java 8新特性(适合初学者了解学习)
一、介绍java 8
Oracle公司于2014年3月18日发布Java 8,这次更新的内容主要有:lambda表达式、函数式接口、方法引用与构造器引用、Stream API 、接口中的默认方法与静态方法、新时间日期API以及其他新特性。
java 8的更新的特点:性能更高,速度更快,代码更少(增加了新的语法lambda表达式)、强大的Stream API,便于运行,最大化减少空指针异常 Optional
二、Lambda表达式特性
Lambda是一个匿名函数,可以 把Lambda表达式理解为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表达式的应用
2.1 从匿名类到Lambda表达式的转换
匿名表达式普通写法:
//匿名内部类
Runnable r1 =new Runnable(){
@Override
public void run(){
System.out.println("hello world");
}
}
Lambda表达式的写法
//lambda表达式
Runnable r1=() -> System.out.println("hello world");
2.2 Lambda表达式作为参数传递
以往使用匿名内部类作为参数传递:
//匿名内部类作为参数传递
TreeSet<String> ts=new TreeSet<>(new Comparator<String>(){
@Override
public int compare(String o1,String o2){
return Integer.compare(o1.length(),o2.length());
}
});
lambda表达式作为参数传递
//lambda表达式作为参数传递
TreeSet<String> ts2= new TreeSet<>(
(o1,o2)->Integer.compare(o1.length(),o2.length())
);
2.3 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。
语法格式一:无参,无返回值,lambda体只需要一条语句
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
语法格式四:Lambda 需要两个参数,并且有返回值
lambda表达式对类型的判断:
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”。
三、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表达式来创建改接口的对象。(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。
3.1自定义函数式接口
函数式接口中使用泛型:
3.2作为参数传递lambda表达式
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。
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); |
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R apply(T t,U u); |
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 T apply(T t); |
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void accept(T t,U u) |
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 |
四、方法引用与构造器引用
4.1、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
方法引用示例:
例如:
等同于:
例如:
等同于:
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
4.2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:
4.3 数组引用
引用格式: type[]::new
例如
等同于:
五、强大的Stream API
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。
流(stream)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!”
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。
5.1Stream操作的三个步骤
5.1. 1.创建Stream
一个数据源(如:集合、数组),获取一个流
5.1.2.中间操作
一个中间操作链,对数据源的数据进行处理
5.1.3.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
5.1.1.1 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)
5.1.1.2 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
5.1.1.3 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) :
5.1.2 Stream的中间操作
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”。
方法 | 描述 |
---|---|
filte r(Predicate p) | 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 |
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 |
方法 | 描述 |
sorted() | 产生一个新流,其中按自然顺序排序 |
orted(Comparatorcomp) | 产生一个新流,其中按比较器顺序排序 |
5.1.3 Stream的终止操作
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 。
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 |
findAny() | 返回当前流中的任意元素 |
count() | 返回流中元素总数 |
max(Comparator c) | 返回流中最大值 |
min(Comparator c) | 返回流中最小值 |
forEach(Consumer c) | 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) |
方法 | 描述 |
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 |
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。
方法 | 描述 |
---|---|
collect(Collector c) | 将流转换为其他形式。接收一个Collection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:
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。
了解Fork/ Join框架
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.
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.
六、新的时间和日期API
6.1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。
方法 | 描述 | 例子 |
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(2019,02,01); LocalTime localTime=LocalTime.of(14,27,30); LocalDateTime=LocalDateTime.of(2019,02,01,14,28,29); |
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 |
向当前LocalDate对象减去几天、几周、几个月、几年 | |
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 | |
plus,minus | 添加或减少一个Duration或Period | |
getDayOfYear | 获得年份天数(1-366) | |
getDayOfWeek | 获得星期几(返回一个DayofWeek的枚举值) | |
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 | |
getDayOfMonth | 获得月份天数(1-31) | |
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 | 判断是否为闰年 |
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:用于计算两个“时间”间隔
Period:用于计算两个“日期”间隔
6.2时间的操纵
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:
6.3解析与格式化日期
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
6.4 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
类 | To遗留类 | From遗留类 |
---|---|---|
java.time.Instant java.util.Date |
Date.from(instant) | date.toInstant() |
java.time.Instant java.sql.Timestamp |
Timestamp.from(instant) | timestamp.toInstant() |
java.time.ZonedDateTime java.util.GregorianCalendar |
GregorianCalendar.from(zonedDateTime) | cal.toZonedDateTime() |
java.time.LocalDate java.sql.Time |
Date.valueOf(localDate) | date.toLocalDate() |
java.time.LocalTime java.sql.Time |
Date.valueOf(localDate) | date.toLocalTime() |
java.time.LocalDateTime java.sql.Timestamp |
Timestamp.valueOf(localDateTime) | timestamp.toLocalDateTime() |
java.time.ZoneId java.util.TimeZone |
Timezone.getTimeZone(id) | timeZone.toZoneId() |
java.time.format.DateTimeFormatter java.text.DateFormat |
formatter.toFormat() | 无 |
七、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。
interface MyFunc{
default String getName(){
return "hello java 8";
}
}
interface Named{
default String getName(){
return "hello xiaomifeng1010";
}
}
class MyClass implements MyFunc,Named{
public String getName(){
return Named.super.getName();
}
}
Java8 中,接口中允许添加静态方法。
例如:
interface Named{
public Integer myFun();
default String getName(){
return "hello xiaomifeng1010";
}
static void instablish(){
System.out.println("Happy New Year! 2019");
}
}
八、其他新特性
8.1、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
8.2、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。