1、简介
Java 8 已经发布很久了，事实已经证明 Java 8 是一次重大的版本升级。在网上已经有很多介绍Java 8 新特性的文章，我也看了不少，都挺好的。为什么我还要再写关于Java 8 的文章呢，原因很简单：「我需要」。有些“轮子”还是需要重复造的，比如“学习”这个轮子，别人文章写得很棒，那是因为别人用心学习和总结的成果，你虽然看到这些文章产生了一些共鸣，但这些技能你真正掌握了吗？
虽然工作中也用到了一些，关于Java 8 的新特性，但也是简单实用而已。我的目的很简单就是系统梳理一下这些知识，亲身体验一下这些特性，多思考一下为什么，我相信这个重复造轮子的过程，自己会收获很多。
本文是翻译的文章，原文地址为：https://winterbe.com/posts/2014/03/16/java-8-tutorial/
2、接口的默认方法（Default Methods for Interfaces）
Java 8 给我们提供了 default 关键字，使用该关键字可以在接口中增加非抽象的方法实现，这个特性也被叫做 扩展方法（Extension Methods）
interface Formula {
double calculate(int a);
default double sqrt(int a) {
return Math.sqrt(a);
}
}
计算公式接口除了定义了抽象计算方法 calculate，还定义了一个默认实现的方法 sqrt。具体类只需要实现抽象计算方法，默认方法 sqrt 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
该公式是作为匿名对象实现的，代码非常冗长：6行代码用于实现如此简单的 sqrt（a * 100）。正如我们将在下一节中看到的，在Java 8中实现单个方法对象有一种更好的方法。
3、Lambdas 表达式（Lambda expressions）
我们先看一下java 8 之前如何对一个字符串List 排序：
//lambda expressions
List<String> fruits = Arrays.asList("orange", "watermelon", "banana", "apple");
//before java 8
Collections.sort(fruits, new Comparator<String>() {
@Override
public int compare(String a, String b) {
return b.compareTo(a);
}
});
静态方法 Collections.sort 接受一个 list 和比较方法来对给定的list元素排序。
我们总是需要创建匿名比较器传递给排序方法 sort 对集合元素进行排序。
而java 8 带来了更简洁的语法来实现，而不需要创建匿名对象，那就是 lambda 表达式：
Collections.sort(fruits, (String a, String b) -> {
return b.compareTo(a);
});
正如您所看到的，代码更短，更易于阅读。 但它可以变得更短：
Collections.sort(fruits, (String a, String b) -> b.compareTo(a));
对于一行方法体，我们可以省略大括号{}和return关键字，使它变得更简洁：
Collections.sort(fruits,(a,b)->a.compareTo(b));
或
Collections.sort(fruits,String::compareTo);
java编译器知道参数类型，因此也可以省略类型修饰它们。 接下来让我们深入了解lambda表达式如何被广泛使用的。
4、函数式接口（Functional Interfaces#）
lambda表达式是如何符合 Java 类型系统的？每个lambda对应于一个给定的类型，用一个接口来说明，而这个被称为函数式接口（functional interface）的接口必须仅仅包含一个抽象方法声明。因此默认的方法并不是抽象的，你可以给你的函数式接口自由地增加默认的方法。
我们可以使用任意的接口作为lambda表达式，只要这个接口只包含一个抽象方法。为了保证你的接口满足需求，你需要增加 @FunctionalInterface 注解。编译器知道这个注解，一旦你试图给这个接口增加第二个抽象方法声明时，它将抛出一个编译器错误。
@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
请记住，如果省略@FunctionalInterface注释，代码也是有效的。
5、方法和构造器引用（Method and Constructor References）
通过使用静态方法引用可以进一步简化上面的示例代码：
Converter<String, Integer> converter = Integer::valueOf;
Integer converted = converter.convert("123");
System.out.println(converted); // 123
Java 8允许您通过::关键字传递方法或构造函数的引用。 上面的示例显示了如何引用静态方法。 但我们也可以引用对象方法：
class Something {
String startsWith(String s) {
return String.valueOf(s.charAt(0));
}
}
Something something = new Something();
Converter<String, String> converter = something::startsWith;
String converted = converter.convert("Java");
System.out.println(converted); // "J"
让我们看看::关键字如何为构造函数工作。 首先，我们定义一个具有不同构造函数的示例bean：
class Person {
String firstName;
String lastName;
Person() {}
Person(String firstName, String lastName) {
this.firstName = firstName;
this.lastName = lastName;
}
}
下一步，我们指定一个Person的工厂接口，它用来创建新的Person：
interface PersonFactory<P extends Person> {
P create(String firstName, String lastName);
}
我们不是手动实现工厂，而是通过构造函数引用将所有内容粘合在一起：
PersonFactory<Person> personFactory = Person::new;
Person person = personFactory.create("Peter", "Parker");
我们通过Person::new创建了一个 Person 构造器的引用。Java编译器通过匹配 PersonFactory.create 方法的签名自动选择合适的构造器。
6、lambda 作用域（Lambda Scopes ）
从lambda表达式访问外部作用域变量与匿名对象非常相似。 您可以从本地外部作用域以及实例字段和静态变量访问 final 变量。
访问局部变量
lambda 表达式可以访问表达式外部的 final 局部变量
final int num = 1;
Converter<Integer, String> stringConverter =
(from) -> String.valueOf(from + num);
stringConverter.convert(2); // 3
但与匿名对象不同，变量num不必声明为final。 此代码也有效：
int num = 1;
Converter<Integer, String> stringConverter =
(from) -> String.valueOf(from + num);
stringConverter.convert(2); // 3
但是，对于要编译的代码，num必须是隐式 final 类型。 以下代码无法编译：
int num = 1;
Converter<Integer, String> stringConverter =
(from) -> String.valueOf(from + num);
num = 3;
在lambda表达式里对 num 赋值也同样是被禁止的。
访问字段和静态变量
与局部变量相比，我们对lambda表达式中的实例字段和静态变量都有读写访问权限。 这种行为在匿名对象中是众所周知的。
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);
};
}
}
访问默认接口方法
还记得前文中的公式示例吗？ 接口公式定义了一个默认方法sqrt，可以从包含匿名对象的每个公式实例访问该方法。 这不适用于lambda表达式。
无法从lambda表达式中访问默认方法。 以下代码无法编译：
Formula formula = (a) -> sqrt( a * 100);
7、内置功能接口（Built-in Functional Interfaces）
JDK 1.8 API 包含很多内置的功能接口。其中一些在旧的 Java 版本中就众所周知了，例如Comparator 以及 Runnable。通过@FunctionalInterface标记，这些现有的接口已被扩展为lambda所能支持的。
然而 Java 8 API 同样拥有众多新的功能接口来使你的使用更加简单。这些新接口中的一些从Google Guava 库中已经广为人知。即使你对此库很熟悉，你也应该仔细看看那些接口是如何通过一些有用的方法所扩展的。
谓词（Predicates）
谓词是一个参数的布尔值函数。 该接口包含各种默认方法，用于将谓词组合成复杂的逻辑术语（and, or, negate）
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();
函数（Functions）
函数接受一个参数并生成结果。 默认方法可用于将多个函数链接在一起（compose，andThen）。
Function<String, Integer> toInteger = Integer::valueOf;
Function<String, String> backToString = toInteger.andThen(String::valueOf);
backToString.apply("123"); // "123"
Suppliers
Suppliers 产生一个给定的泛型类型的结果。区别于函数，Suppliers 不接受参数。
Supplier<Person> personSupplier = Person::new;
personSupplier.get(); // new Person
Consumers
Consumers 表示要对单个输入参数执行的操作。
Consumer<Person> greeter = (p) -> System.out.println("Hello, " + p.firstName);
greeter.accept(new Person("Luke", "Skywalker"));
Comparators
比较器在Java的旧版本中是众所周知的。 Java 8为接口添加了各种默认方法。
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
Optionals
Optionals 不是功能接口，而是防止NullPointerException的一个很好的工具。
Optional 是对空或者非空的一个值的简单的容器。想象一下，一个应该返回非空值结果的方法却有时候什么也没返回。在Java 8 中，你将返回一个Optional 而不是null。
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"
8、流（Streams）
java.util.Stream表示可以在其上执行一个或多个操作的元素序列。 流操作是中间操作或终端操作。 当终端操作返回某种类型的结果时，中间操作会返回流本身，因此您可以连续链接多个方法调用。 流是在源上创建的，例如 列表或集合之类的java.util.Collection（不支持映射）。 流操作可以顺序执行或并行执行。
我们先来看看顺序流是如何工作的。 首先，我们以字符串列表的形式创建一个示例源：
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");
扩展了Java 8中的集合，因此您可以通过调用Collection.stream（）或Collection.parallelStream（）来创建流。 以下部分介绍了最常见的流操作。
Filter
过滤器接受谓词以过滤流的所有元素。 此操作是中间操作，它使我们能够对结果调用另一个流操作（forEach）。 ForEach接受为过滤流中的每个元素执行的使用者。 ForEach是一个终端操作。 它是无效的，所以我们不能调用另一个流操作。
stringCollection
.stream()
.filter((s) -> s.startsWith("a"))
.forEach(System.out::println);
// "aaa2", "aaa1"
Sorted
Sorted是一个中间操作，它返回流的排序视图。 除非您传递自定义比较器，否则元素按自然顺序排序。
stringCollection
.stream()
.sorted()
.filter((s) -> s.startsWith("a"))
.forEach(System.out::println);
// "aaa1", "aaa2"
请记住，sorted 真的仅仅对此stream创建一个排序的视图，它并不操纵背后的聚集（collection）。stringCollection 的顺序并未改变
Map
中间操作映射通过给定函数将每个元素转换为另一个对象。 以下示例将每个字符串转换为大写字符串。 但您也可以使用map将每个对象转换为另一种类型。 结果流的泛型类型取决于传递给map的函数的泛型类型。
stringCollection
.stream()
.map(String::toUpperCase)
.sorted((a, b) -> b.compareTo(a))
.forEach(System.out::println);
// "DDD2", "DDD1", "CCC", "BBB3", "BBB2", "AAA2", "AAA1"
Match
可以使用各种匹配操作来检查某个谓词是否与流匹配。 所有这些操作都是终端并返回一个布尔结果。
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
Count是一个终端操作，返回流中元素的数量为 long 型。
long startsWithB =
stringCollection
.stream()
.filter((s) -> s.startsWith("b"))
.count();
System.out.println(startsWithB); // 3
Reduce
该终端操作使用给定功能执行流的元素的减少。 结果是可选保持减少的值。
Optional<String> reduced =
stringCollection
.stream()
.sorted()
.reduce((s1, s2) -> s1 + "#" + s2);
reduced.ifPresent(System.out::println);
// "aaa1#aaa2#bbb1#bbb2#bbb3#ccc#ddd1#ddd2"
9、并行流（Parallel Streams）
如上所述，流可以是顺序的或并行的。 对顺序流的操作在单个线程上执行，而并行流上的操作在多个线程上并发执行。
如下例子证明了通过使用并发流是如何简单地提高运算性能的。
首先，我们创建一个无重复元素的大的list：
int max = 1000000;
List<String> values = new ArrayList<>(max);
for (int i = 0; i < max; i++) {
UUID uuid = UUID.randomUUID();
values.add(uuid.toString());
}
现在我们测量对此集合的流进行排序所需的时间。
顺序排序（顺序排序）
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));
// sequential sort took: 899 ms
并行排序（Parallel Sort）
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));
// parallel sort took: 472 ms
正如您所看到的，两个代码片段几乎完全相同，但并行排序大约快了50％。 您所要做的就是将stream（）更改为parallelStream（）。
10、Map
如前所述，Map 不支持流。 相反，Map 现在支持各种新的和有用的方法来执行常见任务。
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));
上面的代码应该是自我解释的：putIfAbsent阻止我们在null检查时写入额外的代码; forEach接受使用者对 Map 的每个值执行操作。
此示例显示如何使用函数在 Map 上计算代码：
ap.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，我们将学习如何删除给定键的条目，前提是它当前映射到给定值：
map.remove(3, "val3");
map.get(3); // val33
map.remove(3, "val33");
map.get(3); // null
另一种有用的方法
map.getOrDefault(42, "not found"); // not found
合并Map的元素非常简单：
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
如果不存在键的条目，则合并将键/值放入映射，或者将调用合并函数以更改现有值。
12、Date API
Java 8在java.time包下包含一个全新的日期和时间API。 新的Date API与Joda-Time库相当，但它不一样。 以下示例涵盖了此新API的最重要部分。
Clock
Clock 提供对当前日期和时间的访问。 Clock 知道时区，可以使用而不是System.currentTimeMillis（）来检索当前的毫秒数。 时间线上的这个瞬时点也由Instant类表示。 Instants可用于创建遗留的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
时区由ZoneId表示。 可以通过静态工厂方法轻松访问它们。 时区定义了在瞬间和本地日期和时间之间转换的重要偏移。
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
LocalTime表示没有时区的时间，例如 晚上10点或17:30:15。 以下示例为上面定义的时区创建两个本地时间。 然后我们比较两次并计算两次之间的小时和分钟差异。
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附带了各种工厂方法，以简化新实例的创建，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
LocalDate表示不同的日期，例如2014年3月11日。 它是不可变的，并且与LocalTime完全类似。 该示例演示了如何通过添加或减少天，月或年来计算新日期。 请记住，每个操作都会返回一个新实例。
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LocalDate就像解析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
LocalDateTime表示日期时间。 它将上面部分中显示的日期和时间组合成一个实例。 LocalDateTime是不可变的，其工作方式与LocalTime和LocalDate类似。 我们可以利用从日期时间检索某些字段的方法：
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
通过时区的附加信息，它可以转换为瞬间。 可以轻松地将实例转换为java.util.Date类型的旧日期。
Instant instant = sylvester
.atZone(ZoneId.systemDefault())
.toInstant();
Date legacyDate = Date.from(instant);
System.out.println(legacyDate); // Wed Dec 31 23:59:59 CET 2014
格式化日期时间就像格式化日期或时间一样。 我们可以使用自定义模式创建格式化程序，而不是使用预定义的格式。
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
与java.text.NumberFormat不同，新的DateTimeFormatter是不可变的和线程安全的。
13、注解（Annotations）
Java 8中的注解是可重复的。 让我们直接深入了解一个例子来解决这个问题。
首先，我们定义一个包装器注释，它包含实际注释的数组：
@interface Hints {
Hint[] value();
}
@Repeatable(Hints.class)
@interface Hint {
String value();
}
Java 8允许我们通过声明注解 @Repeatable 来使用相同类型的多个注解。
变式1：使用容器注解
@Hints({@Hint("hint1"), @Hint("hint2")})
class Person {}
变式2：使用可重复的注解
@Hint("hint1")
@Hint("hint2")
class Person {}
使用变式2，Java编译器可以隐式地设置 @Hints注解。这对于通过反射来阅读注解信息是很重要的。
int 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
虽然我们从未在Person类上声明@Hints批注，但它仍然可以通过getAnnotation（Hints.class）读取。 但是，更方便的方法是getAnnotationsByType，它允许直接访问所有带注解的@Hint注解。
此外，在Java8中对注解的使用被扩展到两个新的targets：
@Target({ElementType.TYPE_PARAMETER, ElementType.TYPE_USE})
@interface MyAnnotation {}
至此，Java 8 新特性指南就结束了，本文简单的介绍了一些新特性，还是比较使用的，在工作中如果需要用到以上的类似场景，不妨使用新特性试一试，也许会给你带来不一样的效果。Java 12 发布在即，再不学习真要掉队了。。。