“Java is still not dead―and people are starting to figure that out.”
本教程將用帶注釋的簡單代碼來描述新特性,你將看不到大片嚇人的文字。
一、接口的默認方法
Java 8允許我們給接口添加一個非抽象的方法實現,只需要使用 default關鍵字即可,這個特征又叫做擴展方法,示例如下:
default double sqrt(int a) {
return Math.sqrt(a);
}
}
formula.calculate(100); // 100.0
formula.sqrt(16); // 4.0
譯者注: 在Java中只有單繼承,如果要讓一個類賦予新的特性,通常是使用接口來實現,在C++中支持多繼承,允許一個子類同時具有多個父類的接口與功能,在其他語言中,讓一個類同時具有其他的可復用代碼的方法叫做mixin。新的Java 8 的這個特新在編譯器實現的角度上來說更加接近Scala的trait。 在C#中也有名為擴展方法的概念,允許給已存在的類型擴展方法,和Java 8的這個在語義上有差別。
二、Lambda 表達式
首先看看在老版本的Java中是如何排列字符串的:
Collections.sort(names, new Comparator<String>() {
@Override
public int compare(String a, String b) {
return b.compareTo(a);
}
});
在Java 8 中你就沒必要使用這種傳統的匿名對象的方式了,Java 8提供了更簡潔的語法,lambda表達式:
我們可以將lambda表達式當作任意只包含一個抽象方法的接口類型,確保你的接口一定達到這個要求,你只需要給你的接口添加 @FunctionalInterface 注解,編譯器如果發現你標注了這個注解的接口有多于一個抽象方法的時候會報錯的。
示例如下:
譯者注 將lambda表達式映射到一個單方法的接口上,這種做法在Java 8之前就有別的語言實現,比如Rhino JavaScript解釋器,如果一個函數參數接收一個單方法的接口而你傳遞的是一個function,Rhino 解釋器會自動做一個單接口的實例到function的適配器,典型的應用場景有 org.w3c.dom.events.EventTarget 的addEventListener 第二個參數 EventListener。
四、方法與構造函數引用
前一節中的代碼還可以通過靜態方法引用來表示:
Person() {}
Person(String firstName, String lastName) {
this.firstName = firstName;
this.lastName = lastName;
}
}
五、Lambda 作用域
在lambda表達式中訪問外層作用域和老版本的匿名對象中的方式很相似。你可以直接訪問標記了final的外層局部變量,或者實例的字段以及靜態變量。
六、訪問局部變量
我們可以直接在lambda表達式中訪問外層的局部變量:
stringConverter.convert(2); // 3
stringConverter.convert(2); // 3
和本地變量不同的是,lambda內部對于實例的字段以及靜態變量是即可讀又可寫。該行為和匿名對象是一致的:
void testScopes() {
Converter<Integer, String> stringConverter1 = (from) -> {
outerNum = 23;
return String.valueOf(from);
};
Converter<Integer, String> stringConverter2 = (from) -> {
outerStaticNum = 72;
return String.valueOf(from);
};
}
}
Predicate 接口只有一個參數,返回boolean類型。該接口包含多種默認方法來將Predicate組合成其他復雜的邏輯(比如:與,或,非):
predicate.test("foo"); // true
predicate.negate().test("foo"); // false
Predicate<Boolean> nonNull = Objects::nonNull;
Predicate<Boolean> isNull = Objects::isNull;
Predicate<String> isEmpty = String::isEmpty;
Predicate<String> isNotEmpty = isEmpty.negate();
Function 接口有一個參數并且返回一個結果,并附帶了一些可以和其他函數組合的默認方法(compose, andThen):
backToString.apply("123"); // "123"
Person p1 = new Person("John", "Doe");
Person p2 = new Person("Alice", "Wonderland");
comparator.compare(p1, p2); // > 0
comparator.reversed().compare(p1, p2); // < 0
Optional 不是函數是接口,這是個用來防止NullPointerException異常的輔助類型,這是下一屆中將要用到的重要概念,現在先簡單的看看這個接口能干什么:
Optional 被定義為一個簡單的容器,其值可能是null或者不是null。在Java 8之前一般某個函數應該返回非空對象但是偶爾卻可能返回了null,而在Java 8中,不推薦你返回null而是返回Optional。
optional.isPresent(); // true
optional.get(); // "bam"
optional.orElse("fallback"); // "bam"
optional.ifPresent((s) -> System.out.println(s.charAt(0))); // "b"
java.util.Stream 表示能應用在一組元素上一次執行的操作序列。Stream 操作分為中間操作或者最終操作兩種,最終操作返回一特定類型的計算結果,而中間操作返回Stream本身,這樣你就可以將多個操作依次串起來。Stream 的創建需要指定一個數據源,比如 java.util.Collection的子類,List或者Set, Map不支持。Stream的操作可以串行執行或者并行執行。
首先看看Stream是怎么用,首先創建實例代碼的用到的數據List:
Filter 過濾
過濾通過一個predicate接口來過濾并只保留符合條件的元素,該操作屬于中間操作,所以我們可以在過濾后的結果來應用其他Stream操作(比如forEach)。forEach需要一個函數來對過濾后的元素依次執行。forEach是一個最終操作,所以我們不能在forEach之后來執行其他Stream操作。
// "aaa2", "aaa1"
排序是一個中間操作,返回的是排序好后的Stream。如果你不指定一個自定義的Comparator則會使用默認排序。
// "aaa1", "aaa2"
// "DDD2", "DDD1", "CCC", "BBB3", "BBB2", "AAA2", "AAA1"
Stream提供了多種匹配操作,允許檢測指定的Predicate是否匹配整個Stream。所有的匹配操作都是最終操作,并返回一個boolean類型的值。
System.out.println(anyStartsWithA); // true
boolean allStartsWithA =
stringCollection
.stream()
.allMatch((s) -> s.startsWith("a"));
System.out.println(allStartsWithA); // false
boolean noneStartsWithZ =
stringCollection
.stream()
.noneMatch((s) -> s.startsWith("z"));
System.out.println(noneStartsWithZ); // true
Count 計數
計數是一個最終操作,返回Stream中元素的個數,返回值類型是long。
System.out.println(startsWithB); // 3
這是一個最終操作,允許通過指定的函數來講stream中的多個元素規約為一個元素,規越后的結果是通過Optional接口表示的:
reduced.ifPresent(System.out::println);
// "aaa1#aaa2#bbb1#bbb2#bbb3#ccc#ddd1#ddd2"
前面提到過Stream有串行和并行兩種,串行Stream上的操作是在一個線程中依次完成,而并行Stream則是在多個線程上同時執行。
下面的例子展示了是如何通過并行Stream來提升性能:
首先我們創建一個沒有重復元素的大表:
long count = values.stream().sorted().count();
System.out.println(count);
long t1 = System.nanoTime();
long millis = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(t1 - t0);
System.out.println(String.format("sequential sort took: %d ms", millis));
// 串行耗時: 899 ms
并行排序:
long count = values.parallelStream().sorted().count();
System.out.println(count);
long t1 = System.nanoTime();
long millis = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(t1 - t0);
System.out.println(String.format("parallel sort took: %d ms", millis));
// 并行排序耗時: 472 ms
上面兩個代碼幾乎是一樣的,但是并行版的快了50%之多,唯一需要做的改動就是將stream()改為parallelStream()。
Map
前面提到過,Map類型不支持stream,不過Map提供了一些新的有用的方法來處理一些日常任務。
for (int i = 0; i < 10; i++) {
map.putIfAbsent(i, "val" + i);
}
map.forEach((id, val) -> System.out.println(val));
以上代碼很容易理解, putIfAbsent 不需要我們做額外的存在性檢查,而forEach則接收一個Consumer接口來對map里的每一個鍵值對進行操作。
下面的例子展示了map上的其他有用的函數:
map.computeIfPresent(9, (num, val) -> null);
map.containsKey(9); // false
map.computeIfAbsent(23, num -> "val" + num);
map.containsKey(23); // true
map.computeIfAbsent(3, num -> "bam");
map.get(3); // val33
map.remove(3, "val33");
map.get(3); // null
map.merge(9, "concat", (value, newValue) -> value.concat(newValue));
map.get(9); // val9concat
九、Date API
Java 8 在包java.time下包含了一組全新的時間日期API。新的日期API和開源的Joda-Time庫差不多,但又不完全一樣,下面的例子展示了這組新API里最重要的一些部分:
Clock 時鐘
Clock類提供了訪問當前日期和時間的方法,Clock是時區敏感的,可以用來取代 System.currentTimeMillis() 來獲取當前的微秒數。某一個特定的時間點也可以使用Instant類來表示,Instant類也可以用來創建老的java.util.Date對象。
Instant instant = clock.instant();
Date legacyDate = Date.from(instant); // legacy java.util.Date
在新API中時區使用ZoneId來表示。時區可以很方便的使用靜態方法of來獲取到。 時區定義了到UTS時間的時間差,在Instant時間點對象到本地日期對象之間轉換的時候是極其重要的。
ZoneId zone1 = ZoneId.of("Europe/Berlin");
ZoneId zone2 = ZoneId.of("Brazil/East");
System.out.println(zone1.getRules());
System.out.println(zone2.getRules());
// ZoneRules[currentStandardOffset=+01:00]
// ZoneRules[currentStandardOffset=-03:00]
LocalTime 定義了一個沒有時區信息的時間,例如 晚上10點,或者 17:30:15。下面的例子使用前面代碼創建的時區創建了兩個本地時間。之后比較時間并以小時和分鐘為單位計算兩個時間的時間差:
System.out.println(now1.isBefore(now2)); // false
long hoursBetween = ChronoUnit.HOURS.between(now1, now2);
long minutesBetween = ChronoUnit.MINUTES.between(now1, now2);
System.out.println(hoursBetween); // -3
System.out.println(minutesBetween); // -239
DateTimeFormatter germanFormatter =
DateTimeFormatter
.ofLocalizedTime(FormatStyle.SHORT)
.withLocale(Locale.GERMAN);
LocalTime leetTime = LocalTime.parse("13:37", germanFormatter);
System.out.println(leetTime); // 13:37
LocalDate 本地日期
LocalDate 表示了一個確切的日期,比如 2014-03-11。該對象值是不可變的,用起來和LocalTime基本一致。下面的例子展示了如何給Date對象加減天/月/年。另外要注意的是這些對象是不可變的,操作返回的總是一個新實例。
LocalDate independenceDay = LocalDate.of(2014, Month.JULY, 4);
DayOfWeek dayOfWeek = independenceDay.getDayOfWeek();
LocalDate xmas = LocalDate.parse("24.12.2014", germanFormatter);
System.out.println(xmas); // 2014-12-24
LocalDateTime 同時表示了時間和日期,相當于前兩節內容合并到一個對象上了。LocalDateTime和LocalTime還有LocalDate一樣,都是不可變的。LocalDateTime提供了一些能訪問具體字段的方法。
DayOfWeek dayOfWeek = sylvester.getDayOfWeek();
System.out.println(dayOfWeek); // WEDNESDAY
Month month = sylvester.getMonth();
System.out.println(month); // DECEMBER
long minuteOfDay = sylvester.getLong(ChronoField.MINUTE_OF_DAY);
System.out.println(minuteOfDay); // 1439
Date legacyDate = Date.from(instant);
System.out.println(legacyDate); // Wed Dec 31 23:59:59 CET 2014
LocalDateTime parsed = LocalDateTime.parse("Nov 03, 2014 - 07:13", formatter);
String string = formatter.format(parsed);
System.out.println(string); // Nov 03, 2014 - 07:13
十、Annotation 注解
在Java 8中支持多重注解了,先看個例子來理解一下是什么意思。
首先定義一個包裝類Hints注解用來放置一組具體的Hint注解:
@Repeatable(Hints.class)
@interface Hint {
String value();
}
例 1: 使用包裝類當容器來存多個注解(老方法)
Hints hints1 = Person.class.getAnnotation(Hints.class);
System.out.println(hints1.value().length); // 2
Hint[] hints2 = Person.class.getAnnotationsByType(Hint.class);
System.out.println(hints2.length); // 2
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