180812-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新特性
Java8 新增了非常多的特性,我们主要讨论以下几个:

  1. 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)
  2. 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。
  3. 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
  4. 新工具
    新的编译工具,如:Nashorn引擎 jjs、 类依赖分析器jdeps。
  5. 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
  6. Date Time API
    加强对日期与时间的处理
  7. 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
  8. 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
2
3
(parameters) -> expression

(parameters) ->{ statements; }

以下是lambda表达式的重要特征:

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
// 1. 不需要参数,返回值为 5  
() -> 5

// 2. 接收一个参数(数字类型),返回其2倍的值
x -> 2 * x

// 3. 接受2个参数(数字),并返回他们的差值
(x, y) -> x – y

// 4. 接收2个int型整数,返回他们的和
(int x, int y) -> x + y

// 5. 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)
(String s) -> System.out.print(s)

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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
public class Java8Tester {

final static String salutation = "Hello! ";

public static void main(String args[]){
GreetingService greetService1 = message ->
System.out.println(salutation + message);
greetService1.sayMessage("Runoob");
}

interface GreetingService {
void sayMessage(String message);
}
}

我们也可以直接在 lambda 表达式中访问外层的局部变量:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
public class Java8Tester {
public static void main(String args[]) {
final int num = 1;
Converter<Integer, String> s = (param) -> System.out.println(String.valueOf(param + num));
s.convert(2); // 输出结果为 3
}

public interface Converter<T1, T2> {
void convert(int i);
}
}

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

  1. 方法引用通过方法的名字来指向一个方法。
  2. 方法引用可以使语言的构造更紧凑简洁,减少冗余代码。
  3. 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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
package com.runoob.main;

@FunctionalInterface
public interface Supplier<T> {
T get();
}

class Car {
//Supplier是jdk1.8的接口,这里和lamda一起使用了
public static Car create(final Supplier<Car> supplier) {
return supplier.get();
}

public static void collide(final Car car) {
System.out.println("Collided " + car.toString());
}

public void follow(final Car another) {
System.out.println("Following the " + another.toString());
}

public void repair() {
System.out.println("Repaired " + this.toString());
}
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;

public class Java8Tester {
public static void main(String args[]){
List names = new ArrayList();

names.add("Google");
names.add("Runoob");
names.add("Taobao");
names.add("Baidu");
names.add("Sina");

names.forEach(System.out::println);
}
}

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

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

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
2
3
4
5
@FunctionalInterface
interface GreetingService
{
void sayMessage(String message);
}

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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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

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
2
3
4
5
public interface Vehicle {
default void print(){
System.out.println("我是一辆车!");
}
}

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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
public interface Vehicle {
default void print(){
System.out.println("我是一辆车!");
}
}

public interface FourWheeler {
default void print(){
System.out.println("我是一辆四轮车!");
}
}
  1. 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
    5
    public class Car implements Vehicle, FourWheeler {
    default void print(){
    System.out.println("我是一辆四轮汽车!");
    }
    }
  2. 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
    5
    public 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
2
3
4
5
6
7
8
9
public interface Vehicle {
default void print(){
System.out.println("我是一辆车!");
}
// 静态方法
static void blowHorn(){
System.out.println("按喇叭!!!");
}
}

默认方法实例

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
public class Java8Tester {
public static void main(String args[]){
Vehicle vehicle = new Car();
vehicle.print();
}
}

interface Vehicle {
default void print(){
System.out.println("我是一辆车!");
}

static void blowHorn(){
System.out.println("按喇叭!!!");
}
}

interface FourWheeler {
default void print(){
System.out.println("我是一辆四轮车!");
}
}

class Car implements Vehicle, FourWheeler {
public void print(){
Vehicle.super.print();
FourWheeler.super.print();
Vehicle.blowHorn();
System.out.println("我是一辆汽车!");
}
}

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
2
3
+--------------------+       +------+   +------+   +---+   +-------+
| stream of elements +-----> |filter+-> |sorted+-> |map+-> |collect|
+--------------------+ +------+ +------+ +---+ +-------+
1
2
3
4
5
6
List<Integer> transactionsIds =
widgets.stream()
.filter(b -> b.getColor() == RED)
.sorted((x,y) -> x.getWeight() - y.getWeight())
.mapToInt(Widget::getWeight)
.sum();

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:

  1. stream() − 为集合创建串行流。
  2. parallelStream() − 为集合创建并行流。
1
2
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());

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
2
Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);

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
2
3
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
// 获取对应的平方数
List<Integer> squaresList = numbers.stream().map( i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList());

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
2
3
List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
// 获取空字符串的数量
long count = strings.stream().filter(string -> string.isEmpty()).count();

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
2
Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);

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
2
Random random = new Random();
random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);

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
2
3
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
// 获取空字符串的数量
int count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();

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
2
3
4
5
6
List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());

System.out.println("筛选列表: " + filtered);
String mergedString = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", "));
System.out.println("合并字符串: " + mergedString);

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
2
3
4
5
6
7
8
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);

IntSummaryStatistics stats = numbers.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics();

System.out.println("列表中最大的数 : " + stats.getMax());
System.out.println("列表中最小的数 : " + stats.getMin());
System.out.println("所有数之和 : " + stats.getSum());
System.out.println("平均数 : " + stats.getAverage());

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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
import java.util.Optional;

public class Java8Tester {
public static void main(String args[]){

Java8Tester java8Tester = new Java8Tester();
Integer value1 = null;
Integer value2 = new Integer(10);

// Optional.ofNullable - 允许传递为 null 参数
Optional<Integer> a = Optional.ofNullable(value1);

// Optional.of - 如果传递的参数是 null,抛出异常 NullPointerException
Optional<Integer> b = Optional.of(value2);
System.out.println(java8Tester.sum(a,b));
}

public Integer sum(Optional<Integer> a, Optional<Integer> b){

// Optional.isPresent - 判断值是否存在

System.out.println("第一个参数值存在: " + a.isPresent());
System.out.println("第二个参数值存在: " + b.isPresent());

// Optional.orElse - 如果值存在,返回它,否则返回默认值
Integer value1 = a.orElse(new Integer(0));

//Optional.get - 获取值,值需要存在
Integer value2 = b.get();
return value1 + value2;
}
}

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:

  1. 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。

  2. 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。

  3. 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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalTime;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.Month;

public class Java8Tester {
public static void main(String args[]){
Java8Tester java8tester = new Java8Tester();
java8tester.testLocalDateTime();
}

public void testLocalDateTime(){

// 获取当前的日期时间
LocalDateTime currentTime = LocalDateTime.now();
System.out.println("当前时间: " + currentTime);

LocalDate date1 = currentTime.toLocalDate();
System.out.println("date1: " + date1);

Month month = currentTime.getMonth();
int day = currentTime.getDayOfMonth();
int seconds = currentTime.getSecond();

System.out.println("月: " + month +", 日: " + day +", 秒: " + seconds);

LocalDateTime date2 = currentTime.withDayOfMonth(10).withYear(2012);
System.out.println("date2: " + date2);

// 12 december 2014
LocalDate date3 = LocalDate.of(2014, Month.DECEMBER, 12);
System.out.println("date3: " + date3);

// 22 小时 15 分钟
LocalTime date4 = LocalTime.of(22, 15);
System.out.println("date4: " + date4);

// 解析字符串
LocalTime date5 = LocalTime.parse("20:15:30");
System.out.println("date5: " + date5);
}
}

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:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23

import java.time.ZonedDateTime;
import java.time.ZoneId;

public class Java8Tester {
public static void main(String args[]){
Java8Tester java8tester = new Java8Tester();
java8tester.testZonedDateTime();
}

public void testZonedDateTime(){

// 获取当前时间日期
ZonedDateTime date1 = ZonedDateTime.parse("2015-12-03T10:15:30+05:30[Asia/Shanghai]");
System.out.println("date1: " + date1);

ZoneId id = ZoneId.of("Europe/Paris");
System.out.println("ZoneId: " + id);

ZoneId currentZone = ZoneId.systemDefault();
System.out.println("当期时区: " + currentZone);
}
}

参考资料

Your browser is out-of-date!

Update your browser to view this website correctly. Update my browser now

×