《Java8实战》第1章 Java 8、9、10 以及 11 的变化

如想了解 Oracle 公司对 JDK 的最新支持情况，请访问https://www.oracle.com/technetwork/java/java-se-supportroadmap.html。
所有的示例代码均可见于图灵社区本书主页 http://ituring.com.cn/book/2659“随书下载”处。

1.1 为什么要关心 Java 的变化

Java8做的改变很大，并且编程更更容易了，不需要写啰嗦的代码
比如：按照重量给 inventory 中的苹果排序

Collections.sort(inventory, new Comparator<Apple>() { public int compare(Apple a1, Apple a2){ return a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight()); }
});

使用Java8后，让代码读起来更接近问题描述本身：
inventory.sort(comparing(Apple::getWeight));

从 Java 的演进路径来看，它一直致力于让并发编程更容易、出错更少。Java8会更好的利用cpu核。
特性：

Stream API；
向方法传递代码的技巧；
接口的默认方法。

Java 8 提供了一个新的 API（称为“流”，Stream），它支持多个数据处理的并行操作，其思路和数据库查询语言类似。 Java 8 中加入 Stream 可以视为添加另外两项的直接原因：向方法传递代码的简洁技巧（方法引用、Lambda）和接口中的默认方法。它提供了一种新的方式，能够简洁地表达行为参数化。

1.2 Java 怎么还在变

编程语言就像生态系统一样，新的语言会出现，旧语言则被取代，除非它们不断演变。

1.2.1 Java 在编程语言生态系统中的位置

Java它就是一门精心设计的面向对象的语言。提供了大量有用的库。集成的线程和锁的支持，还有jvm虚拟机的平台。

1.2.2 流处理

第一个编程概念是流处理。流是一系列数据项，一次只生成一项。程序可以从输入流中一个一个读取数据项，然后以同样的方式将数据项写入输出流。一个程序的输出流很可能是另一个程序的输入流。
Java 8 可以透明地把输入的不相关部分拿到几个 CPU 核上去分别执行你的Stream 操作流水线——这是几乎免费的并行，用不着去费劲搞 Thread 了

1.2.3 用行为参数化把代码传递给方法

1.2.4 并行与共享的可变数据

Java 8 的流实现并行比 Java 现有的 Thread API 更容易，因此，尽管可以使用 synchronized来打破“不能有共享的可变数据”这一规则，但这相当于是在和整个体系作对，因为它使所有围绕这一规则做出的优化都失去意义了。在多个处理器核之间使用 synchronized，其代价往往比你预期的要大得多，因为同步迫使代码按照顺序执行，而这与并行处理的宗旨相悖。
没有共享的可变数据，以及将方法和函数（即代码）传递给其他方法的能力，这两个要点是函数式编程范式的基石

1.2.5 Java 需要演变

从泛型到for-each，以及各种锁，Java一直在进化。

1.3 Java 中的函数

编程语言中的函数一词通常是指方法，尤其是静态方法，这是在数学函数，也就是没有副作用的函数之外的一个新含义
编程语言的整个目的就在于操作值，按照历史上编程语言的传统，这些值应被称为一等值（或一等公民）。编程语言中的其他结构也许有助于表示值的结构，但在程序执行期间不能传递，因而是二等值。比如方法和类等则是二等值。
用方法来定义类很不错，类还可以实例化来产生值，但方法和类本身都不是值。人们发现，在运行时传递方法能将方法变成一等值，因此 Java 8 的设计者把这个功能加入到了 Java中。

1.3.1 方法和 Lambda 作为一等值

Scala和 Groovy等语言的实践已经证明，让方法等概念作为一等值可以扩充程序员的工具库，从而让编程变得更容易。
我们介绍的 Java 8 的第一个新功能是方法引用。比方说，你想要筛选一个目录中的所有隐藏文件。你需要编写一个方法，然后给它一个 File，判断文件是不是隐藏的。
File类里面有一个叫作 isHidden 的方法。可以把它看作一个函数，接受一个 File，返回一个布尔值。但要用它做筛选，需要把它包在一个 FileFilter 对象里，然后传递给 File.listFiles方法，如下所示：

1.3.2 传递代码：一个例子

一个 Apple 类，它有一个 getColor 方法，还有一个变量 inventory 保存着一个 Apples 列表。你可能想要选出所有的绿苹果（此处使用包含值 GREEN 和 RED 的 Color 枚举类型），并返回一个列表。在 Java 8 之前，你可能会写这样一个方法filterGreenApples：

public static List<Apple> filterHeavyApples(List<Apple> inventory){ List<Apple> result = new ArrayList<>(); for (Apple apple: inventory){ if (apple.getWeight() > 150) { result.add(apple); } } return result;
}

与上面的代码的区别在于if条件的不同，基本是复制粘贴。
如果Java 8 会把条件代码作为参数传递进去

public static boolean isGreenApple(Apple apple) {return GREEN.equals(apple.getColor());
}
public static boolean isHeavyApple(Apple apple) {return apple.getWeight() > 150;
}
// 写出来是为了清晰（平常只要从java.util.function导入就可以了）
public interface Predicate<T>{boolean test(T t);
}
static List<Apple> filterApples(List<Apple> inventory,Predicate<Apple> p) {// 方法作为 Predicate参数 p 传递进去List<Apple> result = new ArrayList<>();for (Apple apple: inventory){if (p.test(apple)) {// 苹果符合 p所代表的条件吗result.add(apple);}return result;}
}

要用它的话，你可以写：
filterApples(inventory, Apple::isGreenApple);
或者
filterApples(inventory, Apple::isHeavyApple);

什么是谓词？
前面的代码传递了方法 Apple::isGreenApple（它接受参数 Apple 并返回一个boolean）给 filterApples，后者则希望接受一个 Predicate参数。谓词（predicate）在数学上常常用来代表类似于函数的东西，它接受一个参数值，并返回 true 或 false。后面你会看到，Java 8 也允许你写 Function<Apple,Boolean>——在学校学过函数却没学过谓词的读者对此可能更熟悉，但用 Predicate是更标准的方式，效率也会更高一点儿，这避免了把 boolean 封装在 Boolean 里面。

1.3.3 从传递方法到 Lambda

如果需要单独写一些isHeavyApple 和 isGreenApple这种就用一两次的方法可能感觉也没那么好，所以就它引入了一套新记法（匿名函数或 Lambda），让你可以写

filterApples(inventory, (Apple a) -> GREEN.equals(a.getColor()) );
或者
filterApples(inventory, (Apple a) -> a.getWeight() > 150 );
甚至
filterApples(inventory, (Apple a) -> a.getWeight() < 80 || RED.equals(a.getColor()) );

这样就不需要定义了。
Java还加了filter和几个相关的东西作为通用库，比如
static <T> Collection<T> filter(Collection<T> c, Predicate<T> p);
所以，这样子写就可以了
filter(inventory, (Apple a) -> a.getWeight() > 150 );
但是，为了更好地利用并行，Java 的设计师没有这么做。Java 8 中有一整套新的类 Collection API——Stream，它有一套类似于函数式程序员熟悉的 filter 的操作，比如 map、reduce，还有接下来要讨论的在 Collection 和 Stream 之间做转换的方法。

1.4 流

如果你想从从一个列表中筛选金额较高的交易，然后按货币分组。你大概的写一大堆的代码

上面的代码复杂并且几个嵌套的控制流指令
有了Java8，可以这样写

并行处理：
List<Apple> heavyApples =inventory.parallelStream().filter((Apple a) -> a.getWeight() > 150).collect(toList());

几乎是“免费”的并行处理。

1.5 默认方法及 Java 模块

一个接口如果想增加一个方法，那么所有实现这个接口的类都要去实现这个方法。工作量太大了。
Java8接口如今可以包含实现类没有提供实现的方法签名了.这就给接口设计者提供了一种扩充接口的方式，而不会破坏现有的代码。Java 8 在接口声明中使用新的 default 关键字来表示这一点。

default void sort(Comparator<? super E> c) { Collections.sort(this, c);
}

1.6 来自函数式编程的其他好思想

Java 从函数式编程引入的两个核心思想：将方法和 Lambda 作为一等值，以及在没有可变共享状态时，函数或方法可以有效、安全地并行执行
Java 8 提供了一个 Optional类，如果你能一致地使用它，就能帮助你避免出现 NullPointerException。