JAVA8十大新特性詳解（精編）
一、介面的預設方法
Java 8允許我們給介面新增一個非抽象的方法實現，只需要使用 default關鍵字即可，這個特徵又叫做擴充套件方法，示例如下：
interface Formula {
double calculate(int a);
default double sqrt(int a) {
return Math.sqrt(a);
}
}
Formula介面在擁有calculate方法之外同時還定義了sqrt方法，實現了Formula介面的子類只需要實現一個calculate方法，預設方法sqrt將在子類上可以直接使用。
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被實現為一個匿名類的例項，該程式碼非常容易理解，6行程式碼實現了計算 sqrt(a * 100)。在下一節中，我們將會看到實現單方法介面的更簡單的做法。
譯者注： 在Java中只有單繼承，如果要讓一個類賦予新的特性，通常是使用介面來實現，在C++中支援多繼承，允許一個子類同時具有多個父類的介面與功能，在其他語言中，讓一個類同時具有其他的可複用程式碼的方法叫做mixin。新的Java 8 的這個特新在編譯器實現的角度上來說更加接近Scala的trait。 在C#中也有名為擴充套件方法的概念，允許給已存在的型別擴充套件方法，和Java 8的這個在語義上有差別。
二、Lambda 表示式
首先看看在老版本的Java中是如何排列字串的：
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);
}
});
只需要給靜態方法 Collections.sort 傳入一個List物件以及一個比較器來按指定順序排列。通常做法都是建立一個匿名的比較器物件然後將其傳遞給sort方法。
在Java 8 中你就沒必要使用這種傳統的匿名物件的方式了，Java 8提供了更簡潔的語法，lambda表示式：
Collections.sort(names, (String a, String b) -> {
return b.compareTo(a);
});
看到了吧，程式碼變得更段且更具有可讀性，但是實際上還可以寫得更短：
Collections.sort(names, (String a, String b) -> b.compareTo(a));
對於函式體只有一行程式碼的，你可以去掉大括號{}以及return關鍵字，但是你還可以寫得更短點：
Collections.sort(names, (a, b) -> b.compareTo(a));
Java編譯器可以自動推匯出引數型別，所以你可以不用再寫一次型別。接下來我們看看lambda表示式還能作出什麼更方便的東西來
三、函式式介面
Lambda表示式是如何在java的型別系統中表示的呢？每一個lambda表示式都對應一個型別，通常是介面型別。而“函式式介面”是指僅僅只包含一個抽象方法的介面，每一個該型別的lambda表示式都會被匹配到這個抽象方法。因為 預設方法 不算抽象方法，所以你也可以給你的函式式介面新增預設方法。
我們可以將lambda表示式當作任意只包含一個抽象方法的介面型別，確保你的介面一定達到這個要求，你只需要給你的介面新增 @FunctionalInterface 註解，編譯器如果發現你標註了這個註解的介面有多於一個抽象方法的時候會報錯的。
@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如果沒有指定，上面的程式碼也是對的。
譯者注 將lambda表示式對映到一個單方法的介面上，這種做法在Java 8之前就有別的語言實現，比如Rhino JavaScript直譯器，如果一個函式引數接收一個單方法的介面而你傳遞的是一個function，Rhino 直譯器會自動做一個單介面的例項到function的介面卡，典型的應用場景有 org.w3c.dom.events.EventTarget 的addEventListener 第二個引數 EventListener。
四、方法與建構函式引用
前一節中的程式碼還可以通過靜態方法引用來表示：
Converter<String, Integer> converter = Integer::valueOf;
Integer converted = converter.convert("123");
System.out.println(converted);// 123
Java 8 允許你使用 :: 關鍵字來傳遞方法或者建構函式引用，上面的程式碼展示瞭如何引用一個靜態方法，我們也可以引用一個物件的方法：
converter = something::startsWith;
String converted = converter.convert("Java");
System.out.println(converted);// "J"
接下來看看建構函式是如何使用::關鍵字來引用的，首先我們定義一個包含多個建構函式的簡單類：
class Person {
String firstName;
String lastName;
Person() {}
Person(String firstName, String lastName) {
this.firstName = firstName;
this.lastName = lastName;
}
}
接下來我們指定一個用來建立Person物件的物件工廠介面：
interface PersonFactory<P extends Person> {
P create(String firstName, String lastName);
}
這裡我們使用建構函式引用來將他們關聯起來，而不是實現一個完整的工廠：
PersonFactory<Person> personFactory = Person::new;
Person person = personFactory.create("Peter", "Parker");
我們只需要使用 Person::new 來獲取Person類建構函式的引用，Java編譯器會自動根據PersonFactory.create方法的簽名來選擇合適的建構函式。
五、Lambda 作用域
在lambda表示式中訪問外層作用域和老版本的匿名物件中的方式很相似。你可以直接訪問標記了final的外層區域性變數，或者例項的欄位以及靜態變數。
六、訪問區域性變數
我們可以直接在lambda表示式中訪問外層的區域性變數：
final int num = 1; Converter<Integer, String> stringConverter = (from) -> String.valueOf(from + num); stringConverter.convert(2);// 3
但是和匿名物件不同的是，這裡的變數num可以不用宣告為final，該程式碼同樣正確：
int num = 1; Converter<Integer, String> stringConverter = (from) -> String.valueOf(from + num); stringConverter.convert(2);// 3
不過這裡的num必須不可被後面的程式碼修改（即隱性的具有final的語義），例如下面的就無法編譯：
int num = 1; Converter<Integer, String> stringConverter = (from) -> String.valueOf(from + num); num = 3;
在lambda表示式中試圖修改num同樣是不允許的。
七、訪問物件欄位與靜態變數
和本地變數不同的是，lambda內部對於例項的欄位以及靜態變數是即可讀又可寫。該行為和匿名物件是一致的：
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、訪問介面的預設方法
還記得第一節中的formula例子麼，介面Formula定義了一個預設方法sqrt可以直接被formula的例項包括匿名物件訪問到，但是在lambda表示式中這個是不行的。
Lambda表示式中是無法訪問到預設方法的，以下程式碼將無法編譯：
Formula formula = (a) -> sqrt( a * 100); Built-in Functional Interfaces
JDK 1.8 API包含了很多內建的函式式介面，在老Java中常用到的比如Comparator或者Runnable介面，這些介面都增加了@FunctionalInterface註解以便能用在lambda上。
Java 8 API同樣還提供了很多全新的函式式介面來讓工作更加方便，有一些介面是來自Google Guava庫裡的，即便你對這些很熟悉了，還是有必要看看這些是如何擴充套件到lambda上使用的。
Predicate介面
Predicate 介面只有一個引數，返回 boolean 型別。該介面包含多種預設方法來將Predicate組合成其他複雜的邏輯（比如：與，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 介面
Function 介面有一個引數並且返回一個結果，並附帶了一些可以和其他函式組合的預設方法（compose, andThen）：
Function<String, Integer> toInteger = Integer::valueOf;
Function<String, String> backToString = toInteger.andThen(String::valueOf);
backToString.apply("123");// "123"
Supplier 介面
Supplier 介面返回一個任意範型的值，和Function介面不同的是該介面沒有任何引數
Supplier<Person> personSupplier = Person::new; personSupplier.get();// new Person
Consumer 介面
Consumer 介面表示執行在單個引數上的操作。
Consumer<Person> greeter = (p) -> System.out.println("Hello, " + p.firstName);
greeter.accept(new Person("Luke", "Skywalker"));
Comparator 介面
Comparator 是老Java中的經典介面， Java 8在此之上添加了多種預設方法：
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 介面
Optional 不是函式是介面，這是個用來防止NullPointerException異常的輔助型別，這是下一屆中將要用到的重要概念，現在先簡單的看看這個介面能幹什麼：
Optional 被定義為一個簡單的容器，其值可能是null或者不是null。在Java 8之前一般某個函式應該返回非空物件但是偶爾卻可能返回了null，而在Java 8中，不推薦你返回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 介面
java.util.Stream 表示能應用在一組元素上一次執行的操作序列。Stream 操作分為中間操作或者最終操作兩種，最終操作返回一特定型別的計算結果，而中間操作返回Stream本身，這樣你就可以將多個操作依次串起來。Stream 的建立需要指定一個數據源，比如 java.util.Collection的子類，List或者Set， Map不支援。Stream的操作可以序列執行或者並行執行。
首先看看Stream是怎麼用，首先建立例項程式碼的用到的資料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擴充套件了集合類，可以通過 Collection.stream() 或者 Collection.parallelStream() 來建立一個Stream。下面幾節將詳細解釋常用的Stream操作：
Filter 過濾
過濾通過一個predicate介面來過濾並只保留符合條件的元素，該操作屬於中間操作，所以我們可以在過濾後的結果來應用其他Stream操作（比如forEach）。forEach需要一個函式來對過濾後的元素依次執行。forEach是一個最終操作，所以我們不能在forEach之後來執行其他Stream操作。
stringCollection
.stream()
.filter((s) -> s.startsWith("a"))
.forEach(System.out::println);
// "aaa2", "aaa1"
Sort 排序
排序是一箇中間操作，返回的是排序好後的Stream。如果你不指定一個自定義的Comparator則會使用預設排序。
stringCollection
.stream()
.sorted()
.filter((s) -> s.startsWith("a"))
.forEach(System.out::println);
// "aaa1", "aaa2"
需要注意的是，排序只建立了一個排列好後的Stream，而不會影響原有的資料來源，排序之後原資料stringCollection是不會被修改的。
System.out.println(stringCollection); // ddd2, aaa2, bbb1, aaa1, bbb3, ccc, bbb2, ddd1
Map 對映
中間操作map會將元素根據指定的Function介面來依次將元素轉成另外的物件，下面的示例展示了將字串轉換為大寫字串。你也可以通過map來講物件轉換成其他型別，map返回的Stream型別是根據你map傳遞進去的函式的返回值決定的。
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提供了多種匹配操作，允許檢測指定的Predicate是否匹配整個Stream。所有的匹配操作都是最終操作，並返回一個boolean型別的值。
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 計數
計數是一個最終操作，返回Stream中元素的個數，返回值型別是long。
long startsWithB =
stringCollection
.stream()
.filter((s) -> s.startsWith("b"))
.count();
System.out.println(startsWithB);// 3
Reduce 規約
這是一個最終操作，允許通過指定的函式來講stream中的多個元素規約為一個元素，規越後的結果是通過Optional介面表示的：
Optional<String> reduced = stringCollection .stream() .sorted() .reduce((s1, s2) -> s1 + "#" + s2); reduced.ifPresent(System.out::println); // "aaa1#aaa2#bbb1#bbb2#bbb3#ccc#ddd1#ddd2"
並行Streams
前面提到過Stream有序列和並行兩種，序列Stream上的操作是在一個執行緒中依次完成，而並行Stream則是在多個執行緒上同時執行。
下面的例子展示了是如何通過並行Stream來提升效能：
首先我們建立一個沒有重複元素的大表
int max = 1000000;
List<String> values = new ArrayList<>(max);
for (int i = 0; i < max; i++) {
UUID uuid = UUID.randomUUID();
values.add(uuid.toString());
}
然後我們計算一下排序這個Stream要耗時多久，
序列排序：
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));
// 序列耗時: 899 ms
並行排序：
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));
// 並行排序耗時: 472 ms
上面兩個程式碼幾乎是一樣的，但是並行版的快了50%之多，唯一需要做的改動就是將stream()改為parallelStream()。
Map
前面提到過，Map型別不支援stream，不過Map提供了一些新的有用的方法來處理一些日常任務。
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));
以上程式碼很容易理解， putIfAbsent 不需要我們做額外的存在性檢查，而forEach則接收一個Consumer介面來對map裡的每一個鍵值對進行操作。
下面的例子展示了map上的其他有用的函式：
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
接下來展示如何在Map裡刪除一個鍵值全都匹配的項
map.remove(3, "val3"); map.get(3);// val33 map.remove(3, "val33"); map.get(3);// null
另外一個有用的方法
map.getOrDefault(42, "not found");// not found
對Map的元素做合併也變得很容易了：
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做的事情是如果鍵名不存在則插入，否則則對原鍵對應的值做合併操作並重新插入到map中。
九、Date API
Java 8 在包java.time下包含了一組全新的時間日期API。新的日期API和開源的Joda-Time庫差不多，但又不完全一樣，下面的例子展示了這組新API裡最重要的一些部分：
Clock 時鐘
Clock類提供了訪問當前日期和時間的方法，Clock是時區敏感的，可以用來取代 System.currentTimeMillis() 來獲取當前的微秒數。某一個特定的時間點也可以使用Instant類來表示，Instant類也可以用來建立老的java.util.Date物件。
Clock clock = Clock.systemDefaultZone(); long millis = clock.millis(); Instant instant = clock.instant(); Date legacyDate = Date.from(instant);// legacy java.util.Date
Timezones 時區
在新API中時區使用ZoneId來表示。時區可以很方便的使用靜態方法of來獲取到。 時區定義了到UTS時間的時間差，在Instant時間點物件到本地日期物件之間轉換的時候是極其重要的。
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 本地時間
LocalTime 定義了一個沒有時區資訊的時間，例如 晚上10點，或者 17:30:15。下面的例子使用前面程式碼建立的時區建立了兩個本地時間。之後比較時間並以小時和分鐘為單位計算兩個時間的時間差：
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 提供了多種工廠方法來簡化物件的建立，包括解析時間字串。
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 表示了一個確切的日期，比如 2014-03-11。該物件值是不可變的，用起來和LocalTime基本一致。下面的例子展示瞭如何給Date物件加減天/月/年。另外要注意的是這些物件是不可變的，操作返回的總是一個新例項。
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
從字串解析一個LocalDate型別和解析LocalTime一樣簡單：
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 本地日期時間
LocalDateTime 同時表示了時間和日期，相當於前兩節內容合併到一個物件上了。LocalDateTime和LocalTime還有LocalDate一樣，都是不可變的。LocalDateTime提供了一些能訪問具體欄位的方法。
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
只要附加上時區資訊，就可以將其轉換為一個時間點Instant物件，Instant時間點物件可以很容易的轉換為老式的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和格式化時間和日期一樣的，除了使用預定義好的格式外，我們也可以自己定義格式：
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不一樣的是新版的DateTimeFormatter是不可變的，所以它是執行緒安全的。
關於時間日期格式的詳細資訊： http://download.java.net/jdk8/docs/api/java/time/format/DateTimeFormatter.html
十、Annotation 註解
在Java 8中支援多重註解了，先看個例子來理解一下是什麼意思。
首先定義一個包裝類Hints註解用來放置一組具體的Hint註解：
@interface Hints {
Hint[] value();
}
@Repeatable(Hints.class)
@interface Hint {
String value();
}
Java 8允許我們把同一個型別的註解使用多次，只需要給該註解標註一下@Repeatable即可。
例 1: 使用包裝類當容器來存多個註解（老方法）
@Hints({@Hint("hint1"), @Hint("hint2")})
class Person {}
例 2：使用多重註解（新方法）
@Hint("hint1")
@Hint("hint2")
class Person {}
第二個例子裡java編譯器會隱性的幫你定義好@Hints註解，瞭解這一點有助於你用反射來獲取這些資訊：
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
即便我們沒有在Person類上定義@Hints註解，我們還是可以通過 getAnnotation(Hints.class) 來獲取 @Hints註解，更加方便的方法是使用 getAnnotationsByType 可以直接獲取到所有的@Hint註解。
另外Java 8的註解還增加到兩種新的target上了：
@Target({ElementType.TYPE_PARAMETER, ElementType.TYPE_USE})
@interface MyAnnotation {}
關於Java 8的新特性就寫到這了，肯定還有更多的特性等待發掘。JDK 1.8裡還有很多很有用的東西，比如Arrays.parallelSort, StampedLock和CompletableFuture等等。
文末彩蛋
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