都java19了，还不了解java8?一文带你深入了解java8新特性

关键词：

Java 8 (又称为 jdk 1.8) 是 Java 语言开发的一个主要版本。 Oracle 公司于 2014 年 3 月 18 日发布 Java 8 ，它支持函数式编程，新的 JavaScript 引擎，新的日期 API，新的Stream API 等。（文章很长，建议点赞收藏）

新特性

以下是Java 8 新增的部分特性，更多新特性了解请详细参考：​​Whats New in JDK 8​​

• Lambda 表达式
• 方法引用
• 函数式接口
• 默认方法
• Stream
• Optional 类
• Nashorn, JavaScript 引擎
• Date/Time API 新的日期时间 API
• Base64
• 新工具 − 新的编译工具，如：Nashorn引擎 jjs、 类依赖分析器jdeps。

一、Lambda 表达式

Lambda 表达式（也可称为闭包），它是推动 Java 8 发布的最重要新特性。
Lambda 表达式允许把​​函数作为一个方法的参数​​，可以取代大部分的匿名内部类，写出更优雅的 Java 代码，尤其在集合的遍历和其他集合操作中，可以极大地优化代码结构。

什么是 Lambda 表达式

先来看看 Lambda 表达式的​​官方解释​​：
Lambda 表达式（lambda expression）是一个匿名函数，Lambda表达式基于数学中的λ演算得名，直接对应于其中的lambda抽象（lambda abstraction），是一个​​匿名函数​​，即没有函数名的函数。

这样的解释还是让人摸不着头脑，那我们接着往下看。

首先介绍， Lambda 表达式的语法格式：​​() -> ​​

其中 () 用来描述参数列表， 用来描述方法体，-> 为 lambda运算符 ，读作(goes to)。
简单例子：
(int x, int y) -> x + y  //接收2个int型整数,返回他们的和
(String s) -> System.out.print(s) // 接受一个 string 对象,并在控制台打印,不返回任何值(看起来像是返回void)

前面我们说了 Lambda 表达式可以取代大部分的匿名内部类，举个例子：

@FunctionalInterface
public interface NoReturnMultiParam 
    void method(int a, int b);

public class Test 

    public void sayHello() 
        // 匿名类实现NoReturnMultiParam接口
        NoReturnMultiParam noReturnMultiParam = new NoReturnMultiParam() 
            @Override
            public void method(int a, int b) 
                System.out.println("param:a=" + a + ",b=" + b + "");
            
        ;
        // 调用接口
        noReturnMultiParam.method(1,2);
    

    public static void main(String[] args) 
        Test test = new Test();
        test.sayHello();
    

运行结果：​​param:a=1,b=2​​

接着，我们将匿名类实现替换为 Lambda表达式

public class Test 

    public void sayHello() 
        // Lambda实现NoReturnMultiParam接口
        NoReturnMultiParam lambda = (a, b) -> System.out.println("param:a=" + a + ",b=" + b + "");
        // 调用接口
        lambda.method(1,2);
    

    public static void main(String[] args) 
        Test test = new Test();
        test.sayHello();
    

运行结果与之前相同，可以看到，Lambda 表达式可以来定义行内执行的方法类型接口，免去了使用匿名方法的麻烦。
简单来说，在 Java 中可以将 Lambda 表达式看成一个接口的实现，但并不是所有的接口都可以使用 Lambda 表达式来实现。

Lambda 规定接口中只能有一个需要被实现的方法，即​​函数式接口​​，不是规定接口中只能有一个方法。

闭包问题

lambda 表达式只能引用标记了 ​​final​​ 的外层局部变量，这就是说不能在 lambda 内部修改定义在域外的局部变量，否则会编译错误。

public static void main(String[] args) 
        int c = 10;
        NoReturnMultiParam lambda = (a, b) -> System.out.println("param:a=" + a + ",b=" + b + ",c="+c);
        lambda.method(1,2);

这里c没有标识为​​final​​，但是没有被后续代码修改，所以在编译期间虚拟机会帮我们加上 final 修饰关键字（即隐性的具有 final 的语义）

修改代码，出现错误​​java: 从lambda 表达式引用的本地变量必须是最终变量或实际上的最终变量​​

public static void main(String[] args) 
        int c = 10;
        NoReturnMultiParam lambda = (a, b) -> System.out.println("param:a=" + a + ",b=" + b + ",c="+c);
        c = c + 2;
        lambda.method(1,2);

二、方法引用

方法引用通过方法的名字来指向一个方法，在使用 Lambda 表达式时，有时候我们不是必须要自己重写某个匿名内部类的方法，而是可以利用 Lambda 表达式的接口快速指向一个已经被实现的方法。

语法： 方法归属者::方法名 静态方法的归属者为类名，普通方法归属者为对象

Java 中 4 种不同方法的引用：
• 构造器引用 ClassName::new
• 静态方法引用 Class::static_method
• 特定类的任意对象的方法引用 Class::method
• 特定对象的方法引用 instance::method

代码示例：

package com.local.springboot.springbootservice.sysuser;

interface InstanceCreate 
    Test get();


@FunctionalInterface
interface ReturnMultiParam 
    int method(int a, int b);

public class Test 
    public static int addNum(int a, int b) 
        return a + b;
    

    public int deleteNum(int a, int b) 
        return a - b;
    
    public void sayHello() 
        System.out.println("Hello World");
    
    public static void main(String[] args) 

        ReturnMultiParam lambda = (a, b) -> addNum(a, b);
        System.out.println(lambda.method(1, 2));


        // 构造器引用
        InstanceCreate create = Test::new;
        System.out.println(create.get());

        // 静态方法引用
        ReturnMultiParam result = Test::addNum;
        System.out.println(result.method(1, 2));

        // 特定对象的方法引用
        Test test = new Test();
        ReturnMultiParam result2 = test::deleteNum;
        System.out.println(result2.method(2, 2));
    

运行结果：

3
com.local.springboot.springbootservice.sysuser.Test@179d3b25
3
0

三、函数式接口

上面提到接口中只有一个需要被实现的方法的接口，叫做函数式接口。

函数式接口需要用​​@FunctionalInterface​​注解修饰，要求接口中的抽象方法只有一个，但可以有多个非抽象方法。

函数式接口实例

函数式接口可以对现有的函数友好地支持 lambda。比如常用的​​Comparator​​或者​​Consumer​​接口。

比如常见的集合内元素的排序

List<Cat> list = new ArrayList<>();
list.add(new Cat(5,"Tom"));
list.add(new Cat(2,"Aimi"));
list.add(new Cat(3,"Doe"));

list.sort(new Comparator<Cat>() 
    @Override
    public int compare(Cat o1, Cat o2) 
        return o1.getIndex()- o2.getIndex();
    
);
list.forEach(item -> 
    System.out.println(item.toString());
);

在以前我们若要为集合内的元素排序，就必须调用 sort 方法，传入比较器匿名内部类重写 compare 方法，我们现在可以使用 lambda 表达式来简化代码。

list.sort((o1,o2)->o1.getIndex()-o2.getIndex());
//list.sort((Comparator.comparing(Cat::getIndex)));
list.forEach(item -> 
    System.out.println(item.toString());
);

更多函数式接口

JDK 1.8 之前已有的函数式接口:

• ​​java.lang.Runnable​​ • java.util.concurrent.Callable
• java.security.PrivilegedAction
• java.util.Comparator
• java.io.FileFilter
• java.nio.file.PathMatcher
• java.lang.reflect.InvocationHandler
• java.beans.PropertyChangeListener
• java.awt.event.ActionListener
• javax.swing.event.ChangeListener

JDK 1.8 新增加的函数接口：

• ​​java.util.function​​ java.util.function 它包含了很多类，用来支持 Java的 函数式编程，详细的函数式接口请查看源码。

四、默认方法

简单说，默认方法就是接口可以有实现方法，而且不需要实现类去实现其方法。
用法：只需在方法名前面加个 ​​default​​ 关键字即可实现默认方法。

被 default 修饰的方法会有默认实现，不是必须被实现的方法，所以不影响 Lambda 表达式的使用

相同的默认方法

当一个类实现多个接口，而且这些接口存在相同的默认方法，会发生什么情况呢？

interface Interface1
    default void print() 
        System.out.println("我是接口1默认方法实现!");
    


interface Interface2
    default void print() 
        System.out.println("我是接口2默认方法实现!");
    



public class InterfaceImpl implements Interface1, Interface2
    @Override
    public void print() 
        // 可以使用 super 来调用指定接口的默认方法
        // Interface1.super.print();
        System.out.println("我是接口实现类!");
    

    public static void main(String[] args) 
        InterfaceImpl interfaceImpl = new InterfaceImpl();
        interfaceImpl.print();
    

运行结果：

我是接口实现类!

当出现这种接口冲突，一般有两种解决方案 ​​覆盖重写接口的默认方法​​、​​使用 super 来调用指定接口的默认方法​​

静态默认方法

Java 8 中接口是可以声明静态方法（并且可以提供实现）的。例如：

interface Interface2
    default void print() 
        System.out.println("我是接口2默认方法实现!");
    
   // 静态方法
   static void doSomething()
      System.out.println("我是接口2中的静态方法");
   

为什么要有这个特性

说了这么多，那么问题来了，为什么要新增这个特性？

新增默认方法是为了解决接口的修改与现有的实现不兼容的问题。
我们都知道接口是面向抽象而不是面向具体编程的，所以当需要修改接口时，就需要修改全部实现改接口的类。
所以对于以前发布的版本，是做不到在修改接口的同时不影响已有的实现。

五、Stream

Java 8 API 添加了一个新的抽象称为流 Stream，可以让你以一种​​声明的方式​​处理数据。

​​语法糖​​ Stream 以一种类似用 SQL 语句从数据库查询数据的直观方式来提供一种对 ​​Java 集合运算和表达的高阶抽象​​。简单来说流是Java 8 中对Collection对象功能的加强。

流操作

【数据集合】 ->【数据源】 - > 【转换（聚合）操作】 ->【终点操作】

• Intermediate（转换操作）：中间操作都会返回流对象本身。就是说，仅仅调用到这类方法，并没有真正开始流的遍历。多次的转换操作只会在遇到终点操作之后，才会依次执行。

转换操作：map (mapToInt, flatMap 等)、 filter、 distinct、 sorted、 peek、 limit、 skip、 parallel...

• Terminal（终点操作）：一个流只能有一个 terminal 操作，当这个操作执行后，流就被使用“光”了，无法再被操作。所以这必定是流的最后一个操作。Terminal 操作的执行，才会真正开始流的遍历，并且会生成一个结果，或者一个 side effect。

终点操作：forEach、 forEachOrdered、 toArray、 reduce、 collect、 min、 max、 count、 anyMatch、 allMatch、 noneMatch、 findFirst、 findAny...

• Short-Circuiting（短路操作）：短路操作其实和终点操作也是一样的，可能不再返回一个流，或是返回一个被截取过的流。比如anyMatch方法，通过Predicate<T>接口返回了一个真值。由于流Stream在理论上是无限大的，短路操作被用以对流进行截取，把无限的变成有限的流，比如limit方法，可以限制获取数据源的数量。

短路操作：anyMatch、 allMatch、 noneMatch、 findFirst、 findAny、 limit...

外部迭代与内部迭代

这里值得一提的是以前对集合遍历都是通过Iterator或者for-each的方式，显式的在集合外部进行迭代， 这叫做​​外部迭代​​。与以前的Collection操作不同，流操作提供了​​内部迭代​​的方式， 通过访问者模式(Visitor)实现。

那什么是外部迭代和内部迭代呢？举个简单的列子：

比如你请人打扫房间，但有觉得不放心，于是你觉得现场指示工人先擦桌子，再拖地，最后洗碗...直到打扫完毕，这就是所谓的外部迭代，即显示地取出元素进行处理。
后来你和清洁工人熟悉之后，你只需要和她说把房间打扫干净，清洁工人自己选择先做什么，再做什么，你等着接收成果就行了。这就是内部迭代。

生成流

顶层集合类Collection添加了两个方法：​​stream()​​、​​parallelStream()​​。
• stream() − 为集合创建串行流。
• parallelStream() − 为集合创建并行流。

开启流计算时根据操作的数据量选择调用stream()或者parallelStream()

使用实例

forEach

Stream 提供了新的方法 forEach 来迭代流中的每个数据。

List<String> strings = Arrays.asList("abc", "bc", "efg", "abd","jkl");
strings.forEach(System.out::println);

map

map 方法用于映射每个元素到对应的结，以下代码片段使用 map 输出了元素对应的大写

List<String> strings = Arrays.asList("abc", "bc", "efg", "abd","jkl");
strings.stream().map(String::toUpperCase).sorted((a, b) -> b.compareTo(a)).forEach(System.out::println);

filter

filter 方法用于通过设置的条件过滤出元素。把除了​​abc​​的字符串过滤出来

List<String> strings = Arrays.asList("abc", "bc", "efg", "abd","jkl");
strings.stream().filter(string -> !"abc".equals(string)).forEach(System.out::println);

limit

limit 方法用于获取指定数量的流。 打印3条数据

List<String> strings = Arrays.asList("abc", "bc", "efg", "abd","jkl");
strings.stream().limit(3).forEach(System.out::println);

流操作简单说明

• ​​filter​​：用于过滤出满足条件的元素
• ​​distinct​​：去重，需要重写equals（）和hashCode（）
• ​​sorted​​：对元素进行排序
• ​​limit​​：返回前n个元素
• ​​skip​​：去掉前n个元素
• ​​map​​：方法用于映射每个元素对应的结果
• ​​flapMap​​：将流中的每一个元素T映射成为一个流，再把每一个流连接成一个流
• ​​anyMatch​​：是否存在任意一个元素满足条件（返回布尔值）
• ​​allMatch​​：是否所有元素都满足条件（返回布尔值）
• ​​noneMatch​​：是否所有元素都不满足条件（返回布尔值）
• ​​findAny​​：找到其中一个元素 （使用 stream() 时找到的是第一个元素；使用 parallelStream() 并行时找到的是其中一个元素）
• ​​findFirst​​：找到第一个元素
• ​​reduce​​：用于组合流中的元素，如求和，求积，求最大值等
• ​​count​​：返回流中元素个数，结果为 long 类型
• ​​collect​​：收集方法，我们很常用的是 collect(toList())，当然还有 collect(toSet()) 等，参数是一个收集器接口

Stream流式计算的使用

说了这么多，那么流使用好处以及对性能的影响如何呢？

Stream API 可以极大提高Java程序员的生产力，让程序员写出高效率、干净、简洁的代码。

通过实际示例对比了常规的集合类的过滤、封装、统计操作，几百的小数据量操作，常规外部迭代更快；数据量再大一点，stream()串行的流式计算会更快；上万级别的数据量后，parallelStream()并行流式计算会更快。

六、Optional 类

相信大家在编码中最常遇见的就是空指针异常，而Optional 类的引入就是为了很好地解决空指针异常。

​​Optional​​ 是个容器：它可以保存类型T的值，或者仅仅保存null。Optional提供很多有用的方法，这样我们就不用显式进行空值检测。

常用类方法

简单举例

​​orElse​​ 存在则返回​​aa​​，不存在则返回​​bb​​

Optional<String> string= Optional.of("aa");
string.orElse("bb");

七、日期时间 API

旧版日期时间API问题：
• ​​非线程安全​​： java.util.Date 是非线程安全的，所有的日期类都是可变的，这是Java日期类最大的问题之一。
• ​​日期/时间类的定义并不一致​​：在java.util和java.sql的包中都有日期类
• ​​时区处理麻烦​​：日期类并不提供国际化，没有时区支持

Java 8 在 ​​java.time​​ 包下提供了很多新的 API：
• ​​Local(本地)​​：简化了日期时间的处理，没有时区的问题。
• ​​Zoned(时区​​：通过制定的时区处理日期时间。

新的java.time包涵盖了所有处理日期，时间，日期/时间，时区，时刻（instants），过程（during）与时钟（clock）的操作。

使用时区的日期时间API

时区使用 ​​ZoneId​​ 来表示，使用静态方法​​of​​来获取时区

// 获取当前时间日期
ZonedDateTime date = ZonedDateTime.parse("2021-11-13T10:15:30+05:30[Asia/Shanghai]");
System.out.println("date: " + date);
        
ZoneId id = ZoneId.of("Europe/Paris");
System.out.println("ZoneId: " + id);
        
ZoneId currentZone = ZoneId.systemDefault();
System.out.println("当期时区: " + currentZone);

本地化日期时间API

LocalDate、LocalTime 、LocalDateTime 都是用于处理日期时间的 API，在处理日期时间时可以不用强制性指定时区

// 获取当前的日期时间
LocalDateTime currentTime = LocalDateTime.now();
System.out.println("当前时间: " + currentTime);//当前时间: 2016-04-15T16:55:48.668
  
LocalDate date1 = currentTime.toLocalDate();
System.out.println("date1: " + date1);//date1: 2016-04-15
  
Month month = currentTime.getMonth();
int day = currentTime.getDayOfMonth();
int seconds = currentTime.getSecond();
  
System.out.println("月: " + month +", 日: " + day +", 秒: " + seconds);//月: APRIL, 日: 15, 秒: 48
  
LocalDateTime date2 = currentTime.withDayOfMonth(10).withYear(2012);
System.out.println("date2: " + date2);//date2: 2012-04-10T16:55:48.668
  
// 12 december 2014
LocalDate date3 = LocalDate.of(2014, Month.DECEMBER, 12);
System.out.println("date3: " + date3);//date3: 2014-12-12
  
// 22 小时 15 分钟
LocalTime date4 = LocalTime.of(22, 15);
System.out.println("date4: " + date4);//date4: 22:15
  
// 解析字符串
LocalTime date5 = LocalTime.parse("20:15:30");
System.out.println("date5: " + date5);//date5: 20:15:30

自定义格式使用​​DateTimeFormatter​​，它是不可变的（线程安全）

LocalDateTime currentTime = LocalDateTime.now();
DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS");
System.out.println(formatter.format(currentTime));// 2021-11-13 10:34:55.731

八、Base64

在Java 8中，Base64编码已经成为Java类库的标准。
至于它的使用则十分简单，来看个例子：

// 编码
String base64encodedString = Base64.getEncoder().encodeToString("Java8-Base64".getBytes("utf-8"));
System.out.println(base64encodedString);

// 解码
String base64decodedString = new String(Base64.getDecoder().decode(base64encodedString), "utf-8");
System.out.println(base64decodedString);

输出结果为：

SmF2YTgtQmFzZTY0
Java8-Base64

此外，Base64工具类还提供了URL、MIME

九、Nashorn JavaScript引擎

Nashorn 是一个 javascript 引擎，使得JavaScript 代码可以在 Java 中执行，如下：

ScriptEngineManager scriptEngineManager = new ScriptEngineManager();
ScriptEngine nashorn = scriptEngineManager.getEngineByName("JavaScript");
System.out.println(engine.eval("function f()return 10;; f() + 1;"));//12

jjs

jjs是个基于Nashorn引擎的命令行工具。它接受一些JavaScript源代码为参数，并且执行这些源代码。

使用Nashorn运行脚本的示例

jjs script.js

在交互模式下运行Nashorn的示例

jjs
jjs> println("Hello, World!")
Hello, World!
jjs> quit()

将参数传递给Nashorn的示例

$ jjs -- a b c
jjs> arguments.join(", ")
a, b, c
jjs>

值得注意的是：

随着ECMAScript语言标准的快速发展，维护Nashorn引擎变得越发挑战，因此该引擎将在Java中废弃。Java11将声明弃用Nashorn JavaScript脚本引擎，被标注为​​@Deprecated(forRemoval=true)​​​。

十、类依赖分析器jdeps

jdeps是一个相当棒的命令行工具，它可以展示包层级和类层级的Java类依赖关系，它以.class文件、目录或者Jar文件为输入，然后会把依赖关系输出到控制台。

我们可以利用jedps分析下​查看详情