jdk1.5,1.6,1.7,1.8特性

本文转载:https://www.jb51.net/article/48304.htm 和 http://www.cnblogs.com/tony-yang-flutter

看到一句话  “Java is still not dead—and people are starting to figure that out.”  

一、Java JDK1.5的新特性

 1.泛型:

List<String> strs = new ArrayList<String>();//给集合指定存入类型,上面这个集合在存入数据的时候必须存入String类型的数据,否则编译器会报错

 2.for-each

例如上面这个集合我们可以通过for-each遍历,这样更加简单清晰
    for(String s : strs){
     System.out.println(s);
    }
    注意:使用for-each遍历集合时,要遍历的集合必须实现了Iterator接口

 3.自动拆箱和装箱功能

什么意思呢?
    JDK1.5为每一个基本数据类型定义了一个封装类。使java中的基本数据类型也有自己的对象
    例如:int -->Integer,
    double --> Double,
    long --> Long,
    char --> Character,
    float --> Float,
    boolean --> Boolean,
    short --> Short,
    byte -- > Byte
    自动装包:将基本类型转换成为对象,例如:int --> Integer
    自动拆包:将对象转换成为基本数据类型,例如:Integer --> int
    对于JDK1.5之前集合总不能存放基本数据类型的问题,现在也能够解决。

4.枚举

枚举是JDK1.5推出的一个比较中要的特性。其关键字为enum
    例如:定义代表交通灯的枚举
    public enum MyEnum{
        RED,GREEN,YELLOW
    }

5.可变参数

什么意思呢?先举个例子:在JDK1.5以前,当我们要为一个方法传递多个类型相同的参数时,我们有两种方法解决,1.直接传递一个数组过去,2.有多少个参数就传递多少个参数。
    例如:
    public void printColor(String red,String green,String yellow){

    }
    或者
    public void printColor(String[] colors){

    }
    这样编写方法参数虽然能够实现我们想要的效果,但是,这样是不是有点麻烦呢?再者,如果参数个数不确定,我们怎么办呢?Java JDK1.5为我们提供的可变参数就能够完美的解决这个问题
    例如:
    public void printColor(String... colors){

    }
    可以这样定义,什么意思呢?如果参数的类型相同,那么可以使用“类型+三个点,后面跟一个参数名称”的形式。这样的好处就是,只要参数类型相同,无论传递几个参数都没有限制
    注意:可变参数必须是参数列表的最后一项(该特性对对象和基本数据类型都适用)

6.静态导入

优点:使用静态导入可以使被导入类的所有静态变量和静态方法在当前类直接可见,使用这些静态成员无需再给出他们的类名。
    缺点:过度使用会降低代码的可读性

7.线程并发库

线程并发库是Java1.5提出的关于多线程处理的高级功能,所在包:java.util.concurrent
    包括
    1.线程互斥
        工具类描述:Lock,RedWriteLock
    2.线程通信
        描述:Condition
    3.线程池
        ExecutorService
    3.同步队列
        ArrayBlockingQueue
    4.同步集合
        ConcurrentHashMap,CopyOnWriteArrayList
    5.线程同步工具
        Semaphore

    关于线程并发库的内容还有很多(很重要),这里就不一一列举了,感兴趣的朋友可以查看一下帮助文档。

二、JDK1.6新特性

1.Desktop类和SystemTray类

前者可以用来打开系统默认浏览器浏览指定的URL,打开系统默认邮件客户端给指定的邮箱发邮件,用默认应用程序打开或编辑文件(比如,用记事本打开以txt为后缀名的文件),
    用系统默认的打印机打印文档;后者可以用来在系统托盘区创建一个托盘程序

2.使用JAXB2来实现对象与XML之间的映射

JAXB是Java Architecture for XML Binding的缩写,可以将一个Java对象转变成为XML格式,反之亦然。
      我们把对象与关系数据库之间的映射称为ORM,其实也可以把对象与XML之间的映射称为OXM(Object XML Mapping)。原来JAXB是Java EE的一部分,在JDK1.6中,
    SUN将其放到了Java SE中,这也是SUN的一贯做法。JDK1.6中自带的这个JAXB版本是2.0,比起1.0(JSR 31)来,JAXB2(JSR 222)用JDK5的新特性Annotation来标识要作绑定的类和属性等,
    这就极大简化了开发的工作量。实际上,在Java EE 5.0中,EJB和Web Services也通过Annotation来简化开发工作。另外,JAXB2在底层是用StAX(JSR 173)来处理XML文档。
    除了JAXB之外,我们还可以通过XMLBeans和Castor等来实现同样的功能。

3. 理解StAX

StAX(JSR 173)是JDK1.6.0中除了DOM和SAX之外的又一种处理XML文档的API。
      StAX 的来历:在JAXP1.3(JSR 206)有两种处理XML文档的方法:DOM(Document Object Model)和SAX(Simple API for XML)。
      由于JDK1.6.0中的JAXB2(JSR 222)和JAX-WS 2.0(JSR 224)都会用到StAX所以Sun决定把StAX加入到JAXP家族当中来,
    并将JAXP的版本升级到1.4(JAXP1.4是JAXP1.3的维护版本)。
    JDK1.6里面JAXP的版本就是1.4。StAX是The Streaming API for XML的缩写,一种利用拉模式解析(pull-parsing)XML文档的API.StAX通过提供一种基于事件迭代器(Iterator)的API让程序员去控制xml文档解析过程
    ,程序遍历这个事件迭代器去处理每一个解析事件,解析事件可以看做是程序拉出来的,也就是程序促使解析器产生一个解析事件然后处理该事件,之后又促使解析器产生下一个解析事件,如此循环直到碰到文档结束符;
      SAX也是基于事件处理xml文档,但却是用推模式解析,解析器解析完整个xml文档后,才产生解析事件,然后推给程序去处理这些事件;DOM采用的方式是将整个xml文档映射到一颗内存树,        这样就可以很容易地得到父节点和子结点以及兄弟节点的数据,但如果文档很大,将会严重影响性能。

4.使用Compiler API

现在我 们可以用JDK1.6 的Compiler API(JSR 199)去动态编译Java源文件,Compiler API结合反射功能就可以实现动态的产生Java代码并编译执行这些代码,有点动态语言的特征。
      这个特性对于某些需要用到动态编译的应用程序相当有用,比如JSP Web Server,当我们手动修改JSP后,是不希望需要重启Web Server才可以看到效果的,这时候我们就可以用Compiler        API来实现动态编译JSP文件,当然,现在的JSP Web Server也是支持JSP热部署的,现在的JSP Web Server通过在运行期间通过Runtime.exec或ProcessBuilder来调用javac来编译代码,这        种方式需要我们产生另一个进程去做编译工作,不够优雅而且容易使代码依赖与特定的操作系统;Compiler API通过一套易用的标准的API提供了更加丰富的方式去做动态编译,而且是跨平        台的。

5.轻量级Http Server API

JDK1.6 提供了一个简单的Http Server API,据此我们可以构建自己的嵌入式Http Server,它支持Http和Https协议,提供了HTTP1.1的部分实现,没有被实现的那部分可以通过扩展已有的Http Server API来实现,程序员必须自己实现HttpHandler接口,HttpServer会调用HttpHandler实现类的回调方法来处理客户端请求,在这里,我们把一个Http请求和它的响应称为一个交换,包装成HttpExchange类,HttpServer负责将HttpExchange传给HttpHandler实现类的回调方法。

6.插入式注解处理API(Pluggable Annotation Processing API)

插入式注解处理API(JSR 269)提供一套标准API来处理Annotations(JSR 175)
      实际上JSR 269不仅仅用来处理Annotation,我觉得更强大的功能是它建立了Java 语言本身的一个模型,它把method,package,constructor,type,variable, enum,annotation等Java语言元素映射为Types和Elements(两者有什么区别?),从而将Java语言的语义映射成为对象,我们可以在javax.lang.model包下面可以看到这些类。 所以我们可以利用JSR 269提供的API来构建一个功能丰富的元编程(metaprogramming)环境。JSR 269用Annotation Processor在编译期间而不是运行期间处理Annotation,Annotation Processor相当于编译器的一个插件,所以称为插入式注解处理.如果Annotation Processor处理Annotation时(执行process方法)产生了新的Java代码,编译器会再调用一次Annotation Processor,如果第二次处理还有新代码产生,就会接着调用Annotation Processor,直到没有新代码产生为止.每执行一次process()方法被称为一个"round",这样整个Annotation processing过程可以看作是一个round的序列。
      JSR 269主要被设计成为针对Tools或者容器的API. 举个例子,我们想建立一套基于Annotation的单元测试框架(如TestNG),在测试类里面用Annotation来标识测试期间需要执行的测试方法

7.用Console开发控制台程序

JDK1.6中提供了java.io.Console 类专用来访问基于字符的控制台设备。你的程序如果要与Windows下的cmd或者Linux下的Terminal交互,就可以用Console类代劳。但我们不总是能得到可用的Console,一个JVM是否有可用的Console依赖于底层平台和JVM如何被调用。如果JVM是在交互式命令行(比如Windows的cmd)中启动的,并且输入输出没有重定向到另外的地方,那么就可以得到一个可用的Console实例

8.对脚本语言的支持

如: ruby,groovy,javascript

9..Common Annotations

Common annotations原本是Java EE 5.0(JSR 244)规范的一部分,现在SUN把它的一部分放到了Java SE 6.0中。
      随着Annotation元数据功能(JSR 175)加入到Java SE 5.0里面,很多Java 技术(比如EJB,Web Services)都会用Annotation部分代替XML文件来配置运行参数(或者说是支持声明式编程,如EJB的声明式事务),如果这些技术为通用目的都单独定义了自己的otations,显然有点重复建设,所以,为其他相关的Java技术定义一套公共的Annotation是有价值的,可以避免重复建设的同时,也保证Java SE和Java EE 各种技术的一致性。
      下面列举出Common Annotations 1.0里面的10个Annotations Common Annotations Annotation Retention Target Description Generated SourceANNOTATION_TYPE,CONSTRUCTOR,FIELD,LOCAL_VARIABLE,METHOD,PACKAGE,PARAMETER,TYPE 用于标注生成的源代码Resource Runtime TYPE,METHOD,FIELD用于标注所依赖的资源,容器据此注入外部资源依赖,有基于字段的注入和基于setter方法的注入两种方式 Resources Runtime TYPE同时标注多个外部依赖,容器会把所有这些外部依赖注入PostConstructRuntime METHOD标注当容器注入所有依赖之后运行的方法,用来进行依赖注入后的初始化工作,只有一个方法可以标注为PostConstruct PreDestroy Runtime METHOD当对象实例将要被从容器当中删掉之前,要执行的回调方法要标注为PreDestroy RunAs Runtime TYPE用于标注用什么安全角色来执行被标注类的方法,这个安全角色必须和Container的Security角色一致的。RolesAllowed Runtime TYPE,METHOD用于标注允许执行被标注类或方法的安全角色,这个安全角色必须和Container的Security角色一致的 PermitAll Runtime TYPE,METHOD允许所有角色执行被标注的类或方法DenyAll Runtime TYPE,METHOD不允许任何角色执行被标注的类或方法,表明该类或方法不能在Java EE容器里面运行DeclareRoles Runtime TYPE用来定义可以被应用程序检验的安全角色,通常用isUserInRole来检验安全角色。
      注意:
      1.RolesAllowed,PermitAll,DenyAll不能同时应用到一个类或方法上标注在方法上的RolesAllowed,PermitAll,DenyAll会覆盖标注在类上的    RolesAllowed,PermitAll,DenyAllRunAs,RolesAllowed,PermitAll,DenyAll和DeclareRoles还没有加到Java SE 6.0上来 处理以上Annotations的工作是由Java EE容器来做,Java SE6.0只是包含了上面表格的前五种Annotations的定义类,并没有包含处理这些Annotations的引擎,这个工作可以由Pluggable Annotation Processing API(JSR 269)来做。

三、JDK1.7的新特性

1.二进制面值

在java7里,整形(byte,short,int,long)类型的值可以用二进制类型来表示了,在使用二进制的值时,需要在前面加上ob或oB,例如:
    int a =0b01111_00000_11111_00000_10101_01010_10; 
    short b = (short)0b01100_00000_11111_0; 
    byte c = (byte)0B0000_0001; 

2.数字变量对下滑线的支持

JDK1.7可以在数值类型的变量里添加下滑线。
    但是有几个地方是不能添加的
    1.数字的开头和结尾 
    2.小数点前后 
    3. F或者L前 
    例如:
    int num = 1234_5678_9; 
    float num2 = 222_33F; 
    long num3 = 123_000_111L;

3.switch对String的支持

之前就一直有一个打问号?为什么C#可以Java却不行呢?哈,不过还有JDK1.7以后Java也可以了
    例如: 
    String status = "orderState";     
    switch (status) {   
        case "ordercancel":   
            System.out.println("订单取消");   
            break;   
        case "orderSuccess":   
            System.out.println("预订成功");   
            break;   
        default:   
            System.out.println("状态未知");   
    }

4.try-with-resource

try-with-resources 是一个定义了一个或多个资源的try 声明,这个资源是指程序处理完它之后需要关闭它的对象。try-with-resources 确保每一个资源在处理完成后都会被关闭。 
    可以使用try-with-resources的资源有: 
    任何实现了java.lang.AutoCloseable 接口java.io.Closeable 接口的对象。
    例如:
    public static String readFirstLineFromFile(String path) throws IOException {   

        try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(path))) {   
            return br.readLine();   
        }   
    }   
     在java 7 以及以后的版本里,BufferedReader实现了java.lang.AutoCloseable接口。 
    由于BufferedReader定义在try-with-resources 声明里,无论try语句正常还是异常的结束,
    它都会自动的关掉。而在java7以前,你需要使用finally块来关掉这个对象。

5.捕获多种异常并用改进后的类型检查来重新抛出异常

例如:
 public static void first(){   
 try {   
   BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(""));   
   Connection con = null;   
   Statement stmt = con.createStatement();   
  } catch (IOException | SQLException e) {   
    //捕获多个异常,e就是final类型的   
    e.printStackTrace();   
    }   
 } 
 优点:用一个catch处理多个异常,比用多个catch每个处理一个异常生成的字节码要更小更高效。

6..创建泛型时类型推断

只要编译器可以从上下文中推断出类型参数,你就可以用一对空着的尖括号<>来代替泛型参数。这对括号私下被称为菱形(diamond)。 在Java SE 7之前,你声明泛型对象时要这样
    List<String> list = new ArrayList<String>(); 
    而在Java SE7以后,你可以这样 
    List<String> list = new ArrayList<>(); 
    因为编译器可以从前面(List)推断出推断出类型参数,所以后面的ArrayList之后可以不用写泛型参数了,只用一对空着的尖括号就行。当然,你必须带着”菱形”<>,否则会有警告的。 
    Java SE7 只支持有限的类型推断:只有构造器的参数化类型在上下文中被显著的声明了,你才可以使用类型推断,否则不行。 
    List<String> list = new ArrayList<>(); 
    list.add("A"); 
    //这个不行 
    list.addAll(new ArrayList<>()); 
    // 这个可以 
    List<? extends String> list2 = new ArrayList<>(); 
    list.addAll(list2);

7.全新的集合声明以及获取集合中的值的方式

JDK1.7以前声明集合的方式
        List<String> strs  = new ArrayList<String>();
        Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();
        strs.add("abc");
        strs.get(index);
        map.put("key","全新集合");
        map.get(key);
    JDK1.7以后
    List<String> list = [item1,item2,item3];
    String item1 = list[0];
    String item2 = list[1];
    String item3 = list[2];
    Map<String,String> map = {key:value,key:value}
    String mapValue = map[key];
    这样的定义是不是非常方便?肯定的!(有点象JSON)呵呵

8.新增一些取环境信息的工具方法

 File System.getUserHomeDir() // 当前用户目录
    File System.getUserDir() // 启动java进程时所在的目录5
    File System.getJavaIoTempDir() // IO临时文件夹
    File System.getJavaHomeDir() // JRE的安装目录

9.安全的加减乘除

例如:
    int Math.safeToInt(long value)
    int Math.safeNegate(int value)
    long Math.safeSubtract(long value1, int value2)
    long Math.safeSubtract(long value1, long value2)
    int Math.safeMultiply(int value1, int value2)
    long Math.safeMultiply(long value1, int value2)
    long Math.safeMultiply(long value1, long value2)
    long Math.safeNegate(long value)
    int Math.safeAdd(int value1, int value2)
    long Math.safeAdd(long value1, int value2)
    long Math.safeAdd(long value1, long value2)
    int Math.safeSubtract(int value1, int value2)

四. JDK1.8 十大新特性

一、接口的默认方法

Java 8允许我们给接口添加一个非抽象的方法实现,只需要使用 default关键字即可,这个特征又叫做扩展方法,示例如下:

interface Formula {
    double calculate(int a);


    default double sqrt(int a) {
        return Math.sqrt(a);
    }
}


Formula接口在拥有calculate方法之外同时还定义了sqrt方法,实现了Formula接口的子类只需要实现一个calculate方法,默认方法sqrt将在子类上可以直接使用。


Formula formula = new Formula() {
    @Override
    public double calculate(int a) {
        return sqrt(a * 100);
    }
};



formula.calculate(100);     // 100.0
formula.sqrt(16);           // 4.0

文中的formula被实现为一个匿名类的实例,该代码非常容易理解,6行代码实现了计算 sqrt(a * 100)。在下一节中,我们将会看到实现单方法接口的更简单的做法。

译者注: 在Java中只有单继承,如果要让一个类赋予新的特性,通常是使用接口来实现,在C++中支持多继承,允许一个子类同时具有多个父类的接口与功能,在其他语言中,让一个类同时具有其他的可复用代码的方法叫做mixin。新的Java 8 的这个特新在编译器实现的角度上来说更加接近Scala的trait。 在C#中也有名为扩展方法的概念,允许给已存在的类型扩展方法,和Java 8的这个在语义上有差别。

二、Lambda 表达式

首先看看在老版本的Java中是如何排列字符串的:

List<String> names = Arrays.asList("peter", "anna", "mike", "xenia");


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


只需要给静态方法 Collections.sort 传入一个List对象以及一个比较器来按指定顺序排列。通常做法都是创建一个匿名的比较器对象然后将其传递给sort方法。

在Java 8 中你就没必要使用这种传统的匿名对象的方式了,Java 8提供了更简洁的语法,lambda表达式:

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


看到了吧,代码变得更段且更具有可读性,但是实际上还可以写得更短:


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



对于函数体只有一行代码的,你可以去掉大括号{}以及return关键字,但是你还可以写得更短点:


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


Java编译器可以自动推导出参数类型,所以你可以不用再写一次类型。

三、函数式接口

Lambda表达式是如何在java的类型系统中表示的呢?每一个lambda表达式都对应一个类型,通常是接口类型。而“函数式接口”是指仅仅只包含一个抽象方法的接口,每一个该类型的lambda表达式都会被匹配到这个抽象方法。因为 默认方法 不算抽象方法,所以你也可以给你的函数式接口添加默认方法。

我们可以将lambda表达式当作任意只包含一个抽象方法的接口类型,确保你的接口一定达到这个要求,你只需要给你的接口添加 @FunctionalInterface 注解,编译器如果发现你标注了这个注解的接口有多于一个抽象方法的时候会报错的。

示例如下:

@FunctionalInterface
interface Converter<F, T> {
    T convert(F from);
}
Converter<String, Integer> converter = (from) -> Integer.valueOf(from);
Integer converted = converter.convert("123");
System.out.println(converted);    // 123


需要注意如果@FunctionalInterface如果没有指定,上面的代码也是对的。

译者注 将lambda表达式映射到一个单方法的接口上,这种做法在Java 8之前就有别的语言实现,比如Rhino JavaScript解释器,如果一个函数参数接收一个单方法的接口而你传递的是一个function,Rhino 解释器会自动做一个单接口的实例到function的适配器,典型的应用场景有 org.w3c.dom.events.EventTarget 的addEventListener 第二个参数 EventListener。

四、方法与构造函数引用

前一节中的代码还可以通过静态方法引用来表示:


Converter<String, Integer> converter = Integer::valueOf;
Integer converted = converter.convert("123");
System.out.println(converted);   // 123


Java 8 允许你使用 :: 关键字来传递方法或者构造函数引用,上面的代码展示了如何引用一个静态方法,我们也可以引用一个对象的方法:



 converter = something::startsWith;
String converted = converter.convert("Java");
System.out.println(converted);    // "J"


接下来看看构造函数是如何使用::关键字来引用的,首先我们定义一个包含多个构造函数的简单类:

class Person {
    String firstName;
    String lastName;


    Person() {}

    Person(String firstName, String lastName) {
        this.firstName = firstName;
        this.lastName = lastName;
    }
}


接下来我们指定一个用来创建Person对象的对象工厂接口:

interface PersonFactory<P extends Person> {
    P create(String firstName, String lastName);
}


这里我们使用构造函数引用来将他们关联起来,而不是实现一个完整的工厂:

PersonFactory<Person> personFactory = Person::new;
Person person = personFactory.create("Peter", "Parker");


我们只需要使用 Person::new 来获取Person类构造函数的引用,Java编译器会自动根据PersonFactory.create方法的签名来选择合适的构造函数。

五、Lambda 作用域

在lambda表达式中访问外层作用域和老版本的匿名对象中的方式很相似。你可以直接访问标记了final的外层局部变量,或者实例的字段以及静态变量。

六、访问局部变量

我们可以直接在lambda表达式中访问外层的局部变量:

final int num = 1;
Converter<Integer, String> stringConverter =
        (from) -> String.valueOf(from + num);


stringConverter.convert(2);     // 3


但是和匿名对象不同的是,这里的变量num可以不用声明为final,该代码同样正确:

int num = 1;
Converter<Integer, String> stringConverter =
        (from) -> String.valueOf(from + num);


stringConverter.convert(2);     // 3


不过这里的num必须不可被后面的代码修改(即隐性的具有final的语义),例如下面的就无法编译:

int num = 1;
Converter<Integer, String> stringConverter =
        (from) -> String.valueOf(from + num);
num = 3;


在lambda表达式中试图修改num同样是不允许的。

七、访问对象字段与静态变量

和本地变量不同的是,lambda内部对于实例的字段以及静态变量是即可读又可写。该行为和匿名对象是一致的:

class Lambda4 {
    static int outerStaticNum;
    int outerNum;



    void testScopes() {
        Converter<Integer, String> stringConverter1 = (from) -> {
            outerNum = 23;
            return String.valueOf(from);
        };

        Converter<Integer, String> stringConverter2 = (from) -> {
            outerStaticNum = 72;
            return String.valueOf(from);
        };
    }
}


八、访问接口的默认方法

还记得第一节中的formula例子么,接口Formula定义了一个默认方法sqrt可以直接被formula的实例包括匿名对象访问到,但是在lambda表达式中这个是不行的。
Lambda表达式中是无法访问到默认方法的,以下代码将无法编译:

Formula formula = (a) -> sqrt( a * 100);
Built-in Functional Interfaces


JDK 1.8 API包含了很多内建的函数式接口,在老Java中常用到的比如Comparator或者Runnable接口,这些接口都增加了@FunctionalInterface注解以便能用在lambda上。
Java 8 API同样还提供了很多全新的函数式接口来让工作更加方便,有一些接口是来自Google Guava库里的,即便你对这些很熟悉了,还是有必要看看这些是如何扩展到lambda上使用的。

Predicate接口

Predicate 接口只有一个参数,返回boolean类型。该接口包含多种默认方法来将Predicate组合成其他复杂的逻辑(比如:与,或,非):

Predicate<String> predicate = (s) -> s.length() > 0;


predicate.test("foo");              // true
predicate.negate().test("foo");     // false

Predicate<Boolean> nonNull = Objects::nonNull;
Predicate<Boolean> isNull = Objects::isNull;

Predicate<String> isEmpty = String::isEmpty;
Predicate<String> isNotEmpty = isEmpty.negate();



Function 接口

Function 接口有一个参数并且返回一个结果,并附带了一些可以和其他函数组合的默认方法(compose, andThen):

Function<String, Integer> toInteger = Integer::valueOf;
Function<String, String> backToString = toInteger.andThen(String::valueOf);



backToString.apply("123");     // "123"



Supplier 接口

Supplier 接口返回一个任意范型的值,和Function接口不同的是该接口没有任何参数

Supplier<Person> personSupplier = Person::new;
personSupplier.get();   // new Person


Consumer 接口

Consumer 接口表示执行在单个参数上的操作。

Consumer<Person> greeter = (p) -> System.out.println("Hello, " + p.firstName);
greeter.accept(new Person("Luke", "Skywalker"));


Comparator 接口

Comparator 是老Java中的经典接口, Java 8在此之上添加了多种默认方法:

Comparator<Person> comparator = (p1, p2) -> p1.firstName.compareTo(p2.firstName);


Person p1 = new Person("John", "Doe");
Person p2 = new Person("Alice", "Wonderland");

comparator.compare(p1, p2);             // > 0
comparator.reversed().compare(p1, p2);  // < 0



Optional 接口

Optional 不是函数是接口,这是个用来防止NullPointerException异常的辅助类型,这是下一届中将要用到的重要概念,现在先简单的看看这个接口能干什么:

Optional 被定义为一个简单的容器,其值可能是null或者不是null。在Java 8之前一般某个函数应该返回非空对象但是偶尔却可能返回了null,而在Java 8中,不推荐你返回null而是返回Optional。

Optional<String> optional = Optional.of("bam");


optional.isPresent();           // true
optional.get();                 // "bam"
optional.orElse("fallback");    // "bam"

optional.ifPresent((s) -> System.out.println(s.charAt(0)));     // "b"



Stream 接口

java.util.Stream 表示能应用在一组元素上一次执行的操作序列。Stream 操作分为中间操作或者最终操作两种,最终操作返回一特定类型的计算结果,而中间操作返回Stream本身,这样你就可以将多个操作依次串起来。Stream 的创建需要指定一个数据源,比如 java.util.Collection的子类,List或者Set, Map不支持。Stream的操作可以串行执行或者并行执行。

首先看看Stream是怎么用,首先创建实例代码的用到的数据List:

List<String> stringCollection = new ArrayList<>();
stringCollection.add("ddd2");
stringCollection.add("aaa2");
stringCollection.add("bbb1");
stringCollection.add("aaa1");
stringCollection.add("bbb3");
stringCollection.add("ccc");
stringCollection.add("bbb2");
stringCollection.add("ddd1");


Java 8扩展了集合类,可以通过 Collection.stream() 或者 Collection.parallelStream() 来创建一个Stream。下面几节将详细解释常用的Stream操作:

Filter 过滤

过滤通过一个predicate接口来过滤并只保留符合条件的元素,该操作属于中间操作,所以我们可以在过滤后的结果来应用其他Stream操作(比如forEach)。forEach需要一个函数来对过滤后的元素依次执行。forEach是一个最终操作,所以我们不能在forEach之后来执行其他Stream操作。

stringCollection
    .stream()
    .filter((s) -> s.startsWith("a"))
    .forEach(System.out::println);


// "aaa2", "aaa1"


Sort 排序

排序是一个中间操作,返回的是排序好后的Stream。如果你不指定一个自定义的Comparator则会使用默认排序。

stringCollection
    .stream()
    .sorted()
    .filter((s) -> s.startsWith("a"))
    .forEach(System.out::println);



// "aaa1", "aaa2"


需要注意的是,排序只创建了一个排列好后的Stream,而不会影响原有的数据源,排序之后原数据stringCollection是不会被修改的:

System.out.println(stringCollection);
// ddd2, aaa2, bbb1, aaa1, bbb3, ccc, bbb2, ddd1


Map 映射

中间操作map会将元素根据指定的Function接口来依次将元素转成另外的对象,下面的示例展示了将字符串转换为大写字符串。你也可以通过map来讲对象转换成其他类型,map返回的Stream类型是根据你map传递进去的函数的返回值决定的。

stringCollection
    .stream()
    .map(String::toUpperCase)
    .sorted((a, b) -> b.compareTo(a))
    .forEach(System.out::println);


// "DDD2", "DDD1", "CCC", "BBB3", "BBB2", "AAA2", "AAA1"


Match 匹配

Stream提供了多种匹配操作,允许检测指定的Predicate是否匹配整个Stream。所有的匹配操作都是最终操作,并返回一个boolean类型的值。

boolean anyStartsWithA = 
    stringCollection
        .stream()
        .anyMatch((s) -> s.startsWith("a"));



System.out.println(anyStartsWithA);      // true

boolean allStartsWithA = 
    stringCollection
        .stream()
        .allMatch((s) -> s.startsWith("a"));

System.out.println(allStartsWithA);      // false

boolean noneStartsWithZ = 
    stringCollection
        .stream()
        .noneMatch((s) -> s.startsWith("z"));

System.out.println(noneStartsWithZ);      // true

Count 计数

计数是一个最终操作,返回Stream中元素的个数,返回值类型是long。

long startsWithB = 
    stringCollection
        .stream()
        .filter((s) -> s.startsWith("b"))
        .count();



System.out.println(startsWithB);    // 3



Reduce 规约

这是一个最终操作,允许通过指定的函数来讲stream中的多个元素规约为一个元素,规越后的结果是通过Optional接口表示的:

Optional<String> reduced =
    stringCollection
        .stream()
        .sorted()
        .reduce((s1, s2) -> s1 + "#" + s2);


reduced.ifPresent(System.out::println);
// "aaa1#aaa2#bbb1#bbb2#bbb3#ccc#ddd1#ddd2"


并行Streams

前面提到过Stream有串行和并行两种,串行Stream上的操作是在一个线程中依次完成,而并行Stream则是在多个线程上同时执行。

下面的例子展示了是如何通过并行Stream来提升性能:

首先我们创建一个没有重复元素的大表:

int max = 1000000;
List<String> values = new ArrayList<>(max);
for (int i = 0; i < max; i++) {
    UUID uuid = UUID.randomUUID();
    values.add(uuid.toString());
}


然后我们计算一下排序这个Stream要耗时多久,
串行排序:

long t0 = System.nanoTime();


long count = values.stream().sorted().count();
System.out.println(count);

long t1 = System.nanoTime();

long millis = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(t1 - t0);
System.out.println(String.format("sequential sort took: %d ms", millis));


// 串行耗时: 899 ms


并行排序:

long t0 = System.nanoTime();


long count = values.parallelStream().sorted().count();
System.out.println(count);

long t1 = System.nanoTime();

long millis = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(t1 - t0);
System.out.println(String.format("parallel sort took: %d ms", millis));


// 并行排序耗时: 472 ms


上面两个代码几乎是一样的,但是并行版的快了50%之多,唯一需要做的改动就是将stream()改为parallelStream()。

Map

前面提到过,Map类型不支持stream,不过Map提供了一些新的有用的方法来处理一些日常任务。

Map<Integer, String> map = new HashMap<>();


for (int i = 0; i < 10; i++) {
    map.putIfAbsent(i, "val" + i);
}

map.forEach((id, val) -> System.out.println(val));
以上代码很容易理解, putIfAbsent 不需要我们做额外的存在性检查,而forEach则接收一个Consumer接口来对map里的每一个键值对进行操作。

下面的例子展示了map上的其他有用的函数:

map.computeIfPresent(3, (num, val) -> val + num);
map.get(3);             // val33


map.computeIfPresent(9, (num, val) -> null);
map.containsKey(9);     // false

map.computeIfAbsent(23, num -> "val" + num);
map.containsKey(23);    // true

map.computeIfAbsent(3, num -> "bam");
map.get(3);             // val33


接下来展示如何在Map里删除一个键值全都匹配的项:

map.remove(3, "val3");
map.get(3);             // val33



map.remove(3, "val33");
map.get(3);             // null


另外一个有用的方法:

map.getOrDefault(42, "not found");  // not found


对Map的元素做合并也变得很容易了:

map.merge(9, "val9", (value, newValue) -> value.concat(newValue));
map.get(9);             // val9


map.merge(9, "concat", (value, newValue) -> value.concat(newValue));
map.get(9);             // val9concat


Merge做的事情是如果键名不存在则插入,否则则对原键对应的值做合并操作并重新插入到map中。

九、Date API

Java 8 在包java.time下包含了一组全新的时间日期API。新的日期API和开源的Joda-Time库差不多,但又不完全一样,下面的例子展示了这组新API里最重要的一些部分:

Clock 时钟

Clock类提供了访问当前日期和时间的方法,Clock是时区敏感的,可以用来取代 System.currentTimeMillis() 来获取当前的微秒数。某一个特定的时间点也可以使用Instant类来表示,Instant类也可以用来创建老的java.util.Date对象。

Clock clock = Clock.systemDefaultZone();
long millis = clock.millis();


Instant instant = clock.instant();
Date legacyDate = Date.from(instant);   // legacy java.util.Date



Timezones 时区

在新API中时区使用ZoneId来表示。时区可以很方便的使用静态方法of来获取到。 时区定义了到UTS时间的时间差,在Instant时间点对象到本地日期对象之间转换的时候是极其重要的。

System.out.println(ZoneId.getAvailableZoneIds());
// prints all available timezone ids


ZoneId zone1 = ZoneId.of("Europe/Berlin");
ZoneId zone2 = ZoneId.of("Brazil/East");
System.out.println(zone1.getRules());
System.out.println(zone2.getRules());

// ZoneRules[currentStandardOffset=+01:00]
// ZoneRules[currentStandardOffset=-03:00]


LocalTime 本地时间

LocalTime 定义了一个没有时区信息的时间,例如 晚上10点,或者 17:30:15。下面的例子使用前面代码创建的时区创建了两个本地时间。之后比较时间并以小时和分钟为单位计算两个时间的时间差:

LocalTime now1 = LocalTime.now(zone1);
LocalTime now2 = LocalTime.now(zone2);


System.out.println(now1.isBefore(now2));  // false

long hoursBetween = ChronoUnit.HOURS.between(now1, now2);
long minutesBetween = ChronoUnit.MINUTES.between(now1, now2);

System.out.println(hoursBetween);       // -3
System.out.println(minutesBetween);     // -239


LocalTime 提供了多种工厂方法来简化对象的创建,包括解析时间字符串。

LocalTime late = LocalTime.of(23, 59, 59);
System.out.println(late);       // 23:59:59


DateTimeFormatter germanFormatter =
    DateTimeFormatter
        .ofLocalizedTime(FormatStyle.SHORT)
        .withLocale(Locale.GERMAN);

LocalTime leetTime = LocalTime.parse("13:37", germanFormatter);
System.out.println(leetTime);   // 13:37




LocalDate 本地日期

LocalDate 表示了一个确切的日期,比如 2014-03-11。该对象值是不可变的,用起来和LocalTime基本一致。下面的例子展示了如何给Date对象加减天/月/年。另外要注意的是这些对象是不可变的,操作返回的总是一个新实例。

LocalDate today = LocalDate.now();
LocalDate tomorrow = today.plus(1, ChronoUnit.DAYS);
LocalDate yesterday = tomorrow.minusDays(2);

LocalDate independenceDay = LocalDate.of(2014, Month.JULY, 4);
DayOfWeek dayOfWeek = independenceDay.getDayOfWeek();


System.out.println(dayOfWeek);    // FRIDAY


从字符串解析一个LocalDate类型和解析LocalTime一样简单:

DateTimeFormatter germanFormatter =
    DateTimeFormatter
        .ofLocalizedDate(FormatStyle.MEDIUM)
        .withLocale(Locale.GERMAN);

LocalDate xmas = LocalDate.parse("24.12.2014", germanFormatter);
System.out.println(xmas);   // 2014-12-24



LocalDateTime 本地日期时间

LocalDateTime 同时表示了时间和日期,相当于前两节内容合并到一个对象上了。LocalDateTime和LocalTime还有LocalDate一样,都是不可变的。LocalDateTime提供了一些能访问具体字段的方法。

LocalDateTime sylvester = LocalDateTime.of(2014, Month.DECEMBER, 31, 23, 59, 59);

DayOfWeek dayOfWeek = sylvester.getDayOfWeek();
System.out.println(dayOfWeek);      // WEDNESDAY

Month month = sylvester.getMonth();
System.out.println(month);          // DECEMBER

long minuteOfDay = sylvester.getLong(ChronoField.MINUTE_OF_DAY);
System.out.println(minuteOfDay);    // 1439


只要附加上时区信息,就可以将其转换为一个时间点Instant对象,Instant时间点对象可以很容易的转换为老式的java.util.Date。

Instant instant = sylvester
        .atZone(ZoneId.systemDefault())
        .toInstant();



Date legacyDate = Date.from(instant);
System.out.println(legacyDate);     // Wed Dec 31 23:59:59 CET 2014


格式化LocalDateTime和格式化时间和日期一样的,除了使用预定义好的格式外,我们也可以自己定义格式:

DateTimeFormatter formatter =
    DateTimeFormatter
        .ofPattern("MMM dd, yyyy - HH:mm");


LocalDateTime parsed = LocalDateTime.parse("Nov 03, 2014 - 07:13", formatter);
String string = formatter.format(parsed);
System.out.println(string);     // Nov 03, 2014 - 07:13


和java.text.NumberFormat不一样的是新版的DateTimeFormatter是不可变的,所以它是线程安全的。
关于时间日期格式的详细信息:http://download.java.net/jdk8/docs/api/java/time/format/DateTimeFormatter.html

十、Annotation 注解

在Java 8中支持多重注解了,先看个例子来理解一下是什么意思。
首先定义一个包装类Hints注解用来放置一组具体的Hint注解:

@interface Hints {
    Hint[] value();
}


@Repeatable(Hints.class)
@interface Hint {
    String value();
}


Java 8允许我们把同一个类型的注解使用多次,只需要给该注解标注一下@Repeatable即可。

例 1: 使用包装类当容器来存多个注解(老方法)


@Hints({@Hint("hint1"), @Hint("hint2")})
class Person {}


例 2:使用多重注解(新方法)


@Hint("hint1")
@Hint("hint2")
class Person {}


第二个例子里java编译器会隐性的帮你定义好@Hints注解,了解这一点有助于你用反射来获取这些信息:


Hint hint = Person.class.getAnnotation(Hint.class);
System.out.println(hint);                   // null

Hints hints1 = Person.class.getAnnotation(Hints.class);
System.out.println(hints1.value().length);  // 2

Hint[] hints2 = Person.class.getAnnotationsByType(Hint.class);
System.out.println(hints2.length);          // 2


即便我们没有在Person类上定义@Hints注解,我们还是可以通过 getAnnotation(Hints.class) 来获取 @Hints注解,更加方便的方法是使用 getAnnotationsByType 可以直接获取到所有的@Hint注解。
另外Java 8的注解还增加到两种新的target上了:

@Target({ElementType.TYPE_PARAMETER, ElementType.TYPE_USE})
@interface MyAnnotation {}

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