- Java8新特性
Java8新特性
Java8 (又称为 jdk1.8) 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Java8 ,它支持函数式编程,新的JavaScript引擎,新的日期 API,新的Stream API 等。
新特性
Java8 新增了非常多的特性,我们主要讨论以下几个:
- Lambda 表达式
Lambda 允许把函数作为一个方法的参数(函数作为参数传递到方法中) - 方法引用
方法引用提供了非常有用的语法,可以直接引用已有Java类或对象(实例)的方法或构造器。与lambda联合使用,方法引用可以使语言的构造更紧凑简洁,减少冗余代码。 - 默认方法
默认方法就是一个在接口里面有了一个实现的方法 - 新工具
新的编译工具,如:Nashorn引擎 jjs、 类依赖分析器jdeps。 - Stream API
新添加的Stream API(java.util.stream) 把真正的函数式编程风格引入到Java中 - Date Time API
加强对日期与时间的处理 - Optional类
Optional 类已经成为 Java 8 类库的一部分,用来解决空指针异常 - Nashorn - JavaScript 引擎
Java 8提供了一个新的Nashorn javascript引擎,它允许我们在JVM上运行特定的javascript应用
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 允许把函数作为一个方法的参数(函数作为参数传递进方法中)。
使用 Lambda 表达式可以使代码变的更加简洁紧凑。
语法
lambda 表达式的语法格式如下:
1 | (parameters) -> expression |
以下是lambda表达式的重要特征:
- 可选类型声明:不需要声明参数类型,编译器可以统一识别参数值。
- 可选的参数圆括号:一个参数无需定义圆括号,但多个参数需要定义圆括号。
- 可选的大括号:如果主体包含了一个语句,就不需要使用大括号。
- 如果主体只有一个表达式返回值则编译器会自动返回值,大括号需要指定明表达式返回了一个数值。
Lambda 表达式实例
1 | // 1. 不需要参数,返回值为 5 |
变量作用域
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。
1 | public class Java8Tester { |
我们也可以直接在 lambda 表达式中访问外层的局部变量:
1 | public class Java8Tester { |
lambda 表达式的局部变量可以不用声明为 final,但是必须不可被后面的代码修改(即隐性的具有 final 的语义)
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。
Java8方法引用
- 方法引用通过方法的名字来指向一个方法。
- 方法引用可以使语言的构造更紧凑简洁,减少冗余代码。
- 方法引用使用一对冒号 ::
下面,我们在 Car 类中定义了 4 个方法作为例子来区分 Java 中 4 种不同方法的引用。
1 | package com.runoob.main; |
1 | import java.util.List; |
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:
1 | final Car car = Car.create( Car::new ); |
静态方法引用
它的语法是Class::static_method,实例如下:
1 | 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:
1 | cars.forEach( Car::repair ); |
特定对象的方法引用
它的语法是instance::method实例如下:
1 | final Car police = Car.create( Car::new ); |
Java8函数式接口
函数式接口(Functional Interface)就是一个有且仅有一个抽象方法,但是可以有多个非抽象方法的接口。
函数式接口可以被隐式转换为lambda表达式。
Lambda 表达式和方法引用(实际上也可认为是Lambda表达式)上。
如定义了一个函数式接口如下:
1 |
|
那么就可以使用Lambda表达式来表示该接口的一个实现(注:JAVA8之前一般是用匿名类实现的):
1 | GreetingService greetService1 = message -> System.out.println("Hello " + message); |
函数式接口可以对现有的函数友好地支持 lambda。
JDK1.8 之前已有的函数式接口:
1 | java.lang.Runnable |
JDK1.8 新增加的函数接口:
1 | java.util.function |
java.util.function 它包含了很多类,用来支持 Java的 函数式编程,该包中的函数式接口有:
序号 | 接口 & 描述 |
---|---|
BiConsumer<T,U> | 代表了一个接受两个输入参数的操作,并且不返回任何结果 |
BiFunction<T,U,R> | 代表了一个接受两个输入参数的方法,并且返回一个结果 |
BinaryOperator<T> |
代表了一个作用于于两个同类型操作符的操作,并且返回了操作符同类型的结果 |
BiPredicate<T,U> | 代表了一个两个参数的boolean值方法 |
BooleanSupplier | 代表了boolean值结果的提供方 |
Consumer<T> |
代表了接受一个输入参数并且无返回的操作 |
Supplier<T> |
无参数,返回一个结果。 |
UnaryOperator<T> |
接受一个参数为类型T,返回值类型也为T |
Java8默认方法
Java8新增了接口的默认方法。
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。
我们只需在方法名前面加个 default 关键字即可实现默认方法。
为什么要有这个特性?
首先,之前的接口是个双刃剑,好处是面向抽象而不是面向具体编程,缺陷是,当需要修改接口时候,需要修改全部实现该接口的类,目前的 java 8 之前的集合框架没有 foreach 方法,通常能想到的解决办法是在JDK里给相关的接口添加新的方法及实现。然而,对于已经发布的版本,是没法在给接口添加新方法的同时不影响已有的实现。所以引进的默认方法。他们的目的是为了解决接口的修改与现有的实现不兼容的问题。
默认方法语法
默认方法语法格式如下:
1 | public interface Vehicle { |
多个默认方法
一个接口有默认方法,考虑这样的情况,一个类实现了多个接口,且这些接口有相同的默认方法,以下实例说明了这种情况的解决方法:
1 | public interface Vehicle { |
第一个解决方案是创建自己的默认方法,来覆盖重写接口的默认方法:
1
2
3
4
5public class Car implements Vehicle, FourWheeler {
default void print(){
System.out.println("我是一辆四轮汽车!");
}
}第二种解决方案可以使用 super 来调用指定接口的默认方法:
1
2
3
4
5public class Car implements Vehicle, FourWheeler {
public void print() {
Vehicle.super.print();
}
}
静态默认方法
Java 8 的另一个特性是接口可以声明(并且可以提供实现)静态方法。例如:
1 | public interface Vehicle { |
默认方法实例
1 | public class Java8Tester { |
Java8 Stream
Java8 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。
Stream 使用一种类似用 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。
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。
这种风格将要处理的元素集合看作一种流, 流在管道中传输, 并且可以在管道的节点上进行处理, 比如筛选, 排序,聚合等。
元素流在管道中经过中间操作(intermediate operation)的处理,最后由最终操作(terminal operation)得到前面处理的结果。
1 | +--------------------+ +------+ +------+ +---+ +-------+ |
1 | List<Integer> transactionsIds = |
什么是Stream
Stream(流)是一个来自数据源的元素队列并支持聚合操作
- 元素是特定类型的对象,形成一个队列。 Java中的Stream并不会存储元素,而是按需计算。
- 数据源 流的来源。 可以是集合,数组,I/O channel, 产生器generator 等。
- 聚合操作 类似SQL语句一样的操作, 比如filter, map, reduce, find, match, sorted等。
和以前的Collection操作不同, Stream操作还有两个基础的特征:
- Pipelining: 中间操作都会返回流对象本身。 这样多个操作可以串联成一个管道, 如同流式风格(fluent style)。 这样做可以对操作进行优化, 比如延迟执行(laziness)和短路( short-circuiting)。
- 内部迭代: 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。 Stream提供了内部迭代的方式, 通过访问者模式(Visitor)实现。
生成流
在 Java 8 中, 集合接口有两个方法来生成流:
- stream() − 为集合创建串行流。
- parallelStream() − 为集合创建并行流。
1 | List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl"); |
forEach
Stream 提供了新的方法 ‘forEach’ 来迭代流中的每个数据。以下代码片段使用 forEach 输出了10个随机数:
1 | Random random = new Random(); |
map
map 方法用于映射每个元素到对应的结果,以下代码片段使用 map 输出了元素对应的平方数:
1 | List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5); |
filter
filter方法用于通过设置的条件过滤出元素。以下代码片段使用filter方法过滤出空字符串:
1 | List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl"); |
limit
limit方法用于获取指定数量的流。 以下代码片段使用limit方法打印出10条数据:
1 | Random random = new Random(); |
sorted
sorted 方法用于对流进行排序。以下代码片段使用 sorted 方法对输出的 10 个随机数进行排序:
1 | Random random = new Random(); |
并行(parallel)程序
parallelStream 是流并行处理程序的代替方法。以下实例我们使用 parallelStream 来输出空字符串的数量:
1 | List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl"); |
我们可以很容易的在顺序运行和并行直接切换。
Collectors
Collectors 类实现了很多归约操作,例如将流转换成集合和聚合元素。Collectors 可用于返回列表或字符串:
1 | List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl"); |
统计
另外,一些产生统计结果的收集器也非常有用。它们主要用于int、double、long等基本类型上,它们可以用来产生类似如下的统计结果。
1 | List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5); |
Optional类
Optional 类是一个可以为null的容器对象。如果值存在则isPresent()方法会返回true,调用get()方法会返回该对象。
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。
Optional 类的引入很好的解决空指针异常。
类声明
以下是一个 java.util.Optional<T>
类的声明:
1 | public final class Optional<T> extends Object |
类方法
序号 | 方法 & 描述 |
---|---|
1 | static <T> Optional<T> empty() 返回空的 Optional 实例 |
2 | boolean equals(Object obj) 判断其他对象是否等于 Optional |
3 | Optional<T> filter(Predicate<? super <T> predicate) 如果值存在,并且这个值匹配给定的 predicate,返回一个Optional用以描述这个值,否则返回一个空的Optional |
4 | <U> Optional<U> flatMap(Function<? super T,Optional<U>> mapper) 如果值存在,返回基于Optional包含的映射方法的值,否则返回一个空的Optional |
5 | T get() 如果在这个Optional中包含这个值,返回值,否则抛出异常:NoSuchElementException |
6 | int hashCode() 返回存在值的哈希码,如果值不存在 返回 0 |
7 | 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。 |
8 | boolean isPresent() 如果值存在则方法会返回true,否则返回 false |
9 | <U>Optional<U> 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 |
10 | static <T> Optional<T> of(T value) 返回一个指定非null值的Optional |
11 | static <T> Optional<T> ofNullable(T value) 如果为非空,返回 Optional 描述的指定值,否则返回空的 Optional |
12 | T orElse(T other) 如果存在该值,返回值, 否则返回 other |
13 | 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 |
14 | <X extends Throwable> T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) 如果存在该值,返回包含的值,否则抛出由 Supplier 继承的异常 |
15 | String toString() 返回一个Optional的非空字符串,用来调试 |
注意: 这些方法是从 java.lang.Object 类继承来的。
Optional 实例
我们可以通过以下实例来更好的了解 Optional 类的使用:
1 | import java.util.Optional; |
Nashorn
Nashorn 一个 javascript 引擎。
从JDK 1.8开始,Nashorn取代Rhino(JDK 1.6, JDK1.7)成为Java的嵌入式JavaScript引擎。Nashorn完全支持ECMAScript 5.1规范以及一些扩展。它使用基于JSR 292的新语言特性,其中包含在JDK 7中引入的 invokedynamic,将JavaScript编译成Java字节码。
与先前的Rhino实现相比,这带来了2到10倍的性能提升
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。
例如,我们创建一个具有如下内容的sample.js文件:
1 | print('Hello World!'); |
打开控制台,输入以下命令:
1 | jjs sample.js |
以上程序输出结果为:
1 | Hello World! |
Java8日期时间API
Java8通过发布新的Date-Time API (JSR 310)来进一步加强对日期与时间的处理。
在旧版的 Java 中,日期时间 API 存在诸多问题,其中有:
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。
设计很差 − Java的日期/时间类的定义并不一致,在java.util和java.sql的包中都有日期类,此外用于格式化和解析的类在java.text包中定义。java.util.Date同时包含日期和时间,而java.sql.Date仅包含日期,将其纳入java.sql包并不合理。另外这两个类都有相同的名字,这本身就是一个非常糟糕的设计。
时区处理麻烦 − 日期类并不提供国际化,没有时区支持,因此Java引入了java.util.Calendar和java.util.TimeZone类,但他们同样存在上述所有的问题。
Java8 在 java.time包下提供了很多新的API。以下为两个比较重要的 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。
本地化日期时间 API
LocalDate/LocalTime 和 LocalDateTime 类可以在处理时区不是必须的情况。代码如下:
1 | import java.time.LocalDate; |
使用时区的日期时间API
如果我们需要考虑到时区,就可以使用时区的日期时间API:
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