();
        
    
    16.          Arrays.parallelSort( arrayOfLong );        
        
    17.          Arrays.stream( arrayOfLong ).limit( 10 ).forEach( 
        
    18.              i -> System.out.print( i + " " ) );
        
    19.          System.out.println();
        
    20.      }
        
    21.  }

上述这些代码使用\*\*parallelSetAll()**方法生成20000个随机数，然后使用**parallelSort()\*\*方法进行排序。这个程序会输出乱序数组和排序数组的前10个元素。上述例子的代码输出的结果是：

1.  `Unsorted: 591217 891976 443951 424479 766825 351964 242997 642839 119108 552378` 
        
    2.  `Sorted: 39 220 263 268 325 607 655 678 723 793`

## 4.7 并发性 ##

基于新增的lambda表达式和steam特性，为Java 8中为**java.util.concurrent.ConcurrentHashMap**类添加了新的方法来支持聚焦操作；另外，也为**java.util.concurrentForkJoinPool**类添加了新的方法来支持通用线程池操作（更多内容可以参考[我们的并发编程课程][Link 14]）。

Java 8还添加了新的**java.util.concurrent.locks.StampedLock**类，用于支持基于容量的锁——该锁有三个模型用于支持读写操作（可以把这个锁当做是**java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock**的替代者）。

在**java.util.concurrent.atomic**包中也新增了不少工具类，列举如下：

*  DoubleAccumulator
 *  DoubleAdder
 *  LongAccumulator
 *  LongAdder

1.  新的Java工具  
    ============

Java 8提供了一些新的命令行工具，这部分会讲解一些对开发者最有用的工具。

## 5.1 Nashorn引擎：jjs ##

**jjs**是一个基于标准Nashorn引擎的命令行工具，可以接受js源码并执行。例如，我们写一个**func.js**文件，内容如下：

1.  `function f() {
        ` 
        
    2.   `return 1;` 
        
    3.  `};` 
        
    
    5.  `print( f() + 1 );`

可以在命令行中执行这个命令：`jjs func.js`，控制台输出结果是：

`2`

如果需要了解细节，可以参考[官方文档][Link 15]。

## 5.2 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[Spring Framework库][Link 5]，为了让结果少一点，仅仅分析一个JAR文件：**org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar**。

`jdeps 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".

1.  `org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar -> C:Program FilesJavajdk1.8.0jrelibrt.jar`
        
    2.   `org.springframework.core (org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar)`
        
    3.   `-> java.io` 
        
    4.   `-> java.lang` 
        
    5.   `-> java.lang.annotation` 
        
    6.   `-> java.lang.ref` 
        
    7.   `-> java.lang.reflect` 
        
    8.   `-> java.util` 
        
    9.   `-> java.util.concurrent` 
        
    10.   `-> org.apache.commons.logging                         not found`
        
    11.   `-> org.springframework.asm                            not found`
        
    12.   `-> org.springframework.asm.commons                    not found`
        
    13.   `org.springframework.core.annotation (org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar)`
        
    14.   `-> java.lang` 
        
    15.   `-> java.lang.annotation` 
        
    16.   `-> java.lang.reflect` 
        
    17.   `-> java.util`

1.  JVM的新特性  
    ===========

使用\*\*[Metaspace][]**（[JEP 122][]）代替持久代（PermGen space）。在JVM参数方面，使用**\-XX:MetaSpaceSize**和**\-XX:MaxMetaspaceSize**代替原来的**\-XX:PermSize**和**\-XX:MaxPermSize\*\*。

1.  结论  
    ======

通过为开发者提供很多能够提高生产力的特性，Java 8使得Java平台前进了一大步。现在还不太适合将Java 8应用在生产系统中，但是在之后的几个月中Java 8的应用率一定会逐步提高（PS:原文时间是2014年5月9日，现在在很多公司Java 8已经成为主流，我司由于体量太大，现在也在一点点上Java 8，虽然慢但是好歹在升级了）。作为开发者，现在应该学习一些Java 8的知识，为升级做好准备。

关于Spring：对于企业级开发，我们也应该关注Spring社区对Java 8的支持，可以参考这篇文章——[Spring 4支持的Java 8新特性一览][Spring 4_Java 8]

1.  参考资料  
    ========

*  [What’s New in JDK 8][What_s New in JDK 8]
 *  [The Java Tutorials][]
 *  [WildFly 8, JDK 8, NetBeans 8, Java EE][WildFly 8_ JDK 8_ NetBeans 8_ Java EE]
 *  [Java 8 Tutorial][]
 *  [JDK 8 Command-line Static Dependency Checker][]
 *  [The Illuminating Javadoc of JDK][]
 *  [The Dark Side of Java 8][The Dark Side of Java 8 1]
 *  [Installing Java™ 8 Support in Eclipse Kepler SR2][Installing Java_ 8 Support in Eclipse Kepler SR2]
 *  [Java 8][Java 8 2]
 *  [Oracle Nashorn. A Next-Generation JavaScript Engine for the JVM][]
 *

[Playing with Java 8 _ Lambdas and Concurrency]: http://www.javacodegeeks.com/2014/04/playing-with-java-8-lambdas-and-concurrency.html
[Java 8 Date Time API Tutorial _ LocalDateTime]: http://www.javacodegeeks.com/2014/04/java-8-date-time-api-tutorial-localdatetime.html
[Abstract Class Versus Interface in the JDK 8 Era]: http://www.javacodegeeks.com/2014/04/abstract-class-versus-interface-in-the-jdk-8-era.html
[15 Must Read Java 8 Tutorials]: http://www.javacodegeeks.com/2014/04/15-must-read-java-8-tutorials.html
[The Dark Side of Java 8]: http://www.javacodegeeks.com/2014/04/java-8-friday-the-dark-side-of-java-8.html
[Java 8]: http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/8train-relnotes-latest-2153846.html
[Link 1]: http://www.javacodegeeks.com/2014/03/functional-programming-with-java-8-lambda-expressions-monads.html
[Scala]: http://www.javacodegeeks.com/tutorials/scala-tutorials/
[Link 2]: http://www.javacodegeeks.com/2013/03/introduction-to-functional-interfaces-a-concept-recreated-in-java-8.html
[Link 3]: https://www.javacodegeeks.com/2014/05/java-8-features-tutorial.html#Interface_Default
[Link 4]: http://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/javaOO/lambdaexpressions.html
[Link 5]: http://blog.csdn.net/yczz/article/details/50896975
[Link 6]: http://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/IandI/defaultmethods.html
[Link 7]: http://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/javaOO/methodreferences.html
[Link 8]: http://www.javacodegeeks.com/2012/08/java-annotations-explored-explained.html
[Link 9]: http://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/annotations/repeating.html
[Paranamer liberary]: https://github.com/paul-hammant/paranamer
[Link 10]: http://examples.javacodegeeks.com/java-basics/exceptions/java-lang-nullpointerexception-how-to-handle-null-pointer-exception/
[Google Guava]: http://code.google.com/p/guava-libraries/
[Java 8 1]: http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/
[Link 11]: http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/Optional.html
[Stream API]: http://www.javacodegeeks.com/2014/05/the-effects-of-programming-with-java-8-streams-on-algorithm-performance.html
[Link 12]: http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/stream/package-summary.html#StreamOps
[Date-Time API_JSR 310]: https://jcp.org/en/jsr/detail?id=310
[Joda-Time]: http://www.joda.org/joda-time/
[LocalDate_LocalTime]: https://www.javacodegeeks.com/2014/04/java-8-date-time-api-tutorial-localdatetime.html
[Link 13]: http://docs.oracle.com/javase/tutorial/datetime/index.html
[Nashorn JavaScript]: http://www.javacodegeeks.com/2014/02/java-8-compiling-lambda-expressions-in-the-new-nashorn-js-engine.html
[Base64]: http://www.javacodegeeks.com/2014/04/base64-in-java-8-its-not-too-late-to-join-in-the-fun.html
[Link 14]: http://academy.javacodegeeks.com/course/java-concurrency-essentials/
[Link 15]: http://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jjs.html
[Metaspace]: http://www.javacodegeeks.com/2013/02/java-8-from-permgen-to-metaspace.html
[JEP 122]: http://openjdk.java.net/jeps/122
[Spring 4_Java 8]: http://www.infoq.com/cn/articles/spring-4-java-8
[What_s New in JDK 8]: http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/8-whats-new-2157071.html
[The Java Tutorials]: http://docs.oracle.com/javase/tutorial/
[WildFly 8_ JDK 8_ NetBeans 8_ Java EE]: http://blog.arungupta.me/2014/03/wildfly8-jdk8-netbeans8-javaee7-excellent-combo-enterprise-java/
[Java 8 Tutorial]: http://winterbe.com/posts/2014/03/16/java-8-tutorial/
[JDK 8 Command-line Static Dependency Checker]: http://marxsoftware.blogspot.ca/2014/03/jdeps.html
[The Illuminating Javadoc of JDK]: http://marxsoftware.blogspot.ca/2014/03/illuminating-javadoc-of-jdk-8.html
[The Dark Side of Java 8 1]: http://blog.jooq.org/2014/04/04/java-8-friday-the-dark-side-of-java-8/
[Installing Java_ 8 Support in Eclipse Kepler SR2]: http://www.eclipse.org/downloads/java8/
[Java 8 2]: http://www.baeldung.com/java8
[Oracle Nashorn. A Next-Generation JavaScript Engine for the JVM]: http://www.oracle.com/technetwork/articles/java/jf14-nashorn-2126515.html