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Java之康庄大道

JDK 新特性

Oracle 对 Java 8 的官方支持时间持续到 2020 年 12 月，之后将不再为个人桌面用户提供 Oracle JDK 8 的修复更新。

不过，还会有很多第三方会通过 openjdk8 继续维护 jdk8.

Java 11 仅将提供长期支持服务（LTS, Long-Term-Support），还将作为 Java 平台的默认支持版本，并且会提供技术支持直至 2023 年 9 月，对应的补丁和安全警告等支持将持续至 2026 年。

目前 Oracle 官方最近版本是 JDK15，也就是不用注册 Oracle 账户就能下载的最新版，当然这是一个短期版本，下一个长期 LTS 版本将是今年 9 月份将要发布的 JDK17。

虽然官方已经不在修复更新 JDK8，但是 JDK8 仍然是具有里程碑意义的一个重要的 JDK 版本，也是多数人仍在使用的一个版本，所以我要讲的内容是JDK8、JDK11的新特性。

JDK8 新特性

1. Lambda表达式&函数式接口

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。

什么是函数式接口？

Lambda表达式需要函数式接口的支持。

函数式接口是指只有一个抽象方法的接口。

JDK8提供了注解@FunctionInterface在编译时校验函数式接口。

JDK内置的函数式接口在 java.util.function;

例如：Runnable 接口就是一个函数式接口：

/**
 * @author yx
 * @since 2021/2/2 15:18
 */
public class JDKRunnable {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        // 线程 1
        Runnable r1 = new Runnable() {
    
    
            @Override
            public void run() {
    
    
                System.out.println("JDK8之前的写法");
            }
        };
        // 线程 2
        Runnable r2 = () -> System.out.println("JDK8之后的写法");

        new Thread(r1).start();
        new Thread(r2).start();
    }
}

/**
 * 实现 treeSet 的比较器排序
 */
private void comparator() {
    
    
    // TreeSet 是一个有序的集合，它的作用是提供有序的Set集合。这是使用比较器排序。
    TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<>(new Comparator<String>() {
    
    
        @Override
        public int compare(String o1, String o2) {
    
    
            return o1.length() - o2.length();
        }
    });
    // Lambda表达式写法
    TreeSet<String> treeSet1 = new TreeSet<>((m, n) -> m.length() - n.length());
    // 方法引用写法
    TreeSet<String> treeSet2 = new TreeSet<>(Comparator.comparingInt(String::length));
}

方法引用介绍

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 ::

在我们使用Lambda表达式的时候，->右边部分是要执行的代码，即要完成的功能，可以把这部分称作Lambda体。有时候，当我们想要实现一个函数式接口的那个抽象方法，但是已经有类实现了我们想要的功能，这个时候我们就可以用方法引用来直接使用现有类的功能去实现。

引用方法

对象引用 :: 实例方法名
类名 :: 静态方法名
类名 :: 实例方法名

对象引用 :: 实例方法名
```
private static void method() {
      
      
    Consumer<String> consumer = System.out::println;
    consumer.accept("方法引用 1 之对象引用::实例方法名");
}
```
System.out就是一个PrintStream类型的对象引用，而println则是一个实例方法名，需要注意的是没有括号的哟。其中Consumer是Java内置函数式接口，下面的例子用到的都是Java内置函数式接口。Consumer中的唯一抽象方法accept方法参数列表与println方法的参数列表相同，都是接收一个String类型参数。

类名::静态方法名

private static void method() {
      
      
    Function<Integer, Integer> f = Math::abs;
    final Integer apply = f.apply(-3);
    System.out.println(apply);
}

Math是一个类而abs为该类的静态方法。Function中的唯一抽象方法apply方法参数列表与abs方法的参数列表相同，都是接收一个Integer类型参数。

类名::实例方法名
```
private static void method() {
      
      
    BiPredicate<String, String> n = String::equals;
    final boolean test = n.test("aaa", "bbb");
    System.out.println(test);
}
```
String是一个类而equals为该类的定义的实例方法。BiPredicate中的唯一抽象方法test方法参数列表与equals方法的参数列表相同，都是接收两个String类型参数。

引用构造器

private static void method() {
    
    
    Function<Integer, StringBuffer> is = StringBuffer::new;
    final StringBuffer sb = is.apply(10);
    System.out.println(sb.capacity());
}

Function接口的apply方法接收一个参数，并且有返回值。在这里接收的参数是Integer类型，与StringBuffer类的一个构造方法StringBuffer(int capacity)对应，而返回值就是StringBuffer类型。上面这段代码的功能就是创建一个Function实例，并把它apply方法实现为创建一个指定初始大小的StringBuffer对象。

引用数组

private static void method() {
    
    
    Function<Integer, int[]> fii = int[]::new;
    final int[] apply1 = fii.apply(20);
    System.out.println(apply1.length);

    Function<Integer, Double[]> fid = Double[]::new;
    final int[] apply2 = fii.apply(30);
    System.out.println(apply2.length);
}

引用数组和引用构造器很像，格式为 类型[]::new，其中类型可以为基本类型也可以是类。

2. Stream流式编程

Stream 流是 java8 中处理数组、集合的抽象概念，他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。

一个Stream表面上与一个集合很类似，但是集合中保存的是数据，而流设置的是对数据的操作。

Stream流的特点：

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的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去执行
Stream 遵循做什么，而不是怎么做的原则，只需要描述做什么，而不用考虑程序是怎么实现的

private static void stream() {
    
    
        int[] arr = {
    
    4, 1, 2, 5, 0, 8, 6, 5};
        // 获取最大值
        final int max = Arrays.stream(arr).max().getAsInt();
        System.out.println(max);
        // 数组中大于3的元素的数量
        final long count = Arrays.stream(arr).filter(e -> e > 3).count();
        System.out.println(count);

        List<Student> list = Arrays.asList(
                new Student(1, "花木兰", 25, 66.0),
                new Student(2, "李白", 21, 90.0),
                new Student(3, "诸葛亮", 21, 80.0),
                new Student(4, "公孙离", 18, 100d),
                new Student(5, "不知火舞", 21, 90d),
                new Student(5, "不知火舞", 21, 90d)
        );

        list.stream().filter(e -> e.getScore() >= 90)
                .findFirst()
                .ifPresent(System.out::println);
        Console.log("-----------filter--------------");

        list.stream().skip(1).limit(2).forEach(System.out::println);
        Console.log("------------limit-------------");

        list.stream().skip(3).distinct().forEach(System.out::println);
        Console.log("-------------distinct------------");

        list.stream().mapToInt(Student::getAge).min().ifPresent(System.out::println);
        Console.log("-------------map------------");

        final Set<String> collect = list.stream().map(Student::getName)
            .collect(Collectors.toSet());
        System.out.println(collect);
        Console.log("-------------collect------------");

        final List<Student> collect1 = list.stream()
            	.sorted(Comparator.comparingDouble(Student::getScore).reversed()
                .thenComparing(Student::getAge)
                .thenComparing(Student::getId))
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println(collect1);
        Console.log("----------sort---------------");

        final boolean b = list.stream().allMatch(e -> e.getAge() < 25);
        Assert.isFalse(b);
    	// 正则匹配
        final boolean b1 = list.stream()
            .anyMatch(e -> ReUtil.isMatch("^[1-9]\\d*$", e.getId().toString()));
        Assert.isTrue(b1);
        final boolean b2 = list.stream().noneMatch(e -> e.getScore() == 100d);
        Assert.isFalse(b2);
		Console.log("----------------match------------------");
        list.stream().mapToInt(Student::getAge)
                .reduce(Integer::sum)
                .ifPresent(System.out::println);
        Console.log("----------------reduce------------------");

        final DoubleSummaryStatistics collect2 = list.stream()
            .collect(Collectors.summarizingDouble(Student::getScore));
        Console.log(collect2);

    }

3. 接口默认方法

Java 8 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。

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。

interface Cat {
    
    
    /**
     * 接口默认方法
     */
    default void eat() {
    
    
        System.out.println("一只小猫爱吃鱼");
    }

    /**
     * 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。
     */
    static void voice() {
    
    
        System.out.println("一只小猫喵喵叫");
    }

}

interface Dog {
    
    
    default void eat() {
    
    
        System.out.println("一只小狗啃骨头");
    }
}

class Animal implements Cat, Dog{
    
    

    @Override
    public void eat() {
    
    
        // 第一种使用默认实现
        Dog.super.eat();
        // 第二种自己实现
        System.out.println("我是一只新动物");
        // 调用接口的静态方法
        Cat.voice();
    }
}

4.日期时间处理

Java 8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。

新的日期/时间API的一些设计原则是：

不变性：新的日期/时间API中，所有的类都是不可变的，这对多线程有好处。
关注点分离：新的API将人可读的日期/时间和机器的日期/时间明确分离，它为日期Date、时间Time、日期时间DateTime、时间戳unix timestamp以及时区定义了不同的类。
清晰：在所有的类中，方法都被明确定义用以完成相同的行为。举个例子，在所有的类中都定义了now()方法、format()方法、parse()方法，而不是像以前那样专门有一个独立的类。为了更好的处理问题，所有的类都使用了工厂模式和策略模式，一旦你使用了其中某个类的方法，与其他类协同工作并不困难。
实用操作：所有新的日期时间 API 类都实现了一系列方法用以完成通用的任务，如：加、减、格式化、解析、从日期时间中提取单独部分，等等。
可扩展性：新的日期/时间API是工作在ISO-801日历系统上的，但我们也可以将其应用在非ISO的日历上。

LocalDate、LocalTime、LocalDateTime

private static void dateTime() {
    
    
        LocalDate localDate = LocalDate.now();
        LocalTime localTime = LocalTime.now();
        LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now();
        Console.log("当前日期是{}, 时间是{}, 日期时间{}", localDate,
                localTime.format(DateTimeFormatter.ofPattern("HH:mm:ss")),
                localDateTime.format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd 			                 HH:mm:ss")));
        // 自定义
        LocalDate date = LocalDate.of(2021, Month.AUGUST, 1);
        Console.log("自定义日期{}", date);
        // 设置地区
        LocalDate seoulDate = LocalDate.now(ZoneId.of("Asia/Seoul"));
        LocalTime seoulTime = LocalTime.now(ZoneId.of("Asia/Seoul"));
        LocalDateTime seoul = LocalDateTime.now(ZoneOffset.of("+9"));
        Console.log("首尔日期{}, 首尔时间{}, 首尔日期时间{}", seoulDate,
                seoulTime.format(DateTimeFormatter.ofPattern("HH:mm:ss")),
                seoul.format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")));
        // 时间戳是指格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒(北京时间1970年01月01日08时00分00秒)起至现            在的总秒数。
        Console.log("当前时间转毫秒数{}", localDateTime
                    .toInstant(ZoneOffset.of("+8")).toEpochMilli());

        Console.log("格林威治时间纳秒{}， 北京时间{}", Instant.now(), localDateTime);

        /**
         * 时间差值
         */
        Duration duration = Duration.between(localDateTime, seoul);
        System.out.println(duration);
        /**
         * 计算日期间隔
         */
        Period period = Period.between(date, seoulDate);
        System.out.println(period);

    }

5.Optional类

从 Java 8 引入的一个很有趣的特性是 Optional 类。Optional 类主要解决的问题是臭名昭著的空指针异常（NullPointerException）这个异常就不多说了，肯定是每个 Java 程序员都非常了解的异常。Optional 的完整路径是 java.util.Optional，使用它是为了避免代码中的 if (obj != null) { } 这样范式的代码，可以采用链式编程的风格。而且通过 Optional 中提供的 filter 方法可以判断对象是否符合条件，在符合条件的情况下才会返回，map 方法可以在返回对象前修改对象中的属性。

Optional的用处

本质上，Optional是一个包含有可选值的包装类，这意味着 Optional 类既可以含有对象也可以为空。我们要知道，Optional 是 Java 实现函数式编程的强劲一步，并且帮助在范式中实现。但是 Optional 的意义显然不止于此。我们知道，任何访问对象方法或属性的调用都可能导致 NullPointerException，在这里，我举个简单的例子来说明一下：

String result = test.getName().getTime().getNum().getAnswer();

在上面的这个代码中，如果我们需要确保不触发异常，就得在访问每一个值之前对其进行明确地检查，就是使用if else对test等值进行判断是否为null，这很容易就变得冗长，难以维护。为了简化这个过程，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，并鼓励程序员写更干净的代码。Optional实际上是个容器：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 的构造函数

Optional 的三种构造方式：Optional.of(obj)， Optional.ofNullable(obj) 和明确的 Optional.empty()

Optional.of(obj)：它要求传入的 obj 不能是 null 值的, 否则直接报NullPointerException 异常。
Optional.ofNullable(obj)：它以一种智能的，宽容的方式来构造一个 Optional 实例。来者不拒，传 null 进到就得到 Optional.empty()，非 null 就调用 Optional.of(obj).
Optional.empty()：返回一个空的 Optional 对象

Optional 的常用函数

isPresent：如果值存在返回true，否则返回false。
ifPresent：如果Optional实例有值则为其调用consumer，否则不做处理
get：如果Optional有值则将其返回，否则抛出NoSuchElementException。因此也不经常用。
orElse：如果有值则将其返回，否则返回指定的其它值。
orElseGet：orElseGet与orElse方法类似，区别在于得到的默认值。orElse方法将传入的字符串作为默认值，orElseGet方法可以接受Supplier接口的实现用来生成默认值
orElseThrow：如果有值则将其返回，否则抛出supplier接口创建的异常。
filter：如果有值并且满足断言条件返回包含该值的Optional，否则返回空Optional。
map：如果有值，则对其执行调用mapping函数得到返回值。如果返回值不为null，则创建包含mapping返回值的Optional作为map方法返回值，否则返回空Optional。
flatMap：如果有值，为其执行mapping函数返回Optional类型返回值，否则返回空Optional。

Optional 应该怎样用

在使用 Optional 的时候需要考虑一些事情，以决定什么时候怎样使用它。重要的一点是 Optional 不是 Serializable。因此，它不应该用作类的字段。Optional 类可以将其与流或其它返回 Optional 的方法结合，以构建流畅的API。我们来看一个示例，我们不使用Optional写代码是这样的:

public String getName(User user) {
    
    
    if (user == null) {
    
    
        return "";
    }
    return user.getName();
}

接着我们来改造一下上面的代码，使用Optional来改造，我们先来举一个Optional滥用，没有达到流畅的链式API，反而复杂的例子，如下：

public String getName(User user) {
    
    
    Optional<User> u = Optional.ofNullable(user);
    if(!u.isPresent()) {
    
    
        return "";
    }
    return u.get().getName();
}

这样改写非但不简洁，而且其操作还是和第一段代码一样。无非就是用isPresent方法来替代原先user==null。这样的改写并不是Optional正确的用法，我们再来改写一次。

public String getName(User user) {
    
    
    return Optional.ofNullable(user)
        .map(u -> u.getName())
        .orElse("");
}

这样才是正确使用Optional的姿势。那么按照这种思路，我们可以安心的进行链式调用，而不是一层层判断了。

6.Base64

在Java8中，Base64编码已经成为Java类库的标准。

Java 8 内置了 Base64 编码的编码器和解码器。

Base64工具类提供了一套静态方法获取下面三种BASE64编解码器：

· 基本：输出被映射到一组字符A-Za-z0-9+/，编码不添加任何行标，输出的解码仅支持A-Za-z0-9+/。

· URL：输出映射到一组字符A-Za-z0-9+_，输出是URL和文件。

· MIME：输出隐射到MIME友好格式。输出每行不超过76字符，并且使用’\r’并跟随’\n’作为分割。编码输出最后没有行分割。

public static void main(String[] args) {
    
    
        //编码，加密getEncoder()
        String str = Base64.getEncoder()
            .encodeToString("java8_Base64?".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        Console.log("标准加密之后的字符串是 {}", str);
        //解码，解密getDecoder()
        byte[] decode = Base64.getDecoder().decode(str);
        Console.log("标准解码 {}", new String(decode, StandardCharsets.UTF_8));

        //URL编码
        str = Base64.getUrlEncoder()
            .encodeToString("dksiofdo+/d,s;".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        Console.log("加密后字符串是：{}", str);
        //URL解码
        byte[] decode1 = Base64.getUrlDecoder().decode(str);
        Console.log("URL解码后 {}", new String(decode1, StandardCharsets.UTF_8));


        //Mime编码
        str = Base64.getMimeEncoder()
            .encodeToString("dksiofdo+/d,s;ddd".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        Console.log("加密后字符串是：{}", str);
        //Mime解码
        byte[] decode2 = Base64.getMimeDecoder().decode(str);
        Console.log("Mime解码后 {}", new String(decode2, StandardCharsets.UTF_8));

        /*
        Base64.Encoder getMimeEncoder(int lineLength, byte[] lineSeparator)：
        返回具有给定lineLength的已修改MIME变体的编码器
        （向下舍入到最接近的4的倍数 - 输出在lineLength<= 0 时不分成行）和lineSeparator。
        当lineSeparator包含RFC 2045的表1中列出的任何Base64字母字符时，它会抛出                           java.lang.IllegalArgumentException。

        相当于用lineSeparator隔开加密后的字符串,每lineLength（4的倍数向下取整）隔开
         */
        String s = Base64.getMimeEncoder(6, ".?--".getBytes())
                .encodeToString("jimidssafsaa".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        Console.log("加密后 {}", s);
        byte[] decode3 = Base64.getMimeDecoder().decode(s);
        Console.log("Mime解码后 {}", new String(decode3, StandardCharsets.UTF_8));

    }

JDK11新特性

1.类型推断

private static void jdk11() {
    
    
    var s = "world";
    var list = new ArrayList<String>();
    list.add(s);
    list.add("java");
    list.add("python");
    list.stream().map(e -> "Hello, " + e)
        .forEach(System.out::println);
}

局部变量类型推断就是左边的类型直接使用 var 定义，而不用写具体的类型，编译器能根据右边的表达式自动推断类型。

2. 字符串加强

String新增了strip()方法，和trim()相比，strip()可以去掉Unicode空格，例如，中文空格：

// 判断字符串是否为空白
" ".isBlank(); // true
// 去除首尾空格
" Javastack ".strip(); // "Javastack"
// 去除尾部空格
" Javastack ".stripTrailing(); // " Javastack"
// 去除首部空格
" Javastack ".stripLeading(); // "Javastack "
// 复制字符串
"Java".repeat(3);// "JavaJavaJava"
// 行数统计
"A\nB\nC".lines().count(); // 3

3. 集合加强

自 Java 9 开始，Jdk 里面为集合（List/ Set/ Map）都添加了 of 和 copyOf 方法，它们两个都用来创建不可变的集合，来看下它们的使用和区别。

var list = List.of("Java", "Python", "C");
var copy = List.copyOf(list);
System.out.println(list == copy); // true

var list = new ArrayList<String>();
var copy = List.copyOf(list);
System.out.println(list == copy); // false

static <E> List<E> of(E... elements) {
    
    
  switch (elements.length) {
    
     // implicit null check of elements
    case 0:
        return ImmutableCollections.emptyList();
    case 1:
        return new ImmutableCollections.List12<>(elements[0]);
    case 2:
        return new ImmutableCollections.List12<>(elements[0], elements[1]);
    default:
        return new ImmutableCollections.ListN<>(elements);
  }
}
static <E> List<E> copyOf(Collection<? extends E> coll) {
    
    
    return ImmutableCollections.listCopy(coll);
}
static <E> List<E> listCopy(Collection<? extends E> coll) {
    
    
    if (coll instanceof AbstractImmutableList && coll.getClass() != SubList.class) {
    
    
        return (List<E>)coll;
    } else {
    
    
        return (List<E>)List.of(coll.toArray());
    }
}

可以看出 copyOf 方法会先判断来源集合是不是 AbstractImmutableList 类型的，如果是，就直接返回，如果不是，则调用 of 创建一个新的集合。

示例2因为用的 new 创建的集合，不属于不可变 AbstractImmutableList 类的子类，所以 copyOf 方法又创建了一个新的实例，所以为false.

注意：使用of和copyOf创建的集合为不可变集合，不能进行添加、删除、替换、排序等操作，不然会报 java.lang.UnsupportedOperationException 异常。

上面演示了 List 的 of 和 copyOf 方法，Set 和 Map 接口都有。

4.Stream流处理加强

private static void jdk11() {
    
    
    var s = "world";
    var list = new ArrayList<String>();
    list.add(s);
    list.add("java");
    list.add("python");
    list.add("go");
    list.stream().map(e -> "Hello, " + e)
        .forEach(System.out::println);

    /**
         * lambda表达式体为 true 打印，遇到 false则不再继续
         */
    list.stream().takeWhile(e -> !StrUtil.startWith(e, "p"))
        .forEach(System.out::println);

    System.out.println("--------------------------------");
    /**
         * lambda表达式体为true不打印，一直到遇到false开始打印
         */
    list.stream().dropWhile(e -> !StrUtil.startWith(e, "p"))
        .forEach(System.out::println);
    
    // 新增单个构造函数，可为 null
    final long count = Stream.ofNullable(null).count(); // 0
}

参考：https://www.jianshu.com/p/84a6050c5391

参考：https://blog.csdn.net/csdnnews/article/details/105236653