Java8 新特性
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接口的默认方法(Default Methods for Interfaces)
Java 8 使我们能够通过使用 default 关键字向接口添加非抽象方法实现。 此功能也称为虚拟扩展方法。
第一个例子：
interface Formula{
double calculate(int a);
default double sqrt(int a) {
return Math.sqrt(a);
}
}
Formula 接口中除了抽象方法计算接口公式还定义了默认方法 sqrt。 实现该接口的类只需要实现抽象方法 calculate。 默认方法sqrt 可以直接使用。当然你也可以直接通过接口创建对象，然后实现接口中的默认方法就可以了，我们通过代码演示一下这种方式。
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 通过匿名内部类方式访问接口
Formula formula = new Formula() {
@Override
public double calculate(int a) {
return sqrt(a * 100);
}
};
System.out.println(formula.calculate(100)); // 100.0
System.out.println(formula.sqrt(16)); // 4.0
}
}
formula 是作为匿名对象实现的。该代码非常容易理解，6 行代码实现了计算 sqrt(a * 100)。在下一节中，我们将会看到在 Java 8 中实现单个方法对象有一种更好更方便的方法。
Lambda 表达式(Lambda expressions)
首先看看在老版本的 Java 中是如何排列字符串的：
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);
}
});
只需要给静态方法Collections.sort 传入一个 List 对象以及一个比较器来按指定顺序排列。通常做法都是创建一个匿名的比较器对象然后将其传递给 sort 方法。
在 Java 8 中你就没必要使用这种传统的匿名对象的方式了，Java 8 提供了更简洁的语法，lambda 表达式：
Collections.sort(names, (String a, String b) -> {
return b.compareTo(a);
});
可以看出，代码变得更短且更具有可读性，但是实际上还可以写得更短：
Collections.sort(names, (String a, String b) -> b.compareTo(a));
对于函数体只有一行代码的，你可以去掉大括号{}以及 return 关键字，但是你还可以写得更短点：
names.sort((a, b) -> b.compareTo(a));
List 类本身就有一个 sort 方法。并且 Java 编译器可以自动推导出参数类型，所以你可以不用再写一次类型。接下来我们看看 lambda 表达式还有什么其他用法。
函数式接口(Functional Interfaces)
Java 语言设计者们投入了大量精力来思考如何使现有的函数友好地支持 Lambda。最终采取的方法是：增加函数式接口的概念。“函数式接口”是指仅仅只包含一个抽象方法,但是可以有多个非抽象方法(也就是上面提到的默认方法)的接口。 像这样的接口，可以被隐式转换为 lambda 表达式。java.lang.Runnable 与 java.util.concurrent.Callable 是函数式接口最典型的两个例子。Java 8 增加了一种特殊的注解@FunctionalInterface,但是这个注解通常不是必须的(某些情况建议使用)，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，这样的话，编译器如果发现你标注了这个注解的接口有多于一个抽象方法的时候会报错的。
示例：
@FunctionalInterface
public interface Converter<F, T> {
T convert(F from);
}
// TODO 将数字字符串转换为整数类型
Converter<String, Integer> converter = (from) -> Integer.valueOf(from);
Integer converted = converter.convert("123");
System.out.println(converted.getClass()); //class java.lang.Integer
大部分函数式接口都不用我们自己写，Java8 都给我们实现好了，这些接口都在 java.util.function 包里。
方法和构造函数引用(Method and Constructor References)
前一节中的代码还可以通过静态方法引用来表示：
Converter<String, Integer> converter = Integer::valueOf;
Integer converted = converter.convert("123");
System.out.println(converted.getClass()); //class java.lang.Integer
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"
接下来看看构造函数是如何使用::关键字来引用的，首先我们定义一个包含多个构造函数的简单类：
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来创建 Person 对象的对象工厂接口：
interface PersonFactory<P extends Person> {
P create(String firstName, String lastName);
}
这里我们使用构造函数引用来将他们关联起来，而不是手动实现一个完整的工厂：
PersonFactory<Person> personFactory = Person::new;
Person person = personFactory.create("Peter", "Parker");
我们只需要使用 Person::new 来获取 Person 类构造函数的引用，Java 编译器会自动根据PersonFactory.create方法的参数类型来选择合适的构造函数。
Lambda 表达式作用域(Lambda Scopes)
访问局部变量
我们可以直接在 lambda 表达式中访问外部的局部变量：
final int num = 1;
Converter<Integer, String> stringConverter =
(from) -> String.valueOf(from + num);
stringConverter.convert(2); // 3
但是和匿名对象不同的是，这里的变量 num 可以不用声明为 final，该代码同样正确：
int num = 1;
Converter<Integer, String> stringConverter =
(from) -> String.valueOf(from + num);
stringConverter.convert(2); // 3
不过这里的 num 必须不可被后面的代码修改（即隐性的具有 final 的语义），例如下面的就无法编译：
int num = 1;
Converter<Integer, String> stringConverter =
(from) -> String.valueOf(from + num);
num = 3;//在lambda表达式中试图修改num同样是不允许的。
访问字段和静态变量
与局部变量相比，我们在 lambda 表达式中对实例字段和静态变量都有读写访问权限。 该行为和匿名对象是一致的。
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);
};
}
}
访问默认接口方法
还记得第一节中的 formula 示例吗？ Formula 接口定义了一个默认方法sqrt，可以从包含匿名对象的每个 formula 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,故以下代码无法编译：
Formula formula = (a) -> sqrt(a * 100);
内置函数式接口(Built-in Functional Interfaces)
JDK 1.8 API 包含许多内置函数式接口。 其中一些接口在老版本的 Java 中是比较常见的比如：Comparator 或Runnable，这些接口都增加了@FunctionalInterface注解以便能用在 lambda 表达式上。
但是 Java 8 API 同样还提供了很多全新的函数式接口来让你的编程工作更加方便，有一些接口是来自 Google Guava 库里的，即便你对这些很熟悉了，还是有必要看看这些是如何扩展到 lambda 上使用的。
Predicate
Predicate 接口是只有一个参数的返回布尔类型值的 断言型 接口。该接口包含多种默认方法来将 Predicate 组合成其他复杂的逻辑（比如：与，或，非）：
Predicate 接口源码如下
package java.util.function;
import java.util.Objects;
@FunctionalInterface
public interface Predicate<T> {
// 该方法是接受一个传入类型,返回一个布尔值.此方法应用于判断.
boolean test(T t);
//and方法与关系型运算符"&&"相似，两边都成立才返回true
default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) {
Objects.requireNonNull(other);
return (t) -> test(t) && other.test(t);
}
// 与关系运算符"!"相似，对判断进行取反
default Predicate<T> negate() {
return (t) -> !test(t);
}
//or方法与关系型运算符"||"相似，两边只要有一个成立就返回true
default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other) {
Objects.requireNonNull(other);
return (t) -> test(t) || other.test(t);
}
// 该方法接收一个Object对象,返回一个Predicate类型.此方法用于判断第一个test的方法与第二个test方法相同(equal).
static <T> Predicate<T> isEqual(Object targetRef) {
return (null == targetRef)
? Objects::isNull
: object -> targetRef.equals(object);
}
示例：
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
Function 接口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 接口源码如下
package java.util.function;
import java.util.Objects;
@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {
//将Function对象应用到输入的参数上，然后返回计算结果。
R apply(T t);
//将两个Function整合，并返回一个能够执行两个Function对象功能的Function对象。
default <V> Function<V, R> compose(Function<? super V, ? extends T> before) {
Objects.requireNonNull(before);
return (V v) -> apply(before.apply(v));
}
//
default <V> Function<T, V> andThen(Function<? super R, ? extends V> after) {
Objects.requireNonNull(after);
return (T t) -> after.apply(apply(t));
}
static <T> Function<T, T> identity() {
return t -> t;
}
}
Function<String, Integer> toInteger = Integer::valueOf;
Function<String, String> backToString = toInteger.andThen(String::valueOf);
backToString.apply("123"); // "123"
Supplier
Supplier 接口产生给定泛型类型的结果。 与 Function 接口不同，Supplier 接口不接受参数。
Supplier<Person> personSupplier = Person::new;
personSupplier.get(); // new Person
Consumer
Consumer 接口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"));
Comparator
Comparator 是老 Java 中的经典接口， Java 8 在此之上添加了多种默认方法：
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
Optional
Optional 不是函数式接口，而是用于防止 NullPointerException 的漂亮工具。这是下一节的一个重要概念，让我们快速了解一下 Optional 的工作原理。
Optional 是一个简单的容器，其值可能是 null 或者不是 null。在 Java 8 之前一般某个函数应该返回非空对象但是有时却什么也没有返回，而在 Java 8 中，你应该返回 Optional 而不是 null。
//of()：为非null的值创建一个Optional
Optional<String> optional = Optional.of("bam");
// isPresent()：如果值存在返回true，否则返回false
optional.isPresent(); // true
//get()：如果Optional有值则将其返回，否则抛出NoSuchElementException
optional.get(); // "bam"
//orElse()：如果有值则将其返回，否则返回指定的其它值
optional.orElse("fallback"); // "bam"
//ifPresent()：如果Optional实例有值则为其调用consumer，否则不做处理
optional.ifPresent((s) -> System.out.println(s.charAt(0))); // "b"
Streams(流)
java.util.Stream 表示能应用在一组元素上一次执行的操作序列。Stream 操作分为中间操作或者最终操作两种，最终操作返回一特定类型的计算结果，而中间操作返回 Stream 本身，这样你就可以将多个操作依次串起来。Stream 的创建需要指定一个数据源，比如java.util.Collection 的子类，List 或者 Set， Map 不支持。Stream 的操作可以串行执行或者并行执行。
首先看看 Stream 是怎么用，首先创建实例代码需要用到的数据 List：
List<String> stringList = new ArrayList<>();
stringList.add("ddd2");
stringList.add("aaa2");
stringList.add("bbb1");
stringList.add("aaa1");
stringList.add("bbb3");
stringList.add("ccc");
stringList.add("bbb2");
stringList.add("ddd1");
Java 8 扩展了集合类，可以通过 Collection.stream() 或者 Collection.parallelStream() 来创建一个 Stream。下面几节将详细解释常用的 Stream 操作：
Filter(过滤)
过滤通过一个 predicate 接口来过滤并只保留符合条件的元素，该操作属于中间操作，所以我们可以在过滤后的结果来应用其他 Stream 操作（比如 forEach）。forEach 需要一个函数来对过滤后的元素依次执行。forEach 是一个最终操作，所以我们不能在 forEach 之后来执行其他 Stream 操作。
// 测试 Filter(过滤)
stringList
.stream()
.filter((s) -> s.startsWith("a"))
.forEach(System.out::println);//aaa2 aaa1
forEach 是为 Lambda 而设计的，保持了最紧凑的风格。而且 Lambda 表达式本身是可以重用的，非常方便。
Sorted(排序)
排序是一个 中间操作，返回的是排序好后的 Stream。如果你不指定一个自定义的 Comparator 则会使用默认排序。
// 测试 Sort (排序)
stringList
.stream()
.sorted()
.filter((s) -> s.startsWith("a"))
.forEach(System.out::println);// aaa1 aaa2
需要注意的是，排序只创建了一个排列好后的 Stream，而不会影响原有的数据源，排序之后原数据 stringList 是不会被修改的：
System.out.println(stringList);// ddd2, aaa2, bbb1, aaa1, bbb3, ccc, bbb2, ddd1
Map(映射)
中间操作 map 会将元素根据指定的 Function 接口来依次将元素转成另外的对象。
下面的示例展示了将字符串转换为大写字符串。你也可以通过 map 来将对象转换成其他类型，map 返回的 Stream 类型是根据你 map 传递进去的函数的返回值决定的。
// 测试 Map 操作
stringList
.stream()
.map(String::toUpperCase)
.sorted((a, b) -> b.compareTo(a))
.forEach(System.out::println);// "DDD2", "DDD1", "CCC", "BBB3", "BBB2", "BBB1", "AAA2", "AAA1"
Match(匹配)
Stream 提供了多种匹配操作，允许检测指定的 Predicate 是否匹配整个 Stream。所有的匹配操作都是 最终操作 ，并返回一个 boolean 类型的值。
// 测试 Match (匹配)操作
boolean anyStartsWithA =
stringList
.stream()
.anyMatch((s) -> s.startsWith("a"));
System.out.println(anyStartsWithA); // true
boolean allStartsWithA =
stringList
.stream()
.allMatch((s) -> s.startsWith("a"));
System.out.println(allStartsWithA); // false
boolean noneStartsWithZ =
stringList
.stream()
.noneMatch((s) -> s.startsWith("z"));
System.out.println(noneStartsWithZ); // true
Count(计数)
计数是一个 最终操作，返回 Stream 中元素的个数，返回值类型是 long。
//测试 Count (计数)操作
long startsWithB =
stringList
.stream()
.filter((s) -> s.startsWith("b"))
.count();
System.out.println(startsWithB); // 3
Reduce(规约)
这是一个 最终操作 ，允许通过指定的函数来将 stream 中的多个元素规约为一个元素，规约后的结果是通过 Optional 接口表示的：
//测试 Reduce (规约)操作
Optional<String> reduced =
stringList
.stream()
.sorted()
.reduce((s1, s2) -> s1 + "#" + s2);
reduced.ifPresent(System.out::println);//aaa1#aaa2#bbb1#bbb2#bbb3#ccc#ddd1#ddd2
这个方法的主要作用是把 Stream 元素组合起来。它提供一个起始值（种子），然后依照运算规则（BinaryOperator），和前面 Stream 的第一个、第二个、第 n 个元素组合。从这个意义上说，字符串拼接、数值的 sum、min、max、average 都是特殊的 reduce。例如 Stream 的 sum 就相当于Integer sum = integers.reduce(0, (a, b) -> a+b);也有没有起始值的情况，这时会把 Stream 的前面两个元素组合起来，返回的是 Optional。
// 字符串连接，concat = "ABCD"
String concat = Stream.of("A", "B", "C", "D").reduce("", String::concat);
// 求最小值，minValue = -3.0
double minValue = Stream.of(-1.5, 1.0, -3.0, -2.0).reduce(Double.MAX_VALUE, Double::min);
// 求和，sumValue = 10, 有起始值
int sumValue = Stream.of(1, 2, 3, 4).reduce(0, Integer::sum);
// 求和，sumValue = 10, 无起始值
Optional<Integer> sumValue = Stream.of(1, 2, 3, 4).reduce(Integer::sum).get();
// 过滤，字符串连接，concat = "ace"
concat = Stream.of("a", "B", "c", "D", "e", "F").
filter(x -> x.compareTo("Z") > 0).
reduce("", String::concat);
上面代码例如第一个示例的 reduce()，第一个参数（空白字符）即为起始值，第二个参数（String::concat）为 BinaryOperator。这类有起始值的 reduce() 都返回具体的对象。而对于第四个示例没有起始值的 reduce()，由于可能没有足够的元素，返回的是 Optional，请留意这个区别。更多内容查看：IBM：Java 8 中的 Streams API 详解
Parallel Streams(并行流)
前面提到过 Stream 有串行和并行两种，串行 Stream 上的操作是在一个线程中依次完成，而并行 Stream 则是在多个线程上同时执行。
下面的例子展示了是如何通过并行 Stream 来提升性能：
首先我们创建一个没有重复元素的大表：
int max = 1000000;
List<String> values = new ArrayList<>(max);
for (int i = 0; i < max; i++) {
UUID uuid = UUID.randomUUID();
values.add(uuid.toString());
}
我们分别用串行和并行两种方式对其进行排序，最后看看所用时间的对比。
Sequential Sort(串行排序)
//串行排序
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));
1000000
sequential sort took: 709 ms//串行排序所用的时间
Parallel Sort(并行排序)
//并行排序
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));
1000000
parallel sort took: 475 ms//并行排序所用的时间
上面两个代码几乎是一样的，但是并行版的快了 50% 左右，唯一需要做的改动就是将 stream() 改为parallelStream()。
Maps
前面提到过，Map 类型不支持 streams，不过 Map 提供了一些新的有用的方法来处理一些日常任务。Map 接口本身没有可用的 stream()方法，但是你可以在键，值上创建专门的流或者通过 map.keySet().stream(),map.values().stream()和map.entrySet().stream()。
此外,Maps 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));//val0 val1 val2 val3 val4 val5 val6 val7 val8 val9
putIfAbsent 阻止我们在 null 检查时写入额外的代码;forEach接受一个 consumer 来对 map 中的每个元素操作。
此示例显示如何使用函数在 map 上计算代码：
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
接下来展示如何在 Map 里删除一个键值全都匹配的项：
map.remove(3, "val3");
map.get(3); // val33
map.remove(3, "val33");
map.get(3); // null
对 Map 的元素做合并也变得很容易了：
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 做的事情是如果键名不存在则插入，否则对原键对应的值做合并操作并重新插入到 map 中。
Date API(日期相关 API)
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Clock 类提供了访问当前日期和时间的方法，Clock 是时区敏感的，可以用来取代
System.currentTimeMillis()来获取当前的微秒数。某一个特定的时间点也可以使用Instant类来表示，Instant类也可以用来创建旧版本的java.util.Date对象。 -
在新 API 中时区使用 ZoneId 来表示。时区可以很方便的使用静态方法 of 来获取到。 抽象类
ZoneId（在java.time包中）表示一个区域标识符。 它有一个名为getAvailableZoneIds的静态方法，它返回所有区域标识符。 -
jdk1.8 中新增了 LocalDate 与 LocalDateTime 等类来解决日期处理方法，同时引入了一个新的类 DateTimeFormatter 来解决日期格式化问题。可以使用 Instant 代替 Date，LocalDateTime 代替 Calendar，DateTimeFormatter 代替 SimpleDateFormat。
Annotations(注解)
在 Java 8 中支持多重注解了，先看个例子来理解一下是什么意思。
首先定义一个包装类 Hints 注解用来放置一组具体的 Hint 注解：
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Hints {
Hint[] value();
}
@Repeatable(Hints.class)
@interface Hint {
String value();
}
Java 8 允许我们把同一个类型的注解使用多次，只需要给该注解标注一下@Repeatable即可。
例 1: 使用包装类当容器来存多个注解（老方法）
@Hints({@Hint("hint1"), @Hint("hint2")})
class Person {}
例 2：使用多重注解（新方法）
@Hint("hint1")
@Hint("hint2")
class Person {}
第二个例子里 java 编译器会隐性的帮你定义好@Hints 注解，了解这一点有助于你用反射来获取这些信息：
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
即便我们没有在 Person类上定义 @Hints注解，我们还是可以通过 getAnnotation(Hints.class)来获取 @Hints注解，更加方便的方法是使用 getAnnotationsByType 可以直接获取到所有的@Hint注解。
另外 Java 8 的注解还增加到两种新的 target 上了：
@Target({ElementType.TYPE_PARAMETER, ElementType.TYPE_USE})
@interface MyAnnotation {}