欢迎来到我对Java 8的介绍。本教程将逐步指导您了解所有新的语言特性。在简短简单的代码示例的支持下，您将学习如何使用默认接口方法、lambda表达式、方法引用和可重复注释。在本文的最后，您将熟悉最新的API变化，如流、功能接口、地图扩展和新的日期API。

Java 8允许我们利用default关键字向接口添加非抽象的方法实现。

此特性也称为扩展方法( Extension Methods.)。这是第一个例子:

interface Formula {
    double calculate(int a);

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

除了抽象方法calculate接口外，Formula还定义了默认方法sqrt。具体类只需实现抽象方法calculate 默认方法sqrt可以开箱即用。

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

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

该公式以匿名对象的形式实现。这段代码相当冗长:6行代码就可以完成这样一个简单的sqrt(a * 100)计算。正如我们将在下一节中看到的，在Java 8中有一种更好的实现单个方法对象的方法。

让我们从一个简单的例子开始，在以前的Java版本中如何对字符串列表排序:

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);
    }
});

静态实用方法Collections.sort接受一个列表和一个比较器，以便对给定列表的元素进行排序. 您经常会发现自己创建了匿名比较器并将它们传递给sort方法。

Java 8的语法要短得多，而不是整天创建匿名对象，

lambda expressions:

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

正如您所看到的，代码更短，更容易阅读。但它变得更短:

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

对于一行方法主体，可以跳过大括号{}和return关键字。但它变得更短:

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

java编译器知道参数类型，所以您也可以跳过它们。让我们更深入地了解lambda表达式在实际中是如何使用的

lambda表达式如何适应java类型系统?每个lambda对应于由接口指定的给定类型.一个所谓的函数接口必须包含一个抽象方法声明。

该类型的每个lambda表达式都将与这个抽象方法匹配。由于默认方法不是抽象的，您可以自由地将默认方法添加到函数接口中。

只要接口只包含一个抽象方法，我们就可以将任意接口作为lambda表达式使用。为了确保您的接口满足需求，您应该添加@FunctionalInterface注释。编译器知道这个注释，当您试图向接口添加第二个抽象方法声明时，就会抛出编译器错误。

Example:

@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@FunctionalInterface注释被省略，那么代码也是有效的。

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。上面的例子展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::关键字如何在构造函数中工作。首先，我们定义了一个带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;    }}

接下来，我们指定一个用于创建新人员的人员工厂接口:

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东西粘在一起:

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

通过Person::new创建对Person构造函数的引用。Java编译器通过匹配PersonFactory.create的签名自动选择正确的构造函数。

从lambda表达式访问外部作用域变量非常类似于匿名对象。您可以从本地外部作用域以及实例字段和静态变量访问最终变量。

访问局部变量

我们可以从lambda表达式的外部作用域读取最终局部变量:

final int num = 1;Converter<Integer, String> stringConverter =        (from) -> String.valueOf(from + num);stringConverter.convert(2);     // 3

但与匿名对象不同的是，变量num不必声明为final。此代码也是有效的:

int num = 1;Converter<Integer, String> stringConverter =        (from) -> String.valueOf(from + num);stringConverter.convert(2);     // 3

但是num必须是隐式的final，才能编译代码。以下代码无法编译:

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

也禁止从lambda表达式内写入num。

访问字段和静态变量

与局部变量相比，我们可以从lambda表达式中读写实例字段和静态变量。这种行为在匿名对象中很常见。

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);        };    }}

访问缺省接口方法

还记得第一部分的公式例子吗? 接口Formula定义了一个默认方法sqrt，可以从每个公式实例(包括匿名对象)访问该方法。这不适用于lambda表达式。

不能从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);

JDK 1.8 API包含许多内置的功能性接口。它们中的一些在较早的Java版本中很有名，比如Comparator或Runnable。通过@FunctionalInterface注释对这些现有接口进行了扩展，以支持Lambda。

但是Java 8 API也充满了新的功能接口，使您的生活更轻松。其中一些新接口来自 Google Guava库。即使您熟悉这个库，也应该密切关注这些接口是如何通过一些有用的方法扩展来扩展的。

谓词(Predicates)

谓词是一个参数的布尔值函数。该接口包含用于将谓词组合成复杂逻辑术语(和或否定)的各种默认方法。

Predicate<String> predicate = (s) -> s.length() > 0;predicate.test("foo");              // truepredicate.negate().test("foo");     // falsePredicate<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产生一个结果。默认方法可以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生成给定泛型类型的结果。与函数不同，,Suppliers不接受参数。

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

Consumers

消费者表示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

比较器在较早的Java版本中很有名。Java 8向接口中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);             // > 0comparator.reversed().compare(p1, p2);  // < 0

Optionals

可选对象不是函数接口，而是一个防止NullPointerException的漂亮实用工具。这是下一节的一个重要概念，所以让我们快速了解一下optional是如何工作的。

Optional是一个简单的值容器，它可以是空值或非空值。考虑一个可能返回非空结果但有时什么也不返回的方法。在Java 8中，不是返回null，而是返回一个Optional。

Optional<String> optional = Optional.of("bam");optional.isPresent();           // trueoptional.get();                 // "bam"optional.orElse("fallback");    // "bam"optional.ifPresent((s) -> System.out.println(s.charAt(0)));     // "b"

stream表示一个可以执行一个或多个操作的元素序列。流操作可以是中间操作，也可以是终端操作。终端操作返回某种类型的结果，而中间操作返回流本身，因此您可以在一行中链接多个方法调用。流是在源文件上创建的，例如java.util.Collection，如列表或集合(不支持映射)。流操作可以顺序执行，也可以并行执行。

让我们首先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");

Java 8中的集合被扩展了，所以你可以通过调用Collection.stream()或Collection.parallelStream()简单地创建流。下面的部分解释了最常见的流操作。

Filter

Filter接受一个谓词(predicate)来过滤流中的所有元素。这个操作是中间的，它使我们能够对结果调用另一个流操作(forEach)。ForEach 接受要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void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。元素按自然顺序排序，除非传递自定义Comparator。

stringCollection    .stream()    .sorted()    .filter((s) -> s.startsWith("a"))    .forEach(System.out::println);// "aaa1", "aaa2"

==请记住，sorted只创建流的排序视图，而不操作后台集合的顺序。stringCollection的顺序是不变的:==

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

Map

中间操作映射(Map)通过给定的函数将每个元素转换为另一个对象。下面的示例将每个字符串转换为大写字符串。但是您也可以使用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。

// 映射map 从小写变成大写, 并按照从小到大排序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terminal，并返回一个布尔结果。

// 是否有至少一个以a开头的存在?boolean anyStartsWithA =    stringCollection        .stream()        .anyMatch((s) -> s.startsWith("a"));System.out.println(anyStartsWithA);      // true//是否全都是以a开头?boolean allStartsWithA =    stringCollection        .stream()        .allMatch((s) -> s.startsWith("a"));System.out.println(allStartsWithA);      // false// 是否不存在以z开头?boolean noneStartsWithZ =    stringCollection        .stream()        .noneMatch((s) -> s.startsWith("z"));System.out.println(noneStartsWithZ);      // true

Count

Count是一个终端操作，将流中的元素个数作为long返回。

// 以B开头的个数long startsWithB =    stringCollection        .stream()        .filter((s) -> s.startsWith("b"))        .count();System.out.println(startsWithB);    // 3

Reduce

这个终端操作使用给定函数对流中的元素进行还原。结果是一个可选(Optional)的保存减少的值。

Optional<String> reduced =    stringCollection        .stream()        .sorted()        .reduce((s1, s2) -> s1 + "#" + s2);reduced.ifPresent(System.out::println);// "aaa1#aaa2#bbb1#bbb2#bbb3#ccc#ddd1#ddd2"

如上所述，流可以是顺序的，也可以是并行的。顺序流上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。

下面的示例演示了通过使用并行流来提高性能是多么容易。

首先，我们创建了一系列独特元素:

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

现在我们测量对这个集合的流进行排序所花费的时间。

Sequential Sort

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

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

正如您可以看到的，这两个代码片段几乎是相同的，但并行排序大约快50%。您需要做的就是将stream()更改为parallelStream()。

如前所述，映射不支持流。相反，映射现在支持各种新的、有用的方法来完成常见的任务。

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));

上面的代码应该是不言自明的:putIfAbsent阻止我们写额外的if null检查;forEach接受一个消费者来为映射的每个值执行操作。

这个例子展示了如何使用函数在mao上计算代码:

map.computeIfPresent(3, (num, val) -> val + num);map.get(3);             // val33map.computeIfPresent(9, (num, val) -> null);map.containsKey(9);     // falsemap.computeIfAbsent(23, num -> "val" + num);map.containsKey(23);    // truemap.computeIfAbsent(3, num -> "bam");map.get(3);             // val33

接下来，我们学习如何删除一个给定键的条目，仅当它当前映射到一个给定值时:

map.remove(3, "val3");map.get(3);             // val33map.remove(3, "val33");map.get(3);             // null

另一个有用的方法:

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

合并一个map条目是很容易的:

map.merge(9, "val9", (value, newValue) -> value.concat(newValue));map.get(9);             // val9map.merge(9, "concat", (value, newValue) -> value.concat(newValue));map.get(9);             // val9concat

合并要么把键/值放到映射中，如果键不存在，要么调用合并函数来改变现有的值。

Java 8在Java .time包下包含了一个全新的日期和Date API。新的Date API可以与J Joda-Time库相比较，但是它们是不同的。下面的示例涵盖了这个新API的最重要部分。

Clock

Clock提供对当前日期和时间的访问。时钟知道一个时区，可以用来代替System.currentTimeMillis()来检索当前的毫秒数。这种时间线上的瞬时点也可以用Instant类表示。instant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

时区用ZoneId表示。可以通过静态工厂方法轻松地访问它们。时区定义了在瞬间和本地日期和时间之间进行转换时非常重要的偏移量。

System.out.println(ZoneId.getAvailableZoneIds());// prints all available timezone idsZoneId 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。下面的示例为上面定义的时区创建两个本地时间。然后我们比较这两个时间，并计算这两个时间的

LocalTime now1 = LocalTime.now(zone1);LocalTime now2 = LocalTime.now(zone2);System.out.println(now1.isBefore(now2));  // falselong hoursBetween = ChronoUnit.HOURS.between(now1, now2);long minutesBetween = ChronoUnit.MINUTES.between(now1, now2);System.out.println(hoursBetween);       // -3System.out.println(minutesBetween);     // -239

LocalTime附带了各种工厂方法来简化新实例的创建，包括时间字符串的解析。

LocalTime late = LocalTime.of(23, 59, 59);System.out.println(late);       // 23:59:59DateTimeFormatter germanFormatter =    DateTimeFormatter        .ofLocalizedTime(FormatStyle.SHORT)        .withLocale(Locale.GERMAN);LocalTime leetTime = LocalTime.parse("13:37", germanFormatter);System.out.println(leetTime);   // 13:37

LocalDate

LocalDate表示一个不同的日期，例如2014-03-11。它是不可变的，工作方式与LocalTime完全类似。该示例演示了如何通过增加或减少日、月或年来计算新的日期。请记住，每个操作都返回一个新实例。

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

从字符串中解析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**。它将上面的日期和时间合并到一个实例中。LocalDateTime是不可变的，工作原理类似于LocalTime和LocalDate。我们可以利用方法从日期-时间中检索某些字段:

LocalDateTime sylvester = LocalDateTime.of(2014, Month.DECEMBER, 31, 23, 59, 59);DayOfWeek dayOfWeek = sylvester.getDayOfWeek();System.out.println(dayOfWeek);      // WEDNESDAYMonth month = sylvester.getMonth();System.out.println(month);          // DECEMBERlong minuteOfDay = sylvester.getLong(ChronoField.MINUTE_OF_DAY);System.out.println(minuteOfDay);    // 1439

通过附加的时区信息，可以将其转换为瞬间。瞬间可以很容易地转换为java.util.Date类型的遗留日期。

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。我们可以从自定义模式创建格式化器，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。

Java 8中的注释是可重复的。让我们直接进入一个例子来解决这个问题。

首先，我们定义一个包装注释，它包含一个实际注释的数组:

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

Java 8允许我们通过声明注释@Repeatable来使用相同类型的多个注释。

变体1:使用容器注释(旧式)

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

变体2:使用可重复的注释(新学校)

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

通过使用变体2,java编译器隐式地在底层设置@Hints注释。这对于通过反射阅读注释信息很重要。

Hint hint = Person.class.getAnnotation(Hint.class);System.out.println(hint);                   // nullHints hints1 = Person.class.getAnnotation(Hints.class);System.out.println(hints1.value().length);  // 2Hint[] hints2 = Person.class.getAnnotationsByType(Hint.class);System.out.println(hints2.length);          // 2

尽管我们从来没有在Person类上声明@Hints注释，但通过getnotation (hint .class)仍然可读。然而，更方便的方法是getAnnotationsByType，它允许直接访问所有带注释的@Hin注释。

此外，Java 8中注释的使用扩展到了两个新的目标:

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