Java8新特性

Java 8新特性简介

• Java 8 (又称为 jdk 1.8) 是 Java 语言开发的一个主要版本。
• Java 8 是oracle公司于2014年3月发布，可以看成是自Java 5 以 来最具革命性的版本。Java 8为Java语言、编译器、类库、开发 工具与JVM带来了大量新特性

• 速度更快
• 代码更少(增加了新的语法：Lambda 表达式)
• 强大的 Stream API
• 便于并行
• 最大化减少空指针异常：Optional
• Nashorn引擎，允许在JVM上运行JS应用

并行流与串行流

• 并行流就是把一个内容分成多个数据块，并用不同的线程分别处理每个数 据块的流。相比较串行的流，并行的流可以很大程度上提高程序的执行效率。
• Java 8 中将并行进行了优化，我们可以很容易的对数据进行并行操作。 Stream API 可以声明性地通过 parallel() 与 sequential() 在并行流与顺序流 之间进行切换。

Lambda表达式

为什么使用 Lambda 表达式

• Lambda 是一个匿名函数，我们可以把 Lambda 表达式理解为是一段可以 传递的代码（将代码像数据一样进行传递）。使用它可以写出更简洁、更 灵活的代码。作为一种更紧凑的代码风格，使Java的语言表达能力得到了 提升。

• 从匿名类到 Lambda 的转换举例1

• 从匿名类到 Lambda 的转换举例2

• Lambda 表达式：
  • 在Java 8 语言中引入的一种新的语法元素和操作符。这个操作符为 “->” ， 该操作符被称为 Lambda 操作符 或箭头操作符。它将 Lambda 分为两个部分：
    • 左侧：指定了 Lambda 表达式需要的参数列表
    • 右侧：指定了 Lambda 体，是抽象方法的实现逻辑，也即 Lambda 表达式要执行的功能。

类型推断

• 上述 Lambda 表达式中的参数类型都是由编译器推断得出的。Lambda 表达式中无需指定类型，程序依然可以编译，这是因为 javac 根据程序 的上下文，在后台推断出了参数的类型。Lambda 表达式的类型依赖于 上下文环境，是由编译器推断出来的。这就是所谓的“类型推断”。

函数式(Functional)接口

什么是函数式(Functional)接口

• 只包含一个抽象方法的接口，称为函数式接口。
• 你可以通过 Lambda 表达式来创建该接口的对象。（若 Lambda 表达式 抛出一个受检异常(即：非运行时异常)，那么该异常需要在目标接口的抽 象方法上进行声明）。
• 我们可以在一个接口上使用 @FunctionalInterface 注解，这样做可以检 查它是否是一个函数式接口。同时 javadoc 也会包含一条声明，说明这个 接口是一个函数式接口。
• 在java.util.function包下定义了Java 8 的丰富的函数式接口

如何理解函数式接口

• Java从诞生日起就是一直倡导“一切皆对象”，在Java里面面向对象(OOP) 编程是一切。但是随着python、scala等语言的兴起和新技术的挑战，Java不得不做出调整以便支持更加广泛的技术要求，也即java不但可以支持OOP还 可以支持OOF（面向函数编程）
• 在函数式编程语言当中，函数被当做一等公民对待。在将函数作为一等公民的 编程语言中，Lambda表达式的类型是函数。但是在Java8中，有所不同。在 Java8中，Lambda表达式是对象，而不是函数，它们必须依附于一类特别的 对象类型——函数式接口。
• 简单的说，在Java8中，Lambda表达式就是一个函数式接口的实例。这就是 Lambda表达式和函数式接口的关系。也就是说，只要一个对象是函数式接口 的实例，那么该对象就可以用Lambda表达式来表示。
• 所以以前用匿名实现类表示的现在都可以用Lambda表达式来写。

函数式接口举例

自定义函数式接口

作为参数传递 Lambda 表达

• 作为参数传递 Lambda 表达式：为了将 Lambda 表达式作为参数传递，接收Lambda 表达式的参数类型必须是与该 Lambda 表达式兼容的函数式接口的类型。

Java 内置四大核心函数式接口

其他接口

方法引用与构造器引用

方法引用(Method References)

• 当要传递给Lambda体的操作，已经有实现的方法了，可以使用方法引用！
• 方法引用可以看做是Lambda表达式深层次的表达。换句话说，方法引用就 是Lambda表达式，也就是函数式接口的一个实例，通过方法的名字来指向 一个方法，可以认为是Lambda表达式的一个语法糖。
• 要求：实现接口的抽象方法的参数列表和返回值类型，必须与方法引用的 方法的参数列表和返回值类型保持一致！
• 格式：使用操作符 “::” 将类(或对象) 与 方法名分隔开来。
• 如下三种主要使用情况：
  • 对象::实例方法名
  • 类::静态方法名
  • 类::实例方法名

方法引用

• 注意：当函数式接口方法的第一个参数是需要引用方法的调用者，并且第二 个参数是需要引用方法的参数(或无参数)时：ClassName::methodName

构造器引用

• 格式： ClassName::new
• 与函数式接口相结合，自动与函数式接口中方法兼容。 可以把构造器引用赋值给定义的方法，要求构造器参数列表要与接口中抽象 方法的参数列表一致！且方法的返回值即为构造器对应类的对象。

数组引用

• 格式： type[] :: new

强大的Stream API

Stream API说明

• Java8中有两大最为重要的改变。第一个是 Lambda 表达式；另外一个则 是 Stream API。
• Stream API ( java.util.stream) 把真正的函数式编程风格引入到Java中。这 是目前为止对Java类库最好的补充，因为Stream API可以极大提供Java程 序员的生产力，让程序员写出高效率、干净、简洁的代码。
• Stream 是 Java8 中处理集合的关键抽象概念，它可以指定你希望对集合进 行的操作，可以执行非常复杂的查找、过滤和映射数据等操作。 使用 Stream API 对集合数据进行操作，就类似于使用 SQL 执行的数据库查询。 也可以使用 Stream API 来并行执行操作。简言之，Stream API 提供了一种 高效且易于使用的处理数据的方式。

为什么要使用Stream API

• 实际开发中，项目中多数数据源都来自于Mysql，Oracle等。但现在数 据源可以更多了，有MongDB，Radis等，而这些NoSQL的数据就需要 Java层面去处理。
• Stream 和 Collection 集合的区别：Collection 是一种静态的内存数据 结构，而 Stream 是有关计算的。前者是主要面向内存，存储在内存中， 后者主要是面向 CPU，通过 CPU 实现计算。

什么是 Stream

• Stream到底是什么呢？
• 是数据渠道，用于操作数据源（集合、数组等）所生成的元素序列。 “集合讲的是数据，Stream讲的是计算！”
• 注意：
  • Stream 自己不会存储元素。
  • Stream 不会改变源对象。相反，他们会返回一个持有结果的新Stream。
  • Stream 操作是延迟执行的。这意味着他们会等到需要结果的时候才执行。

Stream 的操作三个步骤

1. 创建 Stream
   • 一个数据源（如：集合、数组），获取一个流
2. 中间操作

• 一个中间操作链，对数据源的数据进行处理

3. 终止操作(终端操作)
   • 一旦执行终止操作，就执行中间操作链，并产生结果。之后，不会再被使用

创建 Stream方式一：通过集合

• Java8 中的 Collection 接口被扩展，提供了两个获取流 的方法：

  • default Stream stream() : 返回一个顺序流

  • default Stream parallelStream() : 返回一个并行流

创建 Stream方式二：通过数组

• Java8 中的 Arrays 的静态方法 stream() 可以获取数组流：
  • static Stream stream(T[] array): 返回一个流
• 重载形式，能够处理对应基本类型的数组：
  • public static IntStream stream(int[] array)
  • public static LongStream stream(long[] array)
  • public static DoubleStream stream(double[] array)

创建 Stream方式三：通过Stream的of()

• 可以调用Stream类静态方法 of(), 通过显示值创建一个 流。它可以接收任意数量的参数。
  • public static Stream of(T… values) : 返回一个流

创建 Stream方式四：创建无限流

• 可以使用静态方法 Stream.iterate() 和 Stream.generate(), 创建无限流。

  • 迭代 public static Stream iterate(final T seed, final UnaryOperator f)
  • 生成 public static Stream generate(Supplier s)

  @Test public void test4() { 
      // 迭代 
      // public static Stream iterate(final T seed, final 
      // UnaryOperator f) 
      Stream stream = Stream.iterate(0, x -> x + 2); stream.limit(10).forEach(System.out::println); 
      // 生成 
      // public static Stream generate(Supplier s) 
      Stream stream1 = Stream.generate(Math::random); stream1.limit(10).forEach(System.out::println); 
  }

Stream 的中间操作

• 多个中间操作可以连接起来形成一个流水线，除非流水线上触发终止 操作，否则中间操作不会执行任何的处理！而在终止操作时一次性全 部处理，称为“惰性求值”。

  1. 筛选与切片
  

  2. 映 射

     

  3. 排序

Stream 的终止操作

• 终端操作会从流的流水线生成结果。其结果可以是任何不是流的值，例 如：List、Integer，甚至是 void 。

• 流进行了终止操作后，不能再次使用。

  1. 匹配与查找

     

2. 归约

   
   • 备注：map 和 reduce 的连接通常称为 map-reduce 模式，因 Google 用它来进行网络搜索而出名。

3. 收集

   

   Collectors

• Collector 接口中方法的实现决定了如何对流执行收集的操作(如收集到 List、Set、 Map)。
• 另外， Collectors 实用类提供了很多静态方法，可以方便地创建常见收集器实例， 具体方法与实例如下表：

Optional类

• 到目前为止，臭名昭著的空指针异常是导致Java应用程序失败的最常见原因。 以前，为了解决空指针异常，Google公司著名的Guava项目引入了Optional类， Guava通过使用检查空值的方式来防止代码污染，它鼓励程序员写更干净的代 码。受到Google Guava的启发，Optional类已经成为Java 8类库的一部分。

• Optional 类(java.util.Optional) 是一个容器类，它可以保存类型T的值，代表 这个值存在。或者仅仅保存null，表示这个值不存在。原来用 null 表示一个值不 存在，现在 Optional 可以更好的表达这个概念。并且可以避免空指针异常。

• Optional类的Javadoc描述如下：这是一个可以为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。

• 到目前为止，臭名昭著的空指针异常是导致Java应用程序失败的最常见原因。 以前，为了解决空指针异常，Google公司著名的Guava项目引入了Optional类， Guava通过使用检查空值的方式来防止代码污染，它鼓励程序员写更干净的代 码。受到Google Guava的启发，Optional类已经成为Java 8类库的一部分。

• Optional 类(java.util.Optional) 是一个容器类，它可以保存类型T的值，代表 这个值存在。或者仅仅保存null，表示这个值不存在。原来用 null 表示一个值不 存在，现在 Optional 可以更好的表达这个概念。并且可以避免空指针异常。

• Optional类的Javadoc描述如下：这是一个可以为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。

@Test
public void test1() {
Boy b = new Boy("张三");
Optional<Girl> opt = Optional.ofNullable(b.getGrilFriend());
// 如果女朋友存在就打印女朋友的信息
opt.ifPresent(System.out::println);
}

@Test
public void test2() {
Boy b = new Boy("张三");
Optional<Girl> opt = Optional.ofNullable(b.getGrilFriend());
// 如果有女朋友就返回他的女朋友，否则只能欣赏“嫦娥”了
Girl girl = opt.orElse(new Girl("嫦娥"));
System.out.println("他的女朋友是：" + girl.getName());
}

@Test
public void test3(){
Optional<Employee> opt = Optional.of(new Employee("张三", 8888));
//判断opt中员工对象是否满足条件，如果满足就保留，否则返回空
Optional<Employee> emp = opt.filter(e -> e.getSalary()>10000);
System.out.println(emp);
}

@Test
public void test4(){
Optional<Employee> opt = Optional.of(new Employee("张三", 8888));
//如果opt中员工对象不为空，就涨薪10%
Optional<Employee> emp = opt.map(e -> 
{e.setSalary(e.getSalary()%1.1);return e;});
System.out.println(emp);