java8 新特性
2016-05-23 21:09:01 最后更新: 2016-05-24 10:20:29 访问数量：799
概述
众所周知，java 有两个最具革命性的版本，一个是 java1.5 一个是 java1.8，上一篇日志中，我们介绍了 java5 也就是 java1.5 版本更新的十余个最具重要性的更新：
本篇日志中，我们就来介绍一下 java1.8 的新特性
Lambda 表达式
基本介绍
Lambda 表达式的加入可以说是 java8 最大的变化，也是最受期待的 java 语法上的改变
随着近年来很多函数式语言的持续升温，尤其是 Scala 这种多范式语言的兴起，Scala 中常用的 Lambda 表达式也被推崇有加
Lambda 表达式是一个匿名函数，直接应用于代码中进行推算，可以用来表示一个闭包
所谓的“闭包”，指的就是可以包含自由变量的代码块，代码块中包含的自由变量并没有在定义是绑定任何对象，他们也不是在这个代码块内或任何全局上下文中定义的，而是在代码块环境中定义的局部变量，这个特性在很多种语言上都有着不同程度的支持
这里简单叙述的闭包概念看起来和传统意义上的函数非常类似，事实上这是完全不对的，所谓的闭包指的是一个代码块，十分类似于传统意义上的函数，但是这个局部的代码块必须是可以嵌套定义的，以及可以访问到他上级函数的局部变量
比如下面这个 C 语言中会报错的例子：
int main() {
int a[6] = {1, 4, 2, 3, 8, 6};
return compare() {
return a[0] - a[5];
}
}
首先，C、C++ 中不支持嵌套定义函数，其次，函数中不能访问函数外的变量，因此上面这段闭包的代码是无法编译通过的
java 中 Lambda 表达式的语法
java 中 Lambda 表达式的形式十分简单，他由都好分割的参数列表、-> 符号与函数体三部分表示：
Arrays.asList("a", "b", "d").sort((String e1, String e2) -> {
int result = e1.compareTo(e2);
return result;
});
这里使用了 return 语句，但作为闭包的匿名函数却没有声明返回类型，编译器会自动根据 return 的参数设定这个匿名函数的返回类型
实际上，在循环遍历 ArrayList 的情况下，Lambda 表达式更加常用：
Arrays.asList("a", "b", "d").forEach((String e) -> {
System.out.print(e);
System.out.print(e);
});
与返回类型一样，你也可以省去参数列表中的类型声明而让编译器自动判断，甚至如果你的函数体只有一行，你也可以省去大括号：
Arrays.asList("a", "b", "d").forEach(e -> System.out.println(e));
之前的例子也可以简化成
Arrays.asList("a", "b", "d").sort((e1, e2) -> e1.compareTo(e2));
正如上面所说，闭包中可以引用闭包外的局部变量
函数接口
Lambda 表达式的另一个支持是函数接口
“函数接口”这个概念是 java8 新引入的概念，他指的是只有一个显式声明的方法的接口，你可以使用 @FunctionalInterface 将只有一个显式方法的接口声明为一个函数接口，一旦添加这个注解，则意味着你的接口不能再放入另一个方法，当然，由于接口可以继承自其它接口，因此，他继承了父接口中的所有方法，这也就意味着，子接口与父接口中的方法数之和只能刚好是 1，然而，由于所有的接口都继承自 Object 类，所以接口中你也可以显式声明额外的 equals、hashCode、toString 方法
你可以用一个 Lambda 表达式为一个函数接口赋值：
@FunctionalInterface
interface SaySomething {
void say();
}
public class ForTest {
SaySomething saySomething = () -> { System.out.println("Hello World!"); };
saySomething.say();
}
上面已经介绍了 Lambda 表达式的基本语法，这里就不过多介绍各种参数及返回值的情况了
jdk1.8 中定义了三个常用的函数接口，十分实用，分别是有返回值、无返回值及返回 boolean 类型的函数接口：
@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {
R apply(T t);
}
@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {
void accept(T t);
}
@FunctionalInterface
public interface Predicate<T> {
boolean test(T t);
}
现在，你可以十分方便的声明一个线程：
Thread gaoDuanDaQiShangDangCi = new Thread(() -> {
System.out.println("This is from an anonymous method (lambda exp).");
});
方法引用
java8 对于类中的某个静态方法（包括构造器）或静态成员的方法，都可以使用方法引用的新语法来简化调用
下面我们通过一个 Lambda 表达式和一个方法引用的例子做对比来展示方法引用的用法：
实例方法引用
上面例子中的 Lambda 表达式可以简化成：
Arrays.asList("a", "b", "d").forEach(e -> System.out.println(e));
Arrays.asList("a", "b", "d").forEach(System.out::println);
由于 out 是 System 的静态成员变量，因此，可以直接通过 :: 符号引用他的成员方法
参数方法引用
也可以直接引用参数的成员方法：
persons.forEach(person -> person.eat());
persons.forEach(Person::eat);
静态方法引用
对于类静态方法，也可以直接使用 :: 符号来进行引用，与实例方法引用非常类似：
Comparator<Integer> c2 = (x, y) -> Integer.compare(x, y);
Comparator<Integer> c1 = Integer::compare;
上面例子中的两个语句是完全一样的
构造器引用：
Lambda 表达式中的参数可以直接作为构造器参数进行构造器引用
strList.stream().map(s -> new Integer(s));
strList.stream().map(Integer::new);
默认方法
概述
java8 中，接口可以声明默认的方法实现了，这被称为“默认方法”，这样的方法必须在前面加上 default 关键字
public interface MyInterf {
String m1();
default String m2() {
return "Hello default method!";
}
}
这让接口看起来更像是抽象类了，这与 java 诞生之初的设计初衷产生了矛盾，java 之所以不允许多重继承，以及接口诞生的一个原因正是因为 C++ 中多重继承引起的各种复杂的问题
这一次，java8 对 Collection、Comparator 等老接口添加了很多新方法，又不能强制修改所有这些老接口的实现，只能做出这样的妥协
解决冲突
随之而来，java 的某个类在实现多个接口的时候，又出现了新的问题，如果两个接口中都定义了完全一样的方法，同时有都为他们各自的这个方法添加了默认实现，那么实现类中的又不对相应方法采取自定义的实现，那么显然，这就会发生冲突，如果实现类中需要使用某个父接口的默认实现，就要使用下面的语法了：
interface Base1 {
default public void hello() {
System.out.println("Hello Base1");
}
}
interface Base2 {
default public void hello() {
System.out.println("Hello Base2");
}
}
public class Sub implements Base1, Base2 {
public void hello() {
Base1.super.hello(); //使用Base1的实现
}
}
静态默认方法
java8 中，接口也因此可以有静态方法的实现，静态接口的默认实现无需添加 default 关键字：
public interface MyInterf {
String m1();
default String m2() {
return "Hello default method!";
}
static String m3() {
return "Hello static method in Interface!";
}
}
注解的扩展
java8 中，几乎可以为任何东西添加注解：局部变量、泛型类、父类与接口的实现，就连方法的异常也能添加注解
反射获取参数名
java8 中，通过反射机制，可以获取到参数名了，而在此之前，由于参数名不会保留在 java 字节码中，所以在运行时是无法取得的
想要利用这个新特性，就需要在编译中添加 -parameters 参数，可以在 maven 中配置：
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
<version>3.1</version>
<configuration>
<compilerArgument>-parameters</compilerArgument>
<source>1.8</source>
<target>1.8</target>
</configuration>
</plugin>
运行下面的代码：
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Parameter;
public class ParameterNames {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Method method = ParameterNames.class.getMethod( "main", String[].class );
for( final Parameter parameter: method.getParameters() ) {
System.out.println( "Parameter: " + parameter.getName() );
}
}
}
如果没有配置 -parameters 参数，则会输出：
Parameter: arg0
如果配置了 -parameters 参数，则会输出：
Parameter: args
此外，Parameter类有一个很方便的方法isNamePresent()来验证是否可以获取参数的名字
Optional
java8 增加了 Optional 类，他是一个简单的容器，包含一个泛型元素或 null，用来防止抛出 NullPointerException 异常，这是受到 Google Guava 类库启发而诞生的新特性
下面的代码展示了他的用法：
Optional< String > fullName = Optional.ofNullable(null);
System.out.println("Full Name is set? " + fullName.isPresent());
System.out.println("Full Name: " + fullName.orElseGet(() -> "[none]"));
System.out.println(fullName.map(s -> "Hey " + s + "!").orElse("Hey Stranger!"));
输出了：
Full Name is set? false
Full Name: [none]
Hey Stranger!
在数据库查询等方面具有非常实用的价值
Stream
Stream 类库（java.util.stream）的添加，将真正的函数式编程风格引入到了 java 中，让代码变得极其简洁
基本用法示例
下面的例子展示了如何将一个 ArrayList 中的所有元素的 id 组合到一个 Set 中：
Set<Integer> idSet = dataInfoSet
.stream()
.map(dataInfo -> dataInfo.getId()).collect(Collectors.toSet());
更加复杂的，比如我们要计算一个 task 的 List 中所有状态为 OPEN 的任务积分之和，我们调用每个 task 的 getPoints 方法获取积分，使用 Stream 的方式，你可以看到下面的代码：
final long totalPointsOfOpenTasks = tasks
.stream()
.filter(task -> task.getStatus() == Status.OPEN)
.mapToInt(Task::getPoints)
.sum();
System.out.println("Total points: " + totalPointsOfOpenTasks);
输出了：
Total points: 18
接下来，我们计算整个集合中每个 task 的分数平均值：
final Collection< String > result = tasks
.stream() // Stream< String >
.mapToInt( Task::getPoints ) // IntStream
.asLongStream() // LongStream
.mapToDouble( points -> points / totalPoints ) // DoubleStream
.boxed() // Stream< Double >
.mapToLong( weigth -> ( long )( weigth * 100 ) ) // LongStream
.mapToObj( percentage -> percentage + "%" ) // Stream< String>
.collect( Collectors.toList() ); // List< String >
System.out.println( result );
输出了：
[19%, 50%, 30%]
实现并发
Stream 可以原生实现并发：
final double totalPoints = tasks
.stream()
.parallel()
.map(task -> task.getPoints()) // or map(Task::getPoints)
.reduce(0, Integer::sum);
System.out.println( "Total points (all tasks): " + totalPoints );
输出了：
Total points (all tasks): 26.0
这个例子和上面的例子很像，但他是用并发的方式实现的，使用 reduce 方法收集结果
分组
stream 结合 Collectors 的 groupingBy 方法可以实现分组功能：
final Map<Status, List<Task>> map = tasks
.stream()
.collect(Collectors.groupingBy(Task::getStatus));
System.out.println(map);
输出了：
{CLOSED=[[CLOSED, 8]], OPEN=[[OPEN, 5], [OPEN, 13]]}
Base64
java8 中首次将 Base64 收入标准 java 类库中，实现了非常简单的 Base64 编解码的使用方法：
final String text = "Base64 finally in Java 8!";
final String encoded = Base64
.getEncoder()
.encodeToString(text.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
System.out.println(encoded);
final String decoded = new String(Base64.getDecoder().decode(encoded),
StandardCharsets.UTF_8);
System.out.println(decoded);
输出了：
QmFzZTY0IGZpbmFsbHkgaW4gSmF2YSA4IQ==
Base64 finally in Java 8!
日期、时间
java 对日期时间的处理一直以来饱受诟病，也因此催生了 Joda-Time 项目来简化日期时间的处理，java8 汲取了 Joda-Time 的精髓，诞生了 java.time 包
并行与并发
在并行与并发方面，java8 做了很大的改进，如我们前面提到的在 Stream、Lambda 表达式的基础上，可以轻松实现并行处理
同时，java 为 java.util.Arrays 提供了多个 parallelXXX 方法，可是实现自动的并行执行，如排序、设置值等，java.util.concurrent.ConcurrentHashMap 也加入了很多用于并发处理的聚集操作方法
java8 在 java.util.concurrent.ForkJoinPool 类中加入了一些新方法用来支持共有资源池（common pool）
新增的java.util.concurrent.locks.StampedLock类提供一直基于容量的锁，这种锁有三个模型来控制读写操作
在java.util.concurrent.atomic包中还增加了下面这些类：
- DoubleAccumulator
- DoubleAdder
- LongAccumulator
- LongAdder
后面，博主会有专门介绍 java 并发机制及使用的详细介绍博文，敬请期待
类依赖分析器
java8 提供了一个新的工具，用来分析一个 class 文件、目录或 jar 包的依赖
如执行：
jdeps org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar
会输出：
org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar -> C:\Program Files\Java\jdk1.8.0\jre\lib\rt.jar
org.springframework.core (org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar)
-> java.io
-> java.lang
-> java.lang.annotation
-> java.lang.ref
-> java.lang.reflect
-> java.util
-> java.util.concurrent
-> org.apache.commons.logging not found
-> org.springframework.asm not found
-> org.springframework.asm.commons not found
org.springframework.core.annotation (org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar)
-> java.lang
-> java.lang.annotation
-> java.lang.reflect
-> java.util
JVM 新特性
在 java7 移除永久代 String 对象的常量池以后，java8 中将永久代 PermGen 空间彻底移除，取而代之的是元空间 Metaspace，它存储 java 类元数据，通过 -XX:MetaSpaceSize 与 -XX:MaxMetaspaceSize 参数设置他的大小
如果依然设置了 -XX:PermSize 与 -XX:MaxPermSize 选项，java 并不会报错，但是会忽略这两个选项的值
其他
String 的 join 方法
String 提供了 join 方法：
public static String join(CharSequence delimiter, CharSequence... elements) {
Objects.requireNonNull(delimiter);
Objects.requireNonNull(elements);
// Number of elements not likely worth Arrays.stream overhead.
StringJoiner joiner = new StringJoiner(delimiter);
for (CharSequence cs: elements) {
joiner.add(cs);
}
return joiner.toString();
}
实现了类似于 php 中的 implode 方法，将一组字符串连接为一个分隔符分隔的字符串
List<String> slist = Arrays.asList("hello", "world");
System.out.println(String.join(",", slist));
输出了：
hello,world
