java8新特性总结

Posted 2021-01-08 currymds

Java8
Java8新特性
新特性

讲讲师：李贺飞
飞


主要内容

1.Lambda 表达式
2.函数式接口
3.方法引用与构造器引用
4.Stream API
5.接口中的默认方法与静态方法
6.新时间日期API
7.其他新特性


Java 8新特性简介

.速度更快
.代码更少（增加了新的语法Lambda 表达式）
.强大的Stream API
.便于并行
.最大化减少空指针异常Optional

其中最为核心的为Lambda 表达式与Stream API


1-Lambda表达式


为什么使用Lambda 表达式

.Lambda 是一个匿名函数，我们可以把Lambda
表达式理解为是一段可以传递的代码（将代码
像数据一样进行传递）。可以写出更简洁、更
灵活的代码。作为一种更紧凑的代码风格，使
Java的语言表达能力得到了提升。


Lambda 表达式

.从匿名类到Lambda 的转换


Lambda 表达式


Lambda 表达式语法

Lambda 表达式在Java 语言中引入了一个新的语法元
素和操作符。这个操作符为“->” ，该操作符被称
为Lambda 操作符或剪头操作符。它将Lambda 分为
两个部分：

左侧：指定了Lambda 表达式需要的所有参数

右侧：指定了Lambda 体，即Lambda 表达式要执行
的功能。


Lambda 表达式语法

语法格式一：无参，无返回值，Lambda 体只需一条语句

语法格式二：Lambda 需要一个参数

语法格式三：Lambda 只需要一个参数时，参数的小括号可以省略


Lambda 表达式语法

语法格式四：Lambda 需要两个参数，并且有返回值

语法格式五：当Lambda 体只有一条语句时，return 与大括号可以省略

语法格式六：

数据类型可以省
略，因为可由编
译器推断得出，
称为“类型推断”


类型推断

上述Lambda 表达式中的参数类型都是由编译器推断
得出的。Lambda 表达式中无需指定类型，程序依然可
以编译，这是因为javac根据程序的上下文，在后台
推断出了参数的类型。Lambda 表达式的类型依赖于上
下文环境，是由编译器推断出来的。这就是所谓的
“类型推断”


2-函数式接口


什么是函数式接口

.只包含一个抽象方法的接口，称为函数式接口。
.你可以通过Lambda 表达式来创建该接口的对象。（若Lambda
表达式抛出一个受检异常，那么该异常需要在目标接口的抽象方
法上进行声明）。
.我们可以在任意函数式接口上使用@FunctionalInterface注解，
这样做可以检查它是否是一个函数式接口，同时javadoc也会包
含一条声明，说明这个接口是一个函数式接口。


自定义函数式接口

函数式接口中使用泛型：


作为参数传递Lambda 表达式

作为参数传递Lambda 表达式：为了将Lambda 表达式作为参数传递，接
收Lambda 表达式的参数类型必须是与该Lambda 表达式兼容的函数式接口
的类型。

作为参数传递Lambda 表达式：


Java 内置四大核心函数式接口

函数式接口

参数类型

返回类型

用途

Consumer<T>

消费型接口

T

void

对类型为T的对象应用操
作，包含方法：

void accept(T t)

Supplier<T>

供给型接口

无

T

返回类型为T的对象，包
含方法：T get();

Function<T, R>

函数型接口

T

R

对类型为T的对象应用操
作，并返回结果。结果
是R类型的对象。包含方
法：R apply(T t);

Predicate<T>

断定型接口

T

boolean

确定类型为T的对象是否
满足某约束，并返回
boolean 值。包含方法

boolean test(T t);

 


其他接口

函数式接口

参数类型

返回类型

用途

BiFunction<T,U,R>

T,U

R

对类型为T,U参数应用
操作，返回R类型的结
果。包含方法为

Rapply(Tt,Uu);

UnaryOperator<T>

(Function子接口)

T

T

对类型为T的对象进行一
元运算，并返回T类型的
结果。包含方法为

Tapply(Tt);

BinaryOperator<T>

(BiFunction子接口)

T,T

T

对类型为T的对象进行二
元运算，并返回T类型的
结果。包含方法为

Tapply(Tt1,Tt2);

BiConsumer<T,U>

T,U

void

对类型为T,U参数应用
操作。包含方法为

voidaccept(Tt,Uu)

ToIntFunction<T>

ToLongFunction<T>

ToDoubleFunction<T>

T

int

long

double

分别计算int、long、
double、值的函数

IntFunction<R>

LongFunction<R>

DoubleFunction<R>

int

long

double

R

参数分别为int、long、
double类型的函数

 


3-方法引用与构造器引用


方法引用

当要传递给Lambda体的操作，已经有实现的方法了，可以使用方法引用！
（实现抽象方法的参数列表，必须与方法引用方法的参数列表保持一致！）
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。

如下三种主要使用情况：

.对象::实例方法
.类::静态方法
.类::实例方法


方法引用

例如：

等同于：

例如：

等同于：


方法引用

例如：

等同于：

注意：当需要引用方法的第一个参数是调用对象，并且第二个参数是需要引
用方法的第二个参数(或无参数)时：ClassName::methodName


构造器引用

格式：ClassName::new

与函数式接口相结合，自动与函数式接口中方法兼容。

可以把构造器引用赋值给定义的方法，与构造器参数
列表要与接口中抽象方法的参数列表一致！

例如：

等同于：


数组引用

格式：type[] :: new

例如：

等同于：


4-强大的Stream API


了解Stream

Java8中有两大最为重要的改变。第一个是Lambda 表达式；另外一
个则是Stream API(java.util.stream.*)。

Stream 是Java8 中处理集合的关键抽象概念，它可以指定你希望对
集合进行的操作，可以执行非常复杂的查找、过滤和映射数据等操作。
使用Stream API 对集合数据进行操作，就类似于使用SQL 执行的数
据库查询。也可以使用Stream API 来并行执行操作。简而言之，
Stream API 提供了一种高效且易于使用的处理数据的方式。


什么是Stream

流(Stream) 到底是什么呢？

是数据渠道，用于操作数据源（集合、数组等）所生成的元素序列。
“集合讲的是数据，流讲的是计算！”

注意：

①Stream 自己不会存储元素。

②Stream 不会改变源对象。相反，他们会返回一个持有结果的新Stream。

③Stream 操作是延迟执行的。这意味着他们会等到需要结果的时候才执行。


Stream 的操作三个步骤

.创建Stream

一个数据源（如：集合、数组），获取一个流

.中间操作

一个中间操作链，对数据源的数据进行处理

.终止操作(终端操作)

一个终止操作，执行中间操作链，并产生结果


创建Stream

Java8 中的Collection 接口被扩展，提供了
两个获取流的方法：

.default Stream<E> stream() : 返回一个顺序流
.default Stream<E> parallelStream() : 返回一个并行流


由数组创建流

Java8 中的Arrays 的静态方法stream() 可
以获取数组流：

.static <T> Stream<T> stream(T[] array): 返回一个流

重载形式，能够处理对应基本类型的数组：

.public static IntStream stream(int[] array)
.public static LongStream stream(long[] array)
.public static DoubleStream stream(double[] array)


由值创建流

可以使用静态方法Stream.of(), 通过显示值
创建一个流。它可以接收任意数量的参数。

.public static<T> Stream<T> of(T... values) : 返回一个流


由函数创建流：创建无限流

可以使用静态方法Stream.iterate() 和
Stream.generate(), 创建无限流。

.迭代

public static<T> Stream<T> iterate(final T seed, final
UnaryOperator<T> f)

.生成

public static<T> Stream<T> generate(Supplier<T> s) :


Stream 的中间操作

筛选与切片

方法

描述

filter(Predicatep)

接收Lambda ，从流中排除某些元素。

 

distinct()

筛选，通过流所生成元素的hashCode() 和equals() 去
除重复元素

 

limit(long maxSize)

截断流，使其元素不超过给定数量。

 

skip(long n)

跳过元素，返回一个扔掉了前n 个元素的流。若流中元素
不足n 个，则返回一个空流。与limit(n) 互补

 

多个中间操作可以连接起来形成一个流水线，除非流水
线上触发终止操作，否则中间操作不会执行任何的处理！

而在终止操作时一次性全部处理，称为“惰性求值”。


Stream 的中间操作

映射

方法

描述

map(Functionf)

接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元
素上，并将其映射成一个新的元素。

 

mapToDouble(ToDoubleFunction f)

接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元
素上，产生一个新的DoubleStream。

 

mapToInt(ToIntFunction f)

接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元
素上，产生一个新的IntStream。

 

mapToLong(ToLongFunction f)

接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元
素上，产生一个新的LongStream。

 

flatMap(Function f)

接收一个函数作为参数，将流中的每个值都换成另
一个流，然后把所有流连接成一个流

 


Stream 的中间操作

排序

方法

描述

sorted()

产生一个新流，其中按自然顺序排序

 

sorted(Comparatorcomp)

产生一个新流，其中按比较器顺序排序

 


Stream 的终止操作

查找与匹配

方法

描述

allMatch(Predicate p)

检查是否匹配所有元素

 

anyMatch(Predicate p)

检查是否至少匹配一个元素

 

noneMatch(Predicatep)

检查是否没有匹配所有元素

 

findFirst()

返回第一个元素

 

终端操作会从流的流水线生成结果。其结果可以是任何不是流的
值，例如：List、Integer，甚至是void 。

findAny()

返回当前流中的任意元素

 


Stream 的终止操作

方法

描述

count()

返回流中元素总数

 

max(Comparatorc)

返回流中最大值

 

min(Comparatorc)

返回流中最小值

 

reduce(T iden, BinaryOperator b)

可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。

返回T

 

归约

reduce(BinaryOperator b)

可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。

返回Optional<T>

 

备注：map 和reduce 的连接通常称为map-reduce 模式，因Google 用它
来进行网络搜索而出名。

forEach(Consumerc)

内部迭代(使用Collection 接口需要用户去做迭
代，称为外部迭代。相反，Stream API 使用内部
迭代——它帮你把迭代做了)

 


Stream 的终止操作

收集

方法

描述

collect(Collector c)

将流转换为其他形式。接收一个Collector接口的
实现，用于给Stream中元素做汇总的方法

 

Collector 接口中方法的实现决定了如何对流执行收集操作(如收
集到List、Set、Map)。但是Collectors 实用类提供了很多静态
方法，可以方便地创建常见收集器实例，具体方法与实例如下表：


方法

返回类型

作用

toList

List<T>

把流中元素收集到List

List<Employee>emps=list.stream().collect(Collectors.toList());

toSet

Set<T>

把流中元素收集到Set

Set<Employee>emps=list.stream().collect(Collectors.toSet());

toCollection

Collection<T>

把流中元素收集到创建的集合

Collection<Employee>emps=list.stream().collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));

counting

Long

计算流中元素的个数

longcount=list.stream().collect(Collectors.counting());

summingInt

Integer

对流中元素的整数属性求和

inttotal=list.stream().collect(Collectors.summingInt(Employee::getSalary));

averagingInt

Double

计算流中元素Integer属性的平均
值

doubleavg=list.stream().collect(Collectors.averagingInt(Employee::getSalary));

summarizingInt

IntSummaryStatistics

收集流中Integer属性的统计值。
如：平均值

IntSummaryStatisticsiss=list.stream().collect(Collectors.summarizingInt(Employee::getSalary));

 


joining

String

连接流中每个字符串

Stringstr=list.stream().map(Employee::getName).collect(Collectors.joining());

maxBy

Optional<T>

根据比较器选择最大值

Optional<Emp>max=list.stream().collect(Collectors.maxBy(comparingInt(Employee::getSalary)));

minBy

Optional<T>

根据比较器选择最小值

Optional<Emp>min=list.stream().collect(Collectors.minBy(comparingInt(Employee::getSalary)));

reducing

归约产生的类型

从一个作为累加器的初始值
开始，利用BinaryOperator与
流中元素逐个结合，从而归
约成单个值

inttotal=list.stream().collect(Collectors.reducing(0,Employee::getSalar,Integer::sum));

collectingAndThen

转换函数返回的类型

包裹另一个收集器，对其结
果转换函数

inthow=list.stream().collect(Collectors.collectingAndThen(Collectors.toList(),List::size));

groupingBy

Map<K,List<T>>

根据某属性值对流分组，属
性为K，结果为V

Map<Emp.Status, List<Emp>> map= list.stream()

.collect(Collectors.groupingBy(Employee::getStatus));

partitioningBy

Map<Boolean,List<T>>

根据true或false进行分区

Map<Boolean,List<Emp>>vd=list.stream().collect(Collectors.partitioningBy(Employee::getManage));

 


并行流与串行流

并行流就是把一个内容分成多个数据块，并用不同的线程分
别处理每个数据块的流。

Java 8 中将并行进行了优化，我们可以很容易的对数据进行并
行操作。Stream API 可以声明性地通过parallel() 与
sequential() 在并行流与顺序流之间进行切换。


Fork/Join 框架：就是在必要的情况下，将一个大任务，进行拆分(fork)成若干个
小任务（拆到不可再拆时），再将一个个的小任务运算的结果进行join 汇总.

了解Fork/Join 框架

任务递归分配

成若干小任务

并行求值

fork

fork

fork

fork

join

join

join

部分结果进行合并


Fork/Join 框架与传统线程池的区别

采用“工作窃取”模式（work-stealing）：

当执行新的任务时它可以将其拆分分成更小的任务执行，并将小任务加到线
程队列中，然后再从一个随机线程的队列中偷一个并把它放在自己的队列中。

相对于一般的线程池实现,fork/join框架的优势体现在对其中包含的任务的
处理方式上.在一般的线程池中,如果一个线程正在执行的任务由于某些原因
无法继续运行,那么该线程会处于等待状态.而在fork/join框架实现中,如果
某个子问题由于等待另外一个子问题的完成而无法继续运行.那么处理该子
问题的线程会主动寻找其他尚未运行的子问题来执行.这种方式减少了线程
的等待时间,提高了性能.


5-新时间日期API


使用LocalDate、LocalTime、LocalDateTime

.LocalDate、LocalTime、LocalDateTime 类的实
例是不可变的对象，分别表示使用ISO-8601日
历系统的日期、时间、日期和时间。它们提供
了简单的日期或时间，并不包含当前的时间信
息。也不包含与时区相关的信息。

注：ISO-8601日历系统是国际标准化组织制定的现代公民的日期和时间的表示法


方法

描述

示例

now()

静态方法，根据当前时间创建对象

LocalDate localDate = LocalDate.now();

LocalTime localTime = LocalTime.now();

LocalDateTimelocalDateTime=LocalDateTime.now();

of()

静态方法，根据指定日期/时间创建
对象

LocalDate localDate = LocalDate.of(2016, 10, 26);

LocalTime localTime = LocalTime.of(02, 22, 56);

LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.of(2016, 10,
26, 12, 10, 55);

plusDays,plusWeeks,

plusMonths,plusYears

向当前LocalDate对象添加几天、
几周、几个月、几年

minusDays,minusWeeks,

minusMonths,minusYears

从当前LocalDate对象减去几天、
几周、几个月、几年

plus,minus

添加或减少一个Duration或Period

withDayOfMonth,

withDayOfYear,

withMonth,

withYear

将月份天数、年份天数、月份、年
份修改为指定的值并返回新的
LocalDate对象

getDayOfMonth

获得月份天数(1-31)

getDayOfYear

获得年份天数(1-366)

getDayOfWeek

获得星期几(返回一个DayOfWeek
枚举值)

getMonth

获得月份,返回一个Month枚举值

getMonthValue

获得月份(1-12)

getYear

获得年份

until

获得两个日期之间的Period对象，
或者指定ChronoUnits的数字

isBefore,isAfter

比较两个LocalDate

isLeapYear

判断是否是闰年

 


Instant 时间戳

.用于“时间戳”的运算。它是以Unix元年(传统
的设定为UTC时区1970年1月1日午夜时分)开始
所经历的描述进行运算


Duration 和Period

.Duration:用于计算两个“时间”间隔
.Period:用于计算两个“日期”间隔


日期的操纵

.TemporalAdjuster : 时间校正器。有时我们可能需要获
取例如：将日期调整到“下个周日”等操作。
.TemporalAdjusters : 该类通过静态方法提供了大量的常
用TemporalAdjuster 的实现。

例如获取下个周日：


解析与格式化

java.time.format.DateTimeFormatter 类：该类提供了三种
格式化方法：

.预定义的标准格式
.语言环境相关的格式
.自定义的格式


时区的处理

.Java8 中加入了对时区的支持，带时区的时间为分别为：

ZonedDate、ZonedTime、ZonedDateTime

其中每个时区都对应着ID，地区ID都为“{区域}/{城市}”的格式

例如：Asia/Shanghai 等

ZoneId：该类中包含了所有的时区信息

getAvailableZoneIds() : 可以获取所有时区时区信息

of(id) : 用指定的时区信息获取ZoneId 对象


与传统日期处理的转换

类

To 遗留类

From 遗留类

java.time.Instantjava.util.Date

Date.from(instant)

date.toInstant()

java.time.Instantjava.sql.Timestamp

Timestamp.from(instant)

timestamp.toInstant()

java.time.ZonedDateTimejava.util.GregorianCalendar

GregorianCalendar.from(zonedDateTime)

cal.toZonedDateTime()

java.time.LocalDatejava.sql.Time

Date.valueOf(localDate)

date.toLocalDate()

java.time.LocalTimejava.sql.Time

Date.valueOf(localDate)

date.toLocalTime()

java.time.LocalDateTimejava.sql.Timestamp

Timestamp.valueOf(localDateTime)

timestamp.toLocalDateTime()

java.time.ZoneIdjava.util.TimeZone

Timezone.getTimeZone(id)

timeZone.toZoneId()

java.time.format.DateTimeFormatterjava.text.DateFormat

formatter.toFormat()

无

 


6-接口中的默认方法与静态方法


接口中的默认方法

Java 8中允许接口中包含具有具体实现的方法，该方法称为
“默认方法”，默认方法使用default关键字修饰。

例如：


接口中的默认方法

接口默认方法的”类优先”原则

若一个接口中定义了一个默认方法，而另外一个父类或接口中
又定义了一个同名的方法时

.选择父类中的方法。如果一个父类提供了具体的实现，那么
接口中具有相同名称和参数的默认方法会被忽略。
.接口冲突。如果一个父接口提供一个默认方法，而另一个接
口也提供了一个具有相同名称和参数列表的方法（不管方法
是否是默认方法），那么必须覆盖该方法来解决冲突


接口默认方法的”类优先”原则


接口中的静态方法

Java8 中，接口中允许添加静态方法。

例如：


7-其他新特性


Optional 类

Optional<T> 类(java.util.Optional) 是一个容器类，代表一个值存在或不存在，
原来用null 表示一个值不存在，现在Optional 可以更好的表达这个概念。并且
可以避免空指针异常。

常用方法：

Optional.of(T t) : 创建一个Optional 实例

Optional.empty() : 创建一个空的Optional 实例

Optional.ofNullable(T t):若t 不为null,创建Optional 实例,否则创建空实例

isPresent() : 判断是否包含值

orElse(T t) : 如果调用对象包含值，返回该值，否则返回t

orElseGet(Supplier s) :如果调用对象包含值，返回该值，否则返回s 获取的值

map(Function f): 如果有值对其处理，并返回处理后的Optional，否则返回Optional.empty()

flatMap(Function mapper):与map 类似，要求返回值必须是Optional


重复注解与类型注解

Java 8对注解处理提供了两点改进：可重复的注解及可用于类
型的注解。