java8新特性,你有用起來了嗎？(精編)

 

2019年9月19日java13已正式發布，感嘆java社區強大，經久不衰。由於國內偏保守，新東西總要放一放，讓其他人踩踩坑，等穩定了才會去用。並且企業目的還是賺錢，更不會因為一個新特性去重構代碼，再開發一套程序出來。甚者國內大多傳統企業還在用java4 、5、6…

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今天講一講 java8 的新特性，Java 8 (又稱為 jdk 1.8) 是 Java 語言開發的一個主要版本。Oracle 公司於 2014 年 3 月 18 日發布 Java 8 ，它支持函數式編程，新的日期 API，新的Stream API 等。是Java5之后一個大的版本升級，讓Java語言和庫仿佛獲得了新生,核心新特性包含:

• Java8 函數式接口− 函數式接口(Functional Interface)就是一個有且僅有一個抽象方法，但是可以有多個非抽象方法的接口。函數式接口可以被隱式轉換為 lambda 表達式。

• Lambda 表達式 − Lambda 允許把函數作為一個方法的參數（函數作為參數傳遞到方法中）。

• 默認方法 − 默認方法就是一個在接口里面有了一個實現的方法。

• 方法引用 − 方法引用提供了非常有用的語法，可以直接引用已有Java類或對象（實例）的方法或構造器。與lambda聯合使用，方法引用可以使語言的構造更緊湊簡潔，減少冗余代碼。

• Stream API −新添加的Stream API（java.util.stream） 把真正的函數式編程風格引入到Java中。

• Date Time API − 加強對日期與時間的處理。

• Optional 類 − Optional 類已經成為 Java 8 類庫的一部分，用來解決空指針異常。

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一. 函數式接口

函數式接口(Functional Interface)就是一個有且僅有一個抽象方法，但是可以有多個非抽象方法的接口。
函數式接口可以被隱式轉換為 lambda 表達式。

JDK 1.8 之前已有的函數式接口:

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 新增加的函數接口：

java.util.function

這里說一下@FunctionalInterface注解，這個注解是java8新出得一個注解。

我們常用的一些接口Callable、Runnable、Comparator等在JDK8中都添加了@FunctionalInterface注解。

追蹤源碼查看@FunctionalInterface注解javadoc

通過JDK8源碼javadoc，可以知道這個注解有以下特點：

• 該注解只能標記在”有且僅有一個抽象方法”的接口上。

• JDK8接口中的靜態方法和默認方法，都不算是抽象方法。

• 接口默認繼承Java.lang.Object，所以如果接口顯示聲明覆蓋了Object中方法，那么也不算抽象方法。

• 該注解不是必須的，如果一個接口符合”函數式接口”定義，那么加不加該注解都沒有影響。加上該注解能夠更好地讓編譯器進行檢查。如果編寫的不是函數式接口，但是加上了@FunctionInterface，那么編譯器會報錯。

@FunctionalInterface標記在接口上，“函數式接口”是指僅僅只包含一個抽象方法的接口。

如果一個接口中包含不止一個抽象方法，那么不能使用@FunctionalInterface，編譯會報錯。

比如下面這個接口就是一個正確的函數式接口：

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二. 默認方法

簡單說，默認方法就是接口可以有實現方法，而且不需要實現類去實現其方法。

我們只需在方法名前面加個 default 關鍵字即可實現默認方法。

為什么要有這個特性？

首先，之前的接口是個雙刃劍，好處是面向抽象而不是面向具體編程，缺陷是，當需要修改接口時候，需要修改全部實現該接口的類，目前的 java 8 之前的集合框架沒有 foreach 方法，通常能想到的解決辦法是在JDK里給相關的接口添加新的方法及實現。然而，對於已經發布的版本，是沒法在給接口添加新方法的同時不影響已有的實現。所以引進的默認方法。他們的目的是為了解決接口的修改與現有的實現不兼容的問題。

這里值得注意的是，我們知道java中一個類可以實現多個接口 如果多個接口中有同名同參同返回值得默認方法需要我們在實現類重寫該方法，否則會編譯報錯。

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三. lambda表達式

這是java8的一大重要特性，我們知道java是面向對象語言，把行為封裝成一個對象是我們根深蒂固的java編程思想，但是lambda正好反其道而行之，是一種面向過程的編程思想。

不在贅述更多模糊，概念的含義，大家現在有這樣的一個認識就可以了。下面我會用例子帶入大家。
能夠接收Lambda表達式的參數類型,是一個有且僅有一個抽象方法，但是可以有多個非抽象方法的接口。“函數接口”。可以頂替匿名內部類。

語法：

(parameters) -> expression或(parameters) ->{ statements; }

以下是lambda表達式的重要特征:

• 可選類型聲明：不需要聲明參數類型，編譯器可以統一識別參數值。

• 可選的參數圓括號：一個參數無需定義圓括號，但多個參數需要定義圓括號。

• 可選的大括號：如果主體包含了一個語句，就不需要使用大括號。

• 可選的返回關鍵字：如果主體只有一個表達式返回值則編譯器會自動返回值，大括號需要指定明表達式返回了一個數值。

老版本Java中排列字符串

Collections.sort(names, new Comparator<String>() {
    @Override
    public int compare(String a, String b) {
        return b.compareTo(a);
    }
});

 

只需要給靜態方法 Collections.sort 傳入一個List對象以及一個比較器來按指定順序排列。通常做法都是創建一個匿名的比較器對象然后將其傳遞給sort方法。

在Java 8 中你就沒必要使用這種傳統的匿名對象的方式了，直接上lambda：

Collections.sort(names, (String a, String b) -> {
    return b.compareTo(a);
});

 

看到了吧，代碼變得更段且更具有可讀性，但是實際上還可以寫得更短：

Collections.sort(names, (String a, String b) -> b.compareTo(a));

 

對於函數體只有一行代碼的，你可以去掉大括號{}以及return關鍵字，但是你還可以寫得更短點：

Collections.sort(names, (a, b) -> b.compareTo(a));

 

據官方文檔中介紹Java編譯器可以自動推導出參數類型,可以不寫，但是這里我還是建議大家寫出參數類型，方便代碼被其他人閱讀時候的可讀性。自己反過來查看代碼也有幫助。

總結：

缺點 : 學習成本稍高，剛開始接觸不容易理解，並需要反復練習。

優點 : lambda表達式讓我們可以把一個方法當成參數傳遞進另一個方法，頂替匿名內部類消除了樣板式代碼。並讓我們的代碼看起來更加簡潔、干凈。

並且lambda表達式可以在結合很多地方使用。下面涉及我會再分析。總的來說lambda表達式還是值得我們學習的。

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四. stream流

Java 8 API添加了一個新的抽象稱為流Stream，可以讓你以一種聲明的方式處理數據。

Stream 使用一種類似用 SQL 語句從數據庫查詢數據的直觀方式來提供一種對 Java 集合運算和表達的高階抽象。

Stream API可以極大提高Java程序員的生產力，讓程序員寫出高效率、干凈、簡潔的代碼。

這種風格將要處理的元素集合看作一種流， 流在管道中傳輸， 並且可以在管道的節點上進行處理， 比如篩選， 排序，聚合等。

元素流在管道中經過中間操作（intermediate operation）的處理，最后由最終操作(terminal operation)得到前面處理的結果。

什么是stream?

Stream（流）是一個來自數據源的元素隊列並支持聚合操作。

元素是特定類型的對象，形成一個隊列。Java中的Stream並不會存儲元素，而是按需計算。

數據源 流的來源。可以是集合，數組，I/O channel， 產生器generator 等。

聚合操作 類似SQL語句一樣的操作， 比如filter, map, reduce, find, match, sorted等。

和以前的Collection操作不同， Stream操作還有兩個基礎的特征：

Pipelining: 中間操作都會返回流對象本身。這樣多個操作可以串聯成一個管道， 如同流式風格（fluent style）。這樣做可以對操作進行優化， 比如延遲執行(laziness)和短路( short-circuiting)。

內部迭代：以前對集合遍歷都是通過Iterator或者For-Each的方式, 顯式的在集合外部進行迭代， 這叫做外部迭代。Stream提供了內部迭代的方式， 通過訪問者模式(Visitor)實現。

在 Java 8 中, 集合接口有兩個方法來生成流：

stream() − 為集合創建串行流。

parallelStream() − 為集合創建並行流。

API：

forEach() Stream 提供了新的方法 ‘forEach’ 來迭代流中的每個數據,以下代碼片段使用 forEach 輸出了10個隨機數：

limit() 方法用於獲取指定數量的流,以下代碼片段使用 limit 方法打印出 10 條數據：

map() 方法用於映射每個元素到對應的結果, 以下代碼片段使用 map 輸出了元素對應的平方數：

distinct() 去重 需要實現hascCode和equase方法

filter() 方法用於通過設置的條件過濾出元素。以下代碼片段使用 filter 方法過濾出空字符串：

sorted 方法用於對流進行排序。以下代碼片段使用 sorted 方法對輸出的 10 個隨機數進行排序：

並行(parallel)程序

parallelStream 是流並行處理程序的代替方法。以下實例我們使用 parallelStream 來輸出空字符串的數量：

Collectors 結合 collect()方法后使用 Collectors.joining(String 分隔符) Collectors.toList()變為集合
Collectors 類實現了很多歸約操作，例如將流轉換成集合和聚合元素。Collectors 可用於返回列表或字符串：

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五. 方法引用

方法引用通過方法的名字來指向一個方法。

方法引用可以使語言的構造更緊湊簡潔，減少冗余代碼。

方法引用使用一對冒號 :: 。

下面，我們在 Car 類中定義了 4 個方法作為例子來區分 Java 中 4 種不同方法的引用。

構造器引用：它的語法是Class::new，或者更一般的Class< T >::new實例如下：

      finalCarcar=Car.create(Car::new);

      finalList<Car>cars=Arrays.asList(car);

 

靜態方法引用：它的語法是Class::static_method，實例如下：

      cars.forEach(Car::collide);

 

特定類的任意對象的方法引用：它的語法是Class::method實例如下：

      cars.forEach(Car::repair);

 

特定對象的方法引用：它的語法是instance::method實例如下：

      finalCarpolice = Car.create(Car::new);

             cars.forEach(police::follow);

 

方法引用實例
在 Java8Tester.java 文件輸入以下代碼：

實例中我們將 System.out::println 方法作為靜態方法來引用。

執行以上腳本，輸出結果為：

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六. 日期時間 API

Java 8通過發布新的Date-Time API (JSR 310)來進一步加強對日期與時間的處理。

因為Java的Date，Calendar類型使用起來並不是很方便，而且Date類(據說)有着線程不安全等諸多弊端。同時若不進行封裝，會在每次使用時特別麻煩。於是Java8推出了線程安全、簡易、高可靠的時間包。並且數據庫中也支持LocalDateTime類型，在數據存儲時候使時間變得簡單。Java8這次新推出的包括三個相關的時間類型：LocalDateTime年月日十分秒；LocalDate日期；LocalTime時間；三個包的方法都差不多。

列出常用api，詳細的使用網上大片，大家自行查找：

//獲取當前時間的LocalDateTime對象
//LocalDateTime.now();

//根據年月日構建LocalDateTime
//LocalDateTime.of(); 

//比較日期先后
//LocalDateTime.now().isBefore(),
//LocalDateTime.now().isAfter(),

 

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七. Optional 類

Optional不是對null關鍵字的一種替代，而是對於null判定提供了一種更加優雅的實現。

NullPointException可以說是所有java程序員都遇到過的一個異常，雖然java從設計之初就力圖讓程序員脫離指針的苦海，但是指針確實是實際存在的，而java設計者也只能是讓指針在java語言中變得更加簡單、易用，而不能完全的將其剔除，所以才有了我們日常所見到的關鍵字null。

空指針異常是一個運行時異常，對於這一類異常，如果沒有明確的處理策略，那么最佳實踐在於讓程序早點掛掉，但是很多場景下，不是開發人員沒有具體的處理策略，而是根本沒有意識到空指針異常的存在。

當異常真的發生的時候，處理策略也很簡單，在存在異常的地方添加一個if語句判定即可,但是這樣的應對策略會讓我們的程序出現越來越多的null判定，我們知道一個良好的程序設計，應該讓代碼中盡量少出現null關鍵字，而java8所提供的Optional類則在減少NullPointException的同時，也提升了代碼的美觀度。但首先我們需要明確的是，它並 不是對null關鍵字的一種替代，而是對於null判定提供了一種更加優雅的實現，從而避免NullPointException。

1). 直觀感受

假設我們需要返回一個字符串的長度，如果不借助第三方工具類，我們需要調用str.length()方法：

if(null == str) { // 空指針判定

return 0;

}

return str.length();

 

如果采用Optional類，實現如下：

return Optional.ofNullable(str).map(String::length).orElse(0)

Optional的代碼相對更加簡潔，當代碼量較大時，我們很容易忘記進行null判定，但是使用Optional類則會避免這類問題。

2). 基本使用

1.對象創建

Optional<String> optStr = Optional.empty();

上面的示例代碼調用empty()方法創建了一個空的Optional對象型。

創建對象：不允許為空
Optional提供了方法of()用於創建非空對象，該方法要求傳入的參數不能為空，否則拋NullPointException，示例如下：

// 當str為null的時候，將拋出NullPointException
Optional<String> optStr = Optional.of(str);

2. 創建對象：允許為空

如果不能確定傳入的參數是否存在null值的可能性，則可以用Optional的ofNullable()方法創建對象，如果入參為null，則創建一個空對象。示例如下：

// 如果str是null，則創建一個空對象
Optional<String> optStr = Optional.ofNullable(str);

3.流式處理

流式處理也是java8給我們帶來的一個重量級新特性，讓我們對集合的操作變得更加簡潔和高效。

這里Optional也提供了兩個基本的流失處理：映射和過濾。

為了演示，我們設計了一個User類，如下：

public class User {


/** 用戶編號 */

private long id;

private String name;

private int age;

private Optional<Long> phone;

private Optional<String> email;

public User(String name, int age) {

this.name = name;

this.age = age;

}


// 省略setter和getter

}

 

手機和郵箱不是一個人的必須有的，所以我們利用Optional定義。

映射：map與flatMap

映射是將輸入轉換成另外一種形式的輸出的操作

比如前面例子中，我們輸入字符串，而輸出的是字符串的長度，這就是一種隱射，我們利用方法map()得以實現。假設我們希望獲得一個人的姓名，那么我們可以如下實現：

String name = Optional.ofNullable(user).map(User::getName).orElse("no name");

 

這樣當入參user不為空的時候則返回其name，否則返回no name

如果我們希望通過上面方式得到phone或email，利用上面的方式則行不通了，因為map之后返回的是Optional，我們把這種稱為Optional嵌套，我們必須在map一次才能拿到我們想要的結果：

long phone = optUser.map(User::getPhone).map(Optional::get).orElse(-1L);

 

其實這個時候，更好的方式是利用flatMap，一步拿到我們想要的結果：

long phone = optUser.flatMap(User::getPhone).orElse(-1L);

過濾：fliter

iliter，顧名思義是過濾的操作，我們可以將過濾操作做為參數傳遞給該方法，從而實現過濾目的

假如我們希望篩選18周歲以上的成年人，則可以實現如下：

optUser.filter(u -> u.getAge() >= 18).ifPresent(u -> System.out.println("Adult:" + u));

4.默認行為

默認行為是當Optional為不滿足條件時所執行的操作，比如在上面的例子中我們使用的orElse()就是一個默認操作，用於在Optional對象為空時執行特定操作，當然也有一些默認操作是當滿足條件的對象存在時執行的操作。

get()

get用於獲取變量的值，但是當變量不存在時則會拋出NoSuchElementException，所以如果不確定變量是否存在，則不建議使用

orElse(Tother)

當Optional的變量不滿足給定條件時，則執行orElse，比如前面當str為null時，返回0。

orElseGet(Supplier<? extends X> expectionSupplier)

如果條件不成立時，需要執行相對復雜的邏輯，而不是簡單的返回操作，則可以使用orElseGet實現：

long phone = optUser.map(User::getPhone).map(Optional::get).orElseGet(() -> {

// do something here

return -1L;

});

 orElseThrow(Supplier<? extends X> expectionSupplier)

與get()方法類似，都是在不滿足條件時返回異常，不過這里我們可以指定返回的異常類型。

ifPresent(Consumer<? super T>)

當滿足條件時執行傳入的參數化操作。

3). 注意事項

Optional是一個final類，未實現任何接口，所以當我們在利用該類包裝定義類的屬性的時候，如果我們定義的類有序列化的需求，那么因為Optional沒有實現Serializable接口，這個時候執行序列化操作就會有問題：

public class User implements Serializable{


/** 用戶編號 */

private long id;

private String name;

private int age;

 private Optional<Long> phone;  // 不能序列化

private Optional<String> email;  // 不能序列化

不過我們可以采用如下替換策略：

private long phone;

public Optional<Long> getPhone() {

return Optional.ofNullable(this.phone);

}

今天分享到此結束，通過本篇文章了解java8的新特性不僅強大而且感覺很多地方都能馬上使用起來，比如通過stream流處理集合數據結合lambda寫出高效、干凈、簡潔的代碼，通過Optional類優雅的處理NPE。rd們裝X的最高境界就是寫一手其他rd們看不懂又覺得很高大上的代碼了吧。哈哈哈。。。本着學習的態度，如果文章內有出入地方請指出，看到留言后我會和大家討論學習。