Java8新特性学习记录
前言： Java 8 已经发布很久了，很多报道表明Java 8 是一次重大的版本升级。在Java Code Geeks上已经有很多介绍Java 8新特性的文章，
例如Playing with Java 8 – Lambdas and Concurrency、Java 8 Date Time API Tutorial : LocalDateTime和Abstract Class Versus Interface in the JDK 8 Era。
本文还参考了一些其他资料，例如：15 Must Read Java 8 Tutorials和The Dark Side of Java 8。
本文综合了上述资料，整理成一份关于Java 8新特性的参考教材，希望你有所收获。
1. 简介
毫无疑问，Java 8是Java自Java 5（发布于2004年）之后的最重要的版本。这个版本包含语言、编译器、库、工具和JVM等方面的十多个新特性。
在本文中我们将学习这些新特性，并用实际的例子说明在什么场景下适合使用。
这个教程包含Java开发者经常面对的几类问题：
- 语言
- 编译器
- 库
- 工具
- 运行时（JVM）
2. Java语言的新特性
Java 8是Java的一个重大版本，有人认为，虽然这些新特性领Java开发人员十分期待，但同时也需要花不少精力去学习。在这一小节中，我们将介绍Java 8的大部分新特性。
.1 Lambda表达式和函数式接口
Lambda表达式（也称为闭包）是Java 8中最大和最令人期待的语言改变。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。
Lambda的设计耗费了很多时间和很大的社区力量，最终找到一种折中的实现方案，可以实现简洁而紧凑的语言结构。
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，例如：
Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( e -> System.out.println( e ) );在上面这个代码中的参数e的类型是由编译器推理得出的，你也可以显式指定该参数的类型，例如：
Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( ( String e ) -> System.out.println( e ) );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 ); } );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 ) );Lambda表达式有返回值，返回值的类型也由编译器推理得出。如果Lambda表达式中的语句块只有一行，则可以不用使用return语句，下列两个代码片段效果相同：
Arrays.asList( "a", "b", "d" ).sort( ( e1, e2 ) -> e1.compareTo( e2 ) );和
Arrays.asList( "a", "b", "d" ).sort( ( e1, e2 ) -> { int result = e1.compareTo( e2 ); return result; } );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：
@FunctionalInterface
public interface Functional { void method(); }不过有一点需要注意，默认方法和静态方法不会破坏函数式接口的定义，因此如下的代码是合法的。
@FunctionalInterface
public interface FunctionalDefaultMethods { void method(); <span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">default</span> </span><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">void</span> </span><span class="hljs-title"><span class="hljs-function"><span class="hljs-title">defaultMethod</span></span><span class="hljs-params"><span class="hljs-function"><span class="hljs-params">()</span> </span>{
}
}
Lambda表达式作为Java 8的最大卖点，它有潜力吸引更多的开发者加入到JVM平台，并在纯Java编程中使用函数式编程的概念。如果你需要了解更多Lambda表达式的细节，可以参考官方文档。
2.2 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。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，例子代码如下：
private interface Defaulable { // Interfaces now allow default methods, the implementer may or // may not implement (override) them. default String notRequired() { return "Default implementation"; } } private static class DefaultableImpl implements Defaulable {
}
private static class OverridableImpl implements Defaulable {
@Override
public String notRequired() {
return “Overridden implementation”;
}
}
Defaulable接口使用关键字default定义了一个默认方法notRequired()。DefaultableImpl类实现了这个接口，同时默认继承了这个接口中的默认方法；OverridableImpl类也实现了这个接口，但覆写了该接口的默认方法，并提供了一个不同的实现。
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 methodsstatic Defaulable create( Supplier< Defaulable > supplier ) { return supplier.get(); } }下面的代码片段整合了默认方法和静态方法的使用场景：
public static void main( String[] args ) { Defaulable defaulable = DefaulableFactory.create( DefaultableImpl::new ); System.out.println( defaulable.notRequired() ); defaulable = DefaulableFactory.create( OverridableImpl::<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">new</span> );
System.out.println( defaulable.notRequired() );
}
这段代码的输出结果如下：
Default implementation
Overridden implementation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。如果你想了解更多细节，可以参考官方文档。
2.3 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。
西门的例子中，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(); } <span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">public</span> </span><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">static</span> </span><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">void</span> </span><span class="hljs-title"><span class="hljs-function"><span class="hljs-title">collide</span>(</span><span class="hljs-params"><span class="hljs-function"><span class="hljs-params"> final Car car </span>) </span>{System.<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">out</span>.println( <span class="hljs-string"><span class="hljs-string">"Collided "</span> + car.toString() );
}<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">public</span> </span><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">void</span> </span><span class="hljs-title"><span class="hljs-function"><span class="hljs-title">follow</span>(</span><span class="hljs-params"><span class="hljs-function"><span class="hljs-params"> final Car another </span>) </span>{System.<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">out</span>.println( <span class="hljs-string"><span class="hljs-string">"Following the "</span> + another.toString() );
}<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">public</span> </span><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">void</span> </span><span class="hljs-title"><span class="hljs-function"><span class="hljs-title">repair</span>(</span><span class="hljs-params"><span class="hljs-function"><span class="hljs-params"></span>) </span>{ System.<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">out</span>.println( <span class="hljs-string"><span class="hljs-string">"Repaired "</span> + <span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">this</span>.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 );运行上述例子，可以在控制台看到如下输出（Car实例可能不同）：
Collided com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197d
Repaired com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197d
Following the com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197d如果想了解和学习更详细的内容，可以参考官方文档
2.4 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。可以利用下面的代码说明：
package com.javacodegeeks.java8.repeatable.annotations;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Repeatable;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
public class RepeatingAnnotations {
@Target( ElementType.TYPE )
@Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )
public @interface Filters {
Filter[] value();
}
<span class="hljs-annotation"><span class="hljs-meta">@Target</span>( ElementType.TYPE )
<span class="hljs-annotation"><span class="hljs-meta">@Retention</span>( RetentionPolicy.RUNTIME )
<span class="hljs-annotation"><span class="hljs-meta">@Repeatable</span>( Filters.class )
<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">public</span> <span class="hljs-annotation"><span class="hljs-meta">@interface</span> Filter {<span class="hljs-function"><span class="hljs-function">String </span><span class="hljs-title"><span class="hljs-function"><span class="hljs-title">value</span></span><span class="hljs-params"><span class="hljs-function"><span class="hljs-params">()</span></span>;
};<span class="hljs-annotation"><span class="hljs-meta">@Filter</span>( <span class="hljs-string"><span class="hljs-string">"filter1"</span> )
<span class="hljs-annotation"><span class="hljs-meta">@Filter</span>( <span class="hljs-string"><span class="hljs-string">"filter2"</span> )
<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">public</span> <span class="hljs-class"><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-class"><span class="hljs-keyword">interface</span> </span><span class="hljs-title"><span class="hljs-class"><span class="hljs-title">Filterable</span> </span>{
}<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">public</span> </span><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">static</span> </span><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">void</span> </span><span class="hljs-title"><span class="hljs-function"><span class="hljs-title">main</span></span><span class="hljs-params"><span class="hljs-function"><span class="hljs-params">(String[] args)</span> </span>{<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">for</span>( Filter filter: Filterable.class.getAnnotationsByType( Filter.class ) ) {System.out.println( filter.value() );}
}
}
正如我们所见，这里的Filter类使用@Repeatable(Filters.class)注解修饰，而Filters是存放Filter注解的容器，编译器尽量对开发者屏蔽这些细节。这样，Filterable接口可以用两个Filter注解注释（这里并没有提到任何关于Filters的信息）。
另外，反射API提供了一个新的方法：getAnnotationsByType()，可以返回某个类型的重复注解，例如Filterable.class.getAnnoation(Filters.class)将返回两个Filter实例，输出到控制台的内容如下所示：
filter1
filter2如果你希望了解更多内容，可以参考官方文档。
2.5 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。例子代码如下：
package com.javacodegeeks.java8.type.inference;
public class Value< T > {
public static< T > T defaultValue() {
return null;
}
<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">public</span> T </span><span class="hljs-title"><span class="hljs-function"><span class="hljs-title">getOrDefault</span></span><span class="hljs-params"><span class="hljs-function"><span class="hljs-params">( T value, T defaultValue )</span> </span>{<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">return</span> ( value != <span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">null</span> ) ? value : defaultValue;
}
}
下列代码是Value<String>类型的应用：
package com.javacodegeeks.java8.type.inference;
public class TypeInference {
public static void main(String[] args) {
final Value< String > value = new Value<>();
value.getOrDefault( “22”, Value.defaultValue() );
}
}
参数Value.defaultValue()的类型由编译器推导得出，不需要显式指明。在Java 7中这段代码会有编译错误，除非使用Value.<String>defaultValue()。
2.6 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。下面是一些例子：
package com.javacodegeeks.java8.annotations;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
public class Annotations {
@Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )
@Target( { ElementType.TYPE_USE, ElementType.TYPE_PARAMETER } )
public @interface NonEmpty {
}
<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">public</span> <span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">static</span> <span class="hljs-class"><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-class"><span class="hljs-keyword">class</span> </span><span class="hljs-title"><span class="hljs-class"><span class="hljs-title">Holder</span>< @</span><span class="hljs-title"><span class="hljs-class"><span class="hljs-title">NonEmpty</span> </span><span class="hljs-title"><span class="hljs-class"><span class="hljs-title">T</span> > </span><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-class"><span class="hljs-keyword">extends</span> @</span><span class="hljs-title"><span class="hljs-class"><span class="hljs-title">NonEmpty</span> </span><span class="hljs-title"><span class="hljs-class"><span class="hljs-title">Object</span> </span>{<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">public</span> </span><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">void</span> </span><span class="hljs-title"><span class="hljs-function"><span class="hljs-title">method</span></span><span class="hljs-params"><span class="hljs-function"><span class="hljs-params">()</span> </span><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">throws</span> @NonEmpty Exception </span>{ }
}<span class="hljs-annotation"><span class="hljs-meta">@SuppressWarnings</span>( <span class="hljs-string"><span class="hljs-string">"unused"</span> )
<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">public</span> </span><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">static</span> </span><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">void</span> </span><span class="hljs-title"><span class="hljs-function"><span class="hljs-title">main</span></span><span class="hljs-params"><span class="hljs-function"><span class="hljs-params">(String[] args)</span> </span>{<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">final</span> Holder< String > holder = <span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">new</span> <span class="hljs-annotation"><span class="hljs-meta">@NonEmpty</span> Holder< String >(); <span class="hljs-annotation"><span class="hljs-meta">@NonEmpty</span> Collection< <span class="hljs-annotation"><span class="hljs-meta">@NonEmpty</span> String > strings = <span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">new</span> ArrayList<>();
}
}
ElementType.TYPE_USER和ElementType.TYPE_PARAMETER是Java 8新增的两个注解，用于描述注解的使用场景。Java 语言也做了对应的改变，以识别这些新增的注解。
3. Java编译器的新特性
3.1 参数名称
为了在运行时获得Java程序中方法的参数名称，老一辈的Java程序员必须使用不同方法，例如Paranamer liberary。Java 8终于将这个特性规范化，在语言层面（使用反射API和Parameter.getName()方法）和字节码层面（使用新的javac编译器以及-parameters参数）提供支持。
package com.javacodegeeks.java8.parameter.names;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Parameter;
public class ParameterNames {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Method method = ParameterNames.class.getMethod( “main”, String[].class );
for( final Parameter parameter: method.getParameters() ) {
System.out.println( "Parameter: " + parameter.getName() );
}
}
}
在Java 8中这个特性是默认关闭的，因此如果不带-parameters参数编译上述代码并运行，则会输出如下结果：
Parameter: arg0如果带-parameters参数，则会输出如下结果（正确的结果）：
Parameter: args如果你使用Maven进行项目管理，则可以在maven-compiler-plugin编译器的配置项中配置-parameters参数：
<plugin><groupId>org.apache.maven.plugins</groupId> <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId> <version>3.1</version> <configuration> <compilerArgument>-parameters</compilerArgument> <source>1.8</source> <target>1.8</target> </configuration> </plugin>4. Java官方库的新特性
Java 8增加了很多新的工具类（date/time类），并扩展了现存的工具类，以支持现代的并发编程、函数式编程等。
4.1 Optional
Java应用中最常见的bug就是空值异常。在Java 8之前，Google Guava引入了Optionals类来解决NullPointerException，从而避免源码被各种null检查污染，以便开发者写出更加整洁的代码。Java 8也将Optional加入了官方库。
Optional仅仅是一个容易：存放T类型的值或者null。它提供了一些有用的接口来避免显式的null检查，可以参考Java 8官方文档了解更多细节。
接下来看一点使用Optional的例子：可能为空的值或者某个类型的值：
Optional< String > fullName = Optional.ofNullable( null );
System.out.println( "Full Name is set? " + fullName.isPresent() );
System.out.println( "Full Name: " + fullName.orElseGet( () -> "[none]" ) ); System.out.println( fullName.map( s -> "Hey " + s + "!" ).orElse( "Hey Stranger!" ) );如果Optional实例持有一个非空值，则isPresent()方法返回true，否则返回false；orElseGet()方法，Optional实例持有null，则可以接受一个lambda表达式生成的默认值；map()方法可以将现有的Opetional实例的值转换成新的值；orElse()方法与orElseGet()方法类似，但是在持有null的时候返回传入的默认值。
上述代码的输出结果如下：
Full Name is set? false
Full Name: [none] Hey Stranger!再看下另一个简单的例子：
Optional< String > firstName = Optional.of( "Tom" );
System.out.println( "First Name is set? " + firstName.isPresent() ); System.out.println( "First Name: " + firstName.orElseGet( () -> "[none]" ) ); System.out.println( firstName.map( s -> "Hey " + s + "!" ).orElse( "Hey Stranger!" ) ); System.out.println();这个例子的输出是：
First Name is set? true
First Name: Tom Hey Tom!如果想了解更多的细节，请参考官方文档。
4.2 Streams
新增的Stream API（java.util.stream）将生成环境的函数式编程引入了Java库中。这是目前为止最大的一次对Java库的完善，以便开发者能够写出更加有效、更加简洁和紧凑的代码。
Steam API极大得简化了集合操作（后面我们会看到不止是集合），首先看下这个叫Task的类：
public class Streams { private enum Status { OPEN, CLOSED }; <span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">private</span> <span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">static</span> <span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">final</span> <span class="hljs-class"><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-class"><span class="hljs-keyword">class</span> </span><span class="hljs-title"><span class="hljs-class"><span class="hljs-title">Task</span> </span>{<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">private</span> <span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">final</span> Status status;<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">private</span> <span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">final</span> Integer points;Task( <span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">final</span> Status status, <span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">final</span> Integer points ) {<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">this</span>.status = status;<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">this</span>.points = points;}<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">public</span> Integer </span><span class="hljs-title"><span class="hljs-function"><span class="hljs-title">getPoints</span></span><span class="hljs-params"><span class="hljs-function"><span class="hljs-params">()</span> </span>{<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">return</span> points;}<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">public</span> Status </span><span class="hljs-title"><span class="hljs-function"><span class="hljs-title">getStatus</span></span><span class="hljs-params"><span class="hljs-function"><span class="hljs-params">()</span> </span>{<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">return</span> status;}<span class="hljs-annotation"><span class="hljs-meta">@Override</span><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">public</span> String </span><span class="hljs-title"><span class="hljs-function"><span class="hljs-title">toString</span></span><span class="hljs-params"><span class="hljs-function"><span class="hljs-params">()</span> </span>{<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">return</span> String.format( <span class="hljs-string"><span class="hljs-string">"[%s, %d]"</span>, status, points );}
}
}
Task类有一个分数（或伪复杂度）的概念，另外还有两种状态：OPEN或者CLOSED。现在假设有一个task集合：
final Collection< Task > tasks = Arrays.asList(new Task( Status.OPEN, 5 ),new Task( Status.OPEN, 13 ), new Task( Status.CLOSED, 8 ) );首先看一个问题：在这个task集合中一共有多少个OPEN状态的点？在Java 8之前，要解决这个问题，则需要使用foreach循环遍历task集合；但是在Java 8中可以利用steams解决：包括一系列元素的列表，并且支持顺序和并行处理。
// Calculate total points of all active tasks using sum()
final long totalPointsOfOpenTasks = tasks.stream().filter( task -> task.getStatus() == Status.OPEN ).mapToInt( Task::getPoints ).sum();
System.out.println( "Total points: " + totalPointsOfOpenTasks );
运行这个方法的控制台输出是：
Total points: 18这里有很多知识点值得说。首先，tasks集合被转换成steam表示；其次，在steam上的filter操作会过滤掉所有CLOSED的task；第三，mapToInt操作基于每个task实例的Task::getPoints方法将task流转换成Integer集合；最后，通过sum方法计算总和，得出最后的结果。
在学习下一个例子之前，还需要记住一些steams（点此更多细节）的知识点。Steam之上的操作可分为中间操作和晚期操作。
中间操作会返回一个新的steam——执行一个中间操作（例如filter）并不会执行实际的过滤操作，而是创建一个新的steam，并将原steam中符合条件的元素放入新创建的steam。
晚期操作（例如forEach或者sum），会遍历steam并得出结果或者附带结果；在执行晚期操作之后，steam处理线已经处理完毕，就不能使用了。在几乎所有情况下，晚期操作都是立刻对steam进行遍历。
steam的另一个价值是创造性地支持并行处理（parallel processing）。对于上述的tasks集合，我们可以用下面的代码计算所有任务的点数之和：
// Calculate total points of all tasks
final double totalPoints = tasks.stream().parallel().map( task -> task.getPoints() ) // or map( Task::getPoints ) .reduce( 0, Integer::sum ); System.out.println( "Total points (all tasks): " + totalPoints );
这里我们使用parallel方法并行处理所有的task，并使用reduce方法计算最终的结果。控制台输出如下：
Total points（all tasks）: 26.0对于一个集合，经常需要根据某些条件对其中的元素分组。利用steam提供的API可以很快完成这类任务，代码如下：
// Group tasks by their status
final Map< Status, List< Task > > map = tasks.stream().collect( Collectors.groupingBy( Task::getStatus ) );
System.out.println( map );控制台的输出如下：
{CLOSED=[[CLOSED, 8]], OPEN=[[OPEN, 5], [OPEN, 13]]}最后一个关于tasks集合的例子问题是：如何计算集合中每个任务的点数在集合中所占的比重，具体处理的代码如下：
// Calculate the weight of each tasks (as percent of total points)
final Collection< String > result = tasks.stream() // Stream< String >.mapToInt( Task::getPoints ) // IntStream.asLongStream() // LongStream .mapToDouble( points -> points / totalPoints ) // DoubleStream .boxed() // Stream< Double > .mapToLong( weigth -> ( long )( weigth * 100 ) ) // LongStream .mapToObj( percentage -> percentage + "%" ) // Stream< String> .collect( Collectors.toList() ); // List< String > System.out.println( result );
控制台输出结果如下：
[19%, 50%, 30%]最后，正如之前所说，Steam API不仅可以作用于Java集合，传统的IO操作（从文件或者网络一行一行得读取数据）可以受益于steam处理，这里有一个小例子：
final Path path = new File( filename ).toPath();
try( Stream< String > lines = Files.lines( path, StandardCharsets.UTF_8 ) ) {lines.onClose( () -> System.out.println("Done!") ).forEach( System.out::println ); }Stream的方法onClose 返回一个等价的有额外句柄的Stream，当Stream的close（）方法被调用的时候这个句柄会被执行。Stream API、Lambda表达式还有接口默认方法和静态方法支持的方法引用，是Java 8对软件开发的现代范式的响应。
4.3 Date/Time API(JSR 310)
Java 8引入了新的Date-Time API(JSR 310)来改进时间、日期的处理。时间和日期的管理一直是最令Java开发者痛苦的问题。java.util.Date和后来的java.util.Calendar一直没有解决这个问题（甚至令开发者更加迷茫）。
因为上面这些原因，诞生了第三方库Joda-Time，可以替代Java的时间管理API。Java 8中新的时间和日期管理API深受Joda-Time影响，并吸收了很多Joda-Time的精华。新的java.time包包含了所有关于日期、时间、时区、Instant（跟日期类似但是精确到纳秒）、duration（持续时间）和时钟操作的类。新设计的API认真考虑了这些类的不变性（从java.util.Calendar吸取的教训），如果某个实例需要修改，则返回一个新的对象。
我们接下来看看java.time包中的关键类和各自的使用例子。首先，Clock类使用时区来返回当前的纳秒时间和日期。Clock可以替代System.currentTimeMillis()和TimeZone.getDefault()。
// Get the system clock as UTC offset
final Clock clock = Clock.systemUTC();
System.out.println( clock.instant() );
System.out.println( clock.millis() );这个例子的输出结果是：
2014-04-12T15:19:29.282Z 1397315969360第二，关注下LocalDate和LocalTime类。LocalDate仅仅包含ISO-8601日历系统中的日期部分；LocalTime则仅仅包含该日历系统中的时间部分。这两个类的对象都可以使用Clock对象构建得到。
// Get the local date and local time
final LocalDate date = LocalDate.now();
final LocalDate dateFromClock = LocalDate.now( clock );
System.out.println( date );
System.out.println( dateFromClock );
// Get the local date and local time
final LocalTime time = LocalTime.now();
final LocalTime timeFromClock = LocalTime.now( clock );
System.out.println( time );
System.out.println( timeFromClock );
上述例子的输出结果如下：
2014-04-12
2014-04-12 11:25:54.568 15:25:54.568LocalDateTime类包含了LocalDate和LocalTime的信息，但是不包含ISO-8601日历系统中的时区信息。这里有一些关于LocalDate和LocalTime的例子：
// Get the local date/time
final LocalDateTime datetime = LocalDateTime.now();
final LocalDateTime datetimeFromClock = LocalDateTime.now( clock ); System.out.println( datetime );
System.out.println( datetimeFromClock );
上述这个例子的输出结果如下：
2014-04-12T11:37:52.309 2014-04-12T15:37:52.309如果你需要特定时区的data/time信息，则可以使用ZoneDateTime，它保存有ISO-8601日期系统的日期和时间，而且有时区信息。下面是一些使用不同时区的例子：
// Get the zoned date/time
final ZonedDateTime zonedDatetime = ZonedDateTime.now();
final ZonedDateTime zonedDatetimeFromClock = ZonedDateTime.now( clock ); final ZonedDateTime zonedDatetimeFromZone = ZonedDateTime.now( ZoneId.of( "America/Los_Angeles" ) ); System.out.println( zonedDatetime );
System.out.println( zonedDatetimeFromClock );
System.out.println( zonedDatetimeFromZone );
这个例子的输出结果是：
2014-04-12T11:47:01.017-04:00[America/New_York] 2014-04-12T15:47:01.017Z 2014-04-12T08:47:01.017-07:00[America/Los_Angeles]最后看下Duration类，它持有的时间精确到秒和纳秒。这使得我们可以很容易得计算两个日期之间的不同，例子代码如下：
// Get duration between two dates
final LocalDateTime from = LocalDateTime.of( 2014, Month.APRIL, 16, 0, 0, 0 ); final LocalDateTime to = LocalDateTime.of( 2015, Month.APRIL, 16, 23, 59, 59 ); final Duration duration = Duration.between( from, to );
System.out.println( "Duration in days: " + duration.toDays() );
System.out.println( "Duration in hours: " + duration.toHours() );
这个例子用于计算2014年4月16日和2015年4月16日之间的天数和小时数，输出结果如下：
Duration in days: 365
Duration in hours: 8783对于Java 8的新日期时间的总体印象还是比较积极的，一部分是因为Joda-Time的积极影响，另一部分是因为官方终于听取了开发人员的需求。如果希望了解更多细节，可以参考官方文档。
4.4 Nashorn JavaScript引擎
Java 8提供了新的Nashorn JavaScript引擎，使得我们可以在JVM上开发和运行JS应用。Nashorn JavaScript引擎是javax.script.ScriptEngine的另一个实现版本，这类Script引擎遵循相同的规则，允许Java和JavaScript交互使用，例子代码如下：
ScriptEngineManager manager = new ScriptEngineManager();
ScriptEngine engine = manager.getEngineByName( "JavaScript" );
System.out.println( engine.getClass().getName() );
System.out.println( “Result:” + engine.eval( “function f() { return 1; }; f() + 1;” ) );
这个代码的输出结果如下：
jdk.nashorn.api.scripting.NashornScriptEngine Result: 24.5 Base64
对Base64编码的支持已经被加入到Java 8官方库中，这样不需要使用第三方库就可以进行Base64编码，例子代码如下：
package com.javacodegeeks.java8.base64;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Base64;
public class Base64s {
public static void main(String[] args) {
final String text = “Base64 finally in Java 8!”;
<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">final</span> String encoded = Base64.getEncoder().encodeToString( text.getBytes( StandardCharsets.UTF_8 ) );System.out.println( encoded );<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">final</span> String decoded = <span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">new</span> String( Base64.getDecoder().decode( encoded ),StandardCharsets.UTF_8 );System.out.println( decoded );
}
}
这个例子的输出结果如下：
QmFzZTY0IGZpbmFsbHkgaW4gSmF2YSA4IQ==
Base64 finally in Java 8!新的Base64API也支持URL和MINE的编码解码。
(Base64.getUrlEncoder() / Base64.getUrlDecoder(), Base64.getMimeEncoder() / Base64.getMimeDecoder())。
BASE64不是用来加密的，是BASE64编码后的字符串，全部都是由标准键盘上面的常规字符组成，这样编码后的字符串在网关之间传递不会产生UNICODE字符串不能识别或者丢失的现象。你再仔细研究下EMAIL就会发现其实EMAIL就是用base64编码过后再发送的。然后接收的时候再还原。
4.6 并行数组
Java8版本新增了很多新的方法，用于支持并行数组处理。最重要的方法是parallelSort()，可以显著加快多核机器上的数组排序。下面的例子论证了parallexXxx系列的方法：
package com.javacodegeeks.java8.parallel.arrays;
import java.util.Arrays;
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
public class ParallelArrays {
public static void main( String[] args ) {
long[] arrayOfLong = new long [ 20000 ];
Arrays.parallelSetAll( arrayOfLong, index -> ThreadLocalRandom.current().nextInt( <span class="hljs-number"><span class="hljs-number">1000000</span> ) );Arrays.stream( arrayOfLong ).limit( <span class="hljs-number"><span class="hljs-number">10</span> ).forEach( i -> System.<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">out</span>.print( i + <span class="hljs-string"><span class="hljs-string">" "</span> ) );System.<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">out</span>.println();Arrays.parallelSort( arrayOfLong ); Arrays.stream( arrayOfLong ).limit( <span class="hljs-number"><span class="hljs-number">10</span> ).forEach( i -> System.<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">out</span>.print( i + <span class="hljs-string"><span class="hljs-string">" "</span> ) );System.<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">out</span>.println();
}
}
上述这些代码使用parallelSetAll()方法生成20000个随机数，然后使用parallelSort()方法进行排序。这个程序会输出乱序数组和排序数组的前10个元素。上述例子的代码输出的结果是：
Unsorted: 591217 891976 443951 424479 766825 351964 242997 642839 119108 552378 Sorted: 39 220 263 268 325 607 655 678 723 7934.7 并发性
基于新增的lambda表达式和steam特性，为Java 8中为java.util.concurrent.ConcurrentHashMap类添加了新的方法来支持聚焦操作；另外，也为java.util.concurrentForkJoinPool类添加了新的方法来支持通用线程池操作（更多内容可以参考我们的并发编程课程）。
Java 8还添加了新的java.util.concurrent.locks.StampedLock类，用于支持基于容量的锁——该锁有三个模型用于支持读写操作（可以把这个锁当做是java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock的替代者）。
在java.util.concurrent.atomic包中也新增了不少工具类，列举如下：
- DoubleAccumulator
- DoubleAdder
- LongAccumulator
- LongAdder
5. 新的Java工具
Java 8提供了一些新的命令行工具，这部分会讲解一些对开发者最有用的工具。
5.1 Nashorn引擎：jjs
jjs是一个基于标准Nashorn引擎的命令行工具，可以接受js源码并执行。例如，我们写一个func.js文件，内容如下：
function f() { return 1; }; print( f() + 1 );
可以在命令行中执行这个命令：jjs func.js，控制台输出结果是：
2如果需要了解细节，可以参考官方文档。
5.2 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Spring Framework库，为了让结果少一点，仅仅分析一个JAR文件：org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar。
jdeps org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar这个命令会输出很多结果，我们仅看下其中的一部分：依赖关系按照包分组，如果在classpath上找不到依赖，则显示"not found".
org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar -> C:\Program Files\Java\jdk1.8.0\jre\lib\rt.jar org.springframework.core (org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar) -> java.io -> java.lang -> java.lang.annotation -> java.lang.ref -> java.lang.reflect -> java.util -> java.util.concurrent -> org.apache.commons.logging not found -> org.springframework.asm not found -> org.springframework.asm.commons not found org.springframework.core.annotation (org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar) -> java.lang -> java.lang.annotation -> java.lang.reflect -> java.util更多的细节可以参考官方文档。
6. JVM的新特性
使用Metaspace（JEP 122）代替持久代（PermGen space）。在JVM参数方面，使用-XX:MetaSpaceSize和-XX:MaxMetaspaceSize代替原来的-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize。
7. 结论
通过为开发者提供很多能够提高生产力的特性，Java 8使得Java平台前进了一大步。现在还不太适合将Java 8应用在生产系统中，但是在之后的几个月中Java 8的应用率一定会逐步提高（PS:原文时间是2014年5月9日，现在在很多公司Java 8已经成为主流，我司由于体量太大，现在也在一点点上Java 8，虽然慢但是好歹在升级了）。作为开发者，现在应该学习一些Java 8的知识，为升级做好准备。
关于spring：对于企业级开发，我们也应该关注Spring社区对Java 8的支持，可以参考这篇文章——Spring 4支持的Java 8新特性一览
8. 参考资料
- What’s New in JDK 8
- The Java Tutorials
- WildFly 8, JDK 8, NetBeans 8, Java EE
- Java 8 Tutorial
- JDK 8 Command-line Static Dependency Checker
- The Illuminating Javadoc of JDK
- The Dark Side of Java 8
- Installing Java™ 8 Support in Eclipse Kepler SR2
- Java 8
- Oracle Nashorn. A Next-Generation JavaScript Engine for the JVM
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