【读书笔记】《写给大忙人看的Java SE 8》——Java8新特性总结

原文来自：https://www.cnblogs.com/justcooooode/p/7701260.html

阅读目录

• 接口中的默认方法和静态方法
• 函数式接口和Lambda表达式
• Stream API
• 新的日期和时间 API
• 杂项改进
• 参考资料

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接口中的默认方法和静态方法

先考虑一个问题，如何向Java中的集合库中增加方法？例如在Java 8中向Collection接口中添加了一个forEach方法。

如果在Java 8之前，对于接口来说，其中的方法必须都为抽象方法，也就是说接口中不允许有接口的实现，那么就需要对每个实现Collection接口的类都需要实现一个forEach方法。

但这就会造成在给接口添加新方法的同时影响了已有的实现，所以Java设计人员引入了接口默认方法，其目的是为了解决接口的修改与已有的实现不兼容的问题，接口默认方法可以作为库、框架向前兼容的一种手段。

默认方法就像一个普通Java方法，只是方法用default关键字修饰。

下面来举一个简单的例子

public interface Person {
    //默认方法
    default String getName(String name) {
        return name;
    }
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
public class Student implements Person {

}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Student();
        String name = p.getName("小李");
        System.out.println(name);
    }
}

我们定义了一个Person接口，其中getName是一个默认方法。接着编写一个实现类，可以从结果中看到，虽然Student是空的，但是仍然可以实现getName方法。

显然默认接口的出现打破了之前的一些基本规则，使用时要注意几个问题。

考虑如果接口中定义了一个默认方法，而另外一个父类或者接口中又定义了一个同名的方法，该选择哪个？

1. 选择父类中的接口。如果一个父类提供了具体的实现方法，那么接口中具有相同名称和参数的默认方法会被忽略。

2. 接口冲突。如果一个父接口提供了一个默认方法，而另一个接口也提供了具有相同名称和参数类型的方法（不管该方法是否是默认方法），那么必须通过覆盖方法来解决。

记住一个原则，就是“类优先”，即当类和接口都有一个同名方法时，只有父类中的方法会起作用。

“类优先”原则可以保证与Java 7的兼容性。如果你再接口中添加了一个默认方法，它对Java 8以前编写的代码不会产生任何影响。

下面来说说静态方法。

静态方法就像一个普通Java静态方法，但方法的权限修饰只能是public或者不写。

默认方法和静态方法使Java的功能更加丰富。

在Java 8中Collection接口中就添加了四个默认方法，stream()、parallelStream()、forEach()和removeIf()。Comparator接口也增加了许多默认方法和静态方法。

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函数式接口和Lambda表达式

函数式接口（Functional Interface）是只包含一个方法的抽象接口。

比如Java标准库中的java.lang.Runnable，java.util.concurrent.Callable就是典型的函数式接口。

在Java 8中通过@FunctionalInterface注解，将一个接口标注为函数式接口，该接口只能包含一个抽象方法。

@FunctionalInterface注解不是必须的，只要接口只包含一个抽象方法，虚拟机会自动判断该接口为函数式接口。

一般建议在接口上使用@FunctionalInterface注解进行声明，以免他人错误地往接口中添加新方法，如果在你的接口中定义了第二个抽象方法的话，编译器会报错。

函数式接口是为Java 8中的lambda而设计的，lambda表达式的方法体其实就是函数接口的实现。

为什么要使用lambda表达式？

“lambda表达式”是一段可以传递的代码，因为他可以被执行一次或多次。我们先回顾一下之前在Java中一直使用的相似的代码块。

当我们在一个线程中执行一些逻辑时，通常会将代码放在一个实现Runnable接口的类的run方法中，如下所示：

new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 10; i++)
                    System.out.println("Without Lambda Expression");
            }}).start();

然后通过创建实例来启动一个新的线程。run方法内包含了一个新线程中需要执行的代码。

再来看另一个例子，如果想利用字符串长度排序而不是默认的字典顺序排序，就需要自定义一个实现Comparator接口的类，然后将对象传递给sort方法。

class LengthComparator implements Comparator<String> {
    @Override
    public int compare(String s1, String s2) {
        return Integer.compare(s1.length(), s2.length());
    }
}
Arrays.sort(strings, new LengthComparator());

按钮回调是另一个例子。将回调操作放在了一个实现了监听器接口的类的一个方法中。

JButton button = new JButton("click");

button.addActionListener(new ActionListener() {    
    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        System.out.println("Without Lambda Expression");
    }
});

这三个例子中，出现了相同方式，一段代码被传递给其他调用者——一个新线程、是一个排序方法或者是一个按钮。这段代码会在稍后被调用。

在Java中传递代码并不是很容易，不可能将代码块到处传递。你不得不构建一个类的对象，由他的某个方法来包含所需的代码。

而lambda表达式实际上就是代码块的传递的实现。其语法结构如下：

(parameters) -> expression 或者 (parameters) -> {statements;}

括号里的参数可以省略其类型，编译器会根据上下文来推导参数的类型，你也可以显式地指定参数类型，如果没有参数，括号内可以为空。

方法体，如果有多行功能语句用大括号括起来，如果只有一行功能语句则可以省略大括号。

new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 100; i++)
                System.out.println("Lambda Expression");
        }).start();

Comparator<String> c = (s1, s2) -> Integer.compare(s1.length(), s2.length());

button.addActionListener(e -> System.out.println("Lambda Expression"));

可以看到lambda表达式使代码变得简单，代替了匿名内部类。

下面来说一下方法引用，方法引用是lambda表达式的一种简写形式。 如果lambda表达式只是调用一个特定的已经存在的方法，则可以使用方法引用。

使用“::”操作符将方法名和对象或类的名字分隔开来。以下是四种使用情况：

• 对象::实例方法
• 类::静态方法
• 类::实例方法
• 类::new

Arrays.sort(strings, String::compareToIgnoreCase);
// 等价于
Arrays.sort(strings, (s1, s2) -> s1.compareToIgnoreCase(s2));

上面的代码就是第三种情况，对lambda表达式又一次进行了简化。

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Stream API

当处理集合时，通常会迭代所有元素并对其中的每一个进行处理。例如，我们希望统计一个字符串类型数组中，所有长度大于3的元素。

String[] strArr = { "Java8", "new", "feature", "Stream", "API" };
        int count = 0;
        for (String s : strArr) {
            if (s.length() > 3)
                count++;
        }

通常我们都会使用这段代码来统计，并没有什么错误，只是它很难被并行计算。这也是Java8引入大量操作符的原因，在Java8中，实现相同功能的操作符如下所示：

long count = Stream.of(strArr).filter(w -> w.length() > 3).count();

stream方法会为字符串列表生成一个Stream。filter方法会返回只包含字符串长度大于3的一个Stream，然后通过count方法计数。

一个Stream表面上与一个集合很类似，允许你改变和获取数据，但实际上却有很大区别：

1. Stream自己不会存储元素。元素可能被存储在底层的集合中，或者根据需要产生出来。
2. Stream操作符不会改变源对象。相反，他们返回一个持有新结果的Stream。
3. Stream操作符可能是延迟执行的。意思是它们会等到需要结果的时候才执行。

Stream相对于循环操作有更好的可读性。并且可以并行计算：

long count = Arrays.asList(strArr).parallelStream().filter(w -> w.length() > 3).count();

只需要把stream方法改成parallelStream，就可以让Stream去并行执行过滤和统计操作。

Stream遵循“做什么，而不是怎么去做”的原则。只需要描述需要做什么，而不用考虑程序是怎样实现的。

Stream很像Iterator，单向，只能遍历一遍。但是Stream可以只通过一行代码就实现多线程的并行计算。

当使用Stream时，会有三个阶段：

1. 创建一个Stream。
2. 在一个或多个步骤中，将初始Stream转化到另一个Stream的中间操作。
3. 使用一个终止操作来产生一个结果。该操作会强制他之前的延迟操作立即执行。在这之后，该Stream就不会在被使用了。

从着三个阶段来看，对应着三种类型的方法，首先是Stream的创建方法。

// 1. Individual values
Stream stream = Stream.of("a", "b", "c");
// 2. Arrays
String [] strArray = new String[] {"a", "b", "c"};
stream = Stream.of(strArray);
stream = Arrays.stream(strArray);
// 3. Collections
List<String> list = Arrays.asList(strArray);
stream = list.stream();

中间操作包括：map (mapToInt, flatMap 等)、 filter、distinct、sorted、peek、limit、skip、parallel、sequential、unordered。

终止操作包括：forEach、forEachOrdered、toArray、reduce、collect、min、max、count、anyMatch、allMatch、noneMatch、findFirst、findAny、iterator。

关于Stream的每个方法如何使用就不展开了，更详尽的介绍看这篇文章：https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-java8streamapi/

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新的日期和时间 API

Java8 引入了一个新的日期和时间API，位于java.time包下。

新的日期和时间API借鉴了Joda Time库，其作者也为同一人，但它们并不是完全一样的，做了很多改进。

下面来说一下几个常用的类。首先是Instant，一个Instant对象表示时间轴上的一个点。

Instant.now()会返回当前的瞬时点（格林威治时间）。Instant.MIN和Instant.MAX分别为十亿年前和十亿年后。

如下代码可以计算某算法的运行时间：

Instant start = Instant.now();
runAlgorithm();
Instant end = Instant.now();
Duration timeElapsed = Duration.between(start, end);
long millis = timeElapsed.toMillis();

Duration对象表示两个瞬时点间的时间量。可以通过不同的方法，换算成各种时间单位。

上面所说的绝对时间并不能应用到生活中去，所以新的Java API中提供了两种人类时间，本地日期/时间和带时区的时间。

LocalDate是一个带有年份、月份和天数的日期。创建他可以使用静态方法now或者of。

LocalDate today = LocalDate.now();
LocalDate myBirthday = LocalDate.of(1994, 03, 15);
// use Enum
myBirthday = LocalDate.of(1994, Month.MARCH, 15);

System.out.println(today); // 2017-10-23
System.out.println(myBirthday); // 1994-03-15

下面是LocalDate中的一些常用方法：

LocalTime表示一天中的某个时间，同样可以使用now或者of来创建实例。

LocalTime rightNow = LocalTime.now();
LocalTime bedTime = LocalTime.of(2, 0);
System.out.println(rightNow); // 01:26:17.139
System.out.println(bedTime); // 02:00

LocalDateTime表示一个日期和时间，用法和上面类似。

上面几种日期时间类都属于本地时间，下面来说一下带时区的时间。

ZonedDateTime通过设置时区的id来创建一个带时区的时间。

ZonedDateTime beijingOlympicOpenning = ZonedDateTime.of(2008, 8, 8, 20, 0, 0, 0, ZoneId.of("Asia/Shanghai"));
System.out.println(beijingOlympicOpenning); // 2008-08-08T20:00+08:00[Asia/Shanghai]

更新后的API同样加入了新的格式化类DateTimeFormatter。DateTimeFormatter提供了三种格式化方法来打印日期/时间：

• 预定义的标准格式

String formattered = DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE_TIME.format(beijingOlympicOpenning);
System.out.println(formattered); // 2008-08-08T20:00:00

DateTimeFormatter类提供了多种预定义的标准格式可供使用。

• 语言环境相关的格式

标准格式主要用于机器可读的时间戳。为了让人能够读懂日期和时间，你需要使用语言环境相关的格式。

Java8提供了4种风格，SHORT、MEDIUM、LONG、FULL。

String formattered = DateTimeFormatter.ofLocalizedDateTime(FormatStyle.FULL).format(beijingOlympicOpenning);
System.out.println(formattered);    //2008年8月8日 星期五 下午08时00分00秒 CST

• 自定义的格式

或者你也可以自定义日期和时间的格式。

String formattered = DateTimeFormatter.ofPattern("E yyyy-MM-dd HH:mm").format(beijingOlympicOpenning);
System.out.println(formattered); // 星期五 2008-08-08 20:00

  下图中为一些常用的模式元素。

新的API提供了从字符串解析出日期/时间的parse静态方法和与遗留类（java.util.Date、java.sql.Time和java.txt.DateFormat等）互相转换的方法。

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杂项改进

 Java8在String类中只添加了一个新方法，就是join，该方法实现了字符串的拼接，可以把它看作split方法的逆操作。

String joined = String.join(".", "www", "cnblogs", "com");
System.out.println(joined); // www.cnblogs.com

数字包装类提供了BYTES静态方法，以byte为单位返回长度。

所有八种包装类都提供了静态的hashCode方法。

Short、Integer、Long、Float和Double这5种类型分别提供了了sum、max和min，用来在流操作中作为聚合函数使用。

集合类和接口中添加的方法：

Java8为使用流读取文件行及访问目录项提供了一些简便的方法（Files.lines和Files.list）。同时也提供了进行Base64编码/解码的方法。

Java8对GUI编程（JavaFX）、并发等方面也做了改进，本文没有一一列出。

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