Java8新特性-语言新特性

Posted 2020-10-25

一、 Lambda表达式和函数式接口

    它允许我们将函数当成参数传递给某个方法，或者把代码本身当作数据处理：函数式开发者非常熟悉这些概念。很多JVM平台上的语言（Groovy、Scala等）从诞生之日就支持Lambda表达式，但是Java开发者没有选择，只能使用匿名内部类代替Lambda表达式。

    最简单的Lambda表达式可由逗号分隔的参数列表、->符号和语句块组成。

1.1.表达式语法：

Lambda表达式用于表示一个函数，所以它和函数一样，也拥有参数、返回值、函数体，但它没有函数名，所以Lambda表达式相当于一个匿名函数。语法如下：

注1：在上面这个代码中的参数的类型是显式指定的，当然也可以由编译器推理得出，例如：

Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( e -> System.out.println( e ) );

注2：如果Lambda表达式需要更复杂的语句块，则可以使用花括号将该语句块括起来，类似于Java中的函数体，例如：

Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( e -> {
    System.out.print( e );
    System.out.print( e );
} );

注3：Lambda表达式可以引用类成员和局部变量（会将这些变量隐式得转换成final的），例如下列两个代码块的效果完全相同：

String separator = ",";
Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( 
    ( String e ) -> System.out.print( e + separator ) );
和

final String separator = ",";
Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( 
    ( String e ) -> System.out.print( e + separator ) );

1.2.lambda表达式使用

以筛选年龄大于10的Person对象为例：

1.2.1.为Lambda表达式定义函数式接口

@FunctionalInterface
interface FilterProcessor<T>{
    boolean process(T t);
}

    Lambda的设计者们为了让现有的功能与Lambda表达式良好兼容，考虑了很多方法，于是产生了函数接口这个概念。函数接口指的是只有一个函数的接口，这样的接口可以隐式转换为Lambda表达式。java.lang.Runnable和java.util.concurrent.Callable是函数式接口的最佳例子。在实践中，函数式接口非常脆弱：只要某个开发者在该接口中添加一个函数，则该接口就不再是函数式接口进而导致编译失败。为了克服这种代码层面的脆弱性，并显式说明某个接口是函数式接口，Java 8 提供了一个特殊的注解@FunctionalInterface（Java 库中的所有相关接口都已经带有这个注解了），举个简单的函数式接口的定义：

    在为Lambda表达式定义函数式接口时，需要加上注解@FunctionalInterface，该接口只能有一个抽象函数。当该接口中抽象函数个数不是1时就会报错提示。

    不过有一点需要注意，默认方法和静态方法（下面会说到）不会破坏函数式接口的定义

1.2.2.实现筛选函数

List<T> filter(List<T> list, FilterProcessor<T> filterProcessor){
    List<T> result = new ArrayList<T>();
    if(filterProcessor.process(t))
        result.add(t);
    return result;
}

filter函数接收一个函数式接口，该参数用于接收一个Lambda表达式。

1.2.3.传递Lambda表达式

List<Person> result = filter(list, (Person p)->p.getAge()>10);

直接将Lambda表达式作为参数传递给filter的函数式接口即可，从而在result中就能获取年龄超过10岁的Person对象。

二、接口的默认方法和静态方法

    Java 8使用两个新概念扩展了接口的含义：默认方法和静态方法。

    1.默认方法使得接口有点类似traits，不过要实现的目标不一样。默认方法使得开发者可以在 不破坏二进制兼容性的前提下，往现存接口中添加新的方法，即不强制那些实现了该接口的类也同时实现这个新加的方法。

    默认方法和抽象方法之间的区别在于抽象方法需要实现，而默认方法不需要。接口提供的默认方法会被接口的实现类继承或者覆写

    2.Java 8带来的另一个有趣的特性是在接口中可以定义静态方法，例子代码如下：

private interface DefaulableFactory {    
    // Interfaces now allow static methods
    static Defaulable create( Supplier< Defaulable > supplier ) {        
        return supplier.get();
    }
}

    由于JVM上的默认方法的实现在字节码层面提供了支持，因此效率非常高。默认方法允许在不打破现有继承体系的基础上改进接口。该特性在官方库中的应用是：给java.util.Collection接口添加新方法，如stream()、parallelStream()、forEach()和removeIf()等等。

    尽管默认方法有这么多好处，但在实际开发中应该谨慎使用：在复杂的继承体系中，默认方法可能引起歧义和编译错误。

三、方法引用

方法引用使得开发者可以直接引用现存的方法、Java类的构造方法或者实例对象。方法引用和Lambda表达式配合使用，使得java类的构造方法看起来紧凑而简洁，没有很多复杂的模板代码。

下面的例子中，Car类是不同方法引用的例子，可以帮助读者区分四种类型的方法引用。

public static class Car {
    public static Car create( final Supplier< Car > supplier ) {
        return supplier.get();
    }              

    public static void collide( final Car car ) {
        System.out.println( "Collided " + car.toString() );
    }

    public void follow( final Car another ) {
        System.out.println( "Following the " + another.toString() );
    }

    public void repair() {   
        System.out.println( "Repaired " + this.toString() );
    }
}

第一种方法引用的类型是构造器引用，语法是Class::new，或者更一般的形式：Class<T>::new。注意：这个构造器没有参数。

final Car car = Car.create( Car::new );
final List< Car > cars = Arrays.asList( car );

第二种方法引用的类型是静态方法引用，语法是Class::static_method。注意：这个方法接受一个Car类型的参数。

cars.forEach( Car::collide );

第三种方法引用的类型是某个类的成员方法的引用，语法是Class::method，注意，这个方法没有定义入参：

cars.forEach( Car::repair );

第四种方法引用的类型是某个实例对象的成员方法的引用，语法是instance::method。注意：这个方法接受一个Car类型的参数：

final Car police = Car.create( Car::new );
cars.forEach( police::follow );

四、重复注解

    自从Java 5中引入注解以来，这个特性开始变得非常流行，并在各个框架和项目中被广泛使用。不过，注解有一个很大的限制是：在同一个地方不能多次使用同一个注解。Java 8打破了这个限制，引入了重复注解的概念，允许在同一个地方多次使用同一个注解。

    在Java 8中使用@Repeatable注解定义重复注解，实际上，这并不是语言层面的改进，而是编译器做的一个trick，底层的技术仍然相同。

五、更好的类型推断

    Java 8编译器在类型推断方面有很大的提升，在很多场景下编译器可以推导出某个参数的数据类型，从而使得代码更为简洁。

六、拓宽注解的应用场景

    Java 8拓宽了注解的应用场景。现在，注解几乎可以使用在任何元素上：局部变量、接口类型、超类和接口实现类，甚至可以用在函数的异常定义上。