Java 8新特性前瞻

快端午小长假了，要上线的项目差不多完结了，终于有时间可以坐下来写篇博客了。

这是篇对我看到的java 8新特性的一些总结，也是自己学习过程的总结。

几乎可以说java 8是目前为止，自2004年java 5发布以来的java世界中最大的事件了。它带来了java语言层面上的诸多改变，主要包括下面一些方面：语法、编译器、库、工具和运行时。

一，语法层面：

1，Lambda表达式。

lambda表达式是一种可调用对象，它允许我们将函数作为函数参数传入。诸如C++、Groovy、Scala都已经支持lambda表达式。lambda表达式的设计已经花费了许多时间和社区努力，它已经有了比较简洁和紧凑的结构。它最简单的形式如下：

Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( e -> System.out.println( e ) );

在这段代码里面，它只包含了变量e和函数体以及箭头运算符。e是ArrayList里面的String类型参数，被编译器调用，通过forEach循环来获取，并通过—>来调用函数体，将变量e打印出来。该段代码的lambda完整格式如下：

Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( e -> {
    System.out.print( e );
    System.out.print( e );
} );

同时，lambda表达式也可以引用其它变量，但是该变量应该显式地声明为final，如下：

final String separator = ",";
Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( 
    ( String e ) -> System.out.print( e + separator ) );

还有一个lambda表达式的例子，是list进行排序的，也借以表达lambda表达式可以有返回值的特性：

Arrays.asList( "a", "b", "d" ).sort( ( e1, e2 ) -> {
    int result = e1.compareTo( e2 );
    return result;
} );

其实要是只是对list进行排序的话，上段代码可以简写成这样：

Arrays.asList( "a", "b", "d" ).sort( ( e1, e2 ) -> e1.compareTo( e2 ) );

java的设计原本就参考了C++的诸多特性，lambda表达式也是源于对C++的模仿，但java 8中的lambda相对于C++中的而言，已经简化了很多，完整的C++的lambda表达式包括捕获列表、参数列表、箭头表达式、函数体以及尾置返回类型。有一个例子如下：

int size_t=100;
[size_t](const string src1, const string src1)—>{src1.size()<src2.size()};

2，Java的设计者们想了大量办法以使业已存在的功能支持lambda表达式，功能函数的概念便是其中之一。

函数接口(Functional Interface)是只含有一个方法的接口，我们经常使用的Runnable和Callable接口(这两个接口在多线程的环境下经常使用，两者最明显的区别就是Runnable无返回值，我们无法获取该线程的运算状态，而Callable则具有返回值，可以返回线程的运算结果。)便是最具代表性的例子。但是这两个接口是非常脆弱的，因为当开发人员往接口的定义里面再次添加方法声明时，已有实现该方法的类将不能够再运行。通过使用java注解@FunctionalInterface将使得接口具备这种能力，代码示例如下：

@FunctionalInterface
public interface Functional {
    void method();
}

在java 8中已经使接口Runnable和Callable接口添加了该注解。与此同时，java 8中提供的default和static方法不会对@FunctionalInterface接口产生影响。

3，下面了解一下java中的默认和静态方法。

学习语言最有效的方法之一就是学习优秀的代码实例，下面的就是优秀实例的其中之一：

public interface DefaulableFactory {
     // Interfaces now allow static methods
     static Defaulable create( Supplier< Defaulable > supplier ) {
          return supplier.get();
     }
  
      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";
         }
     }
 
     public static void main( String[] args ) {
         Defaulable defaulable = DefaulableFactory.create(  DefaultableImpl::new );
         System.out.println( defaulable.notRequired() );
         
         defaulable = DefaulableFactory.create( OverridableImpl::new );
         System.out.println( defaulable.notRequired() );
     }
 
 }

默认方法在函数定义的返回类型前面添加关键字default，同时添加了实现了功能的函数体。接口中的default方法使得实现了该接口的类可以不必实现该方法，当然也可以对其进行重写。

添加了默认方法的接口具有了java 5中抽象类所能够提供的功能，使得所有使用抽象类的地方都可以用拥有了default方法的接口取代，因此，不免让人遐想：抽象类在此之后还有存在的意义吗？！

同时，也要注意一下静态方法的参数及其使用。尤其是Supplier<Defaultable> supplier和DefaultableImp::new，这两种表达方式对java开发人员而言，还是挺新颖的。

4，可重复注解。

在java 8以前，相同类型的注解只能声明一次，例如在java开发的过程中，对某个方法重写，只能声明一次@override;在android构台过程中，对某个方法声明目标api，只有声明一次@targetapi。但是在java 8中，相同类型的注解却可以声明多次，示例代码如下：

public class RepeatingAnnotations {
    @Target( ElementType.TYPE )
    @Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )
    public @interface Filters {
        Filter[] value();
    }
    
    @Target( ElementType.TYPE )
    @Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )
    @Repeatable( Filters.class )
    public @interface Filter {
        String value();
    };
    
    @Filter( "filter1" )
    @Filter( "filter2" )
    public interface Filterable {        
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        for( Filter filter: Filterable.class.getAnnotationsByType( Filter.class ) ) {
            System.out.println( filter.value() );
        }
    }
}

在main方法中，Fileterable接口通过反射机制来获取自身定义的注解，然后打印出来。

二，编译器新特性

1，参数名

长久以来java开发人员都在想尽各种办法以达到在运行时获取参数名字的目的，如今，java 8将此功能引入了java世界。

如下：

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() );
        }
    }
}

通过反射机制获取Parameter类，然后调用新增的方法getName来获取名字。

三，库新特性

1，Optional

 NullPointerException(NPE)是引起应用崩溃的最著名的原因，这个估计每个开发人员都曾遇到过无数次。Google Guova项目组曾将Optional作为NPE的解决方案，受它的启发，java 8将Optional引入java库进来。

Optional仅仅是一个泛型容器：它保存一个T值或者是null，而且提供了大量的方法来检查null值。它的使用方式，正好有个例子：

Optional< String > fullName = Optional.ofNullable( null );//Optional.of( "Tom" );
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!" ) );

第二行isPresent()表示Optional中保存的值是否为null；第三行orElseGet()表示如果为空将进行怎样的操作；第四行map()和orElse()表示如果Optional中的值不为空，则进行map里面的操作，否则的话执行orElse里面的操作。

2，日期时间API

java中的日期和时间API一直为开发人员所诟病，紧随Calendar之后的Date也没有改变这种状况。而开源java包Joda-Time却为这种状况进行了极大的改善，java -8中的日期与时间API则受到了Joda-Time极大的启发，并充分把它吸纳了进来。

java 8中的日期与时间API使用非常简单，一段代码就可以把它阐明，有一段代码如下：

// Get the system clock as UTC offset 
final Clock clock = Clock.systemUTC();
System.out.println( clock.instant() );
System.out.println( clock.millis() );

// 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 );

// Get the local date/time
final LocalDateTime datetime = LocalDateTime.now();
final LocalDateTime datetimeFromClock = LocalDateTime.now( clock );
        
System.out.println( datetime );
System.out.println( datetimeFromClock );

// 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 );

// 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() );

3，Base64

终于，java把Base64加密/解密算法引入到最新版本中。使用如下：

public class Base64s {
    public static void main(String[] args) {
        final String text = "Base64 finally in Java 8!";
        
        final String encoded = Base64
            .getEncoder()
            .encodeToString( text.getBytes( StandardCharsets.UTF_8 ) );
        System.out.println( encoded );
        
        final String decoded = new String( 
            Base64.getDecoder().decode( encoded ),
            StandardCharsets.UTF_8 );
        System.out.println( decoded );
    }
}

与此同时，java 8中的Base64也提供了对URL和MIME的加密/解密支持。(Base64.getUrlEncoder() / Base64.getUrlDecoder(), Base64.getMimeEncoder() / Base64.getMimeDecoder())

4，并行数组

java 8提供了许多新的方法来支持对数组的并行处理，尤其是并行排序(parralelSort())，这种并行机制将充分利用处理品的多核机制，是对当前处理器发展趋势的顺应和完全把握。有个小例子如下：

public class ParallelArrays {
    public static void main( String[] args ) {
        long[] arrayOfLong = new long [ 20000 ];        
        
        Arrays.parallelSetAll( arrayOfLong, 
            index -> ThreadLocalRandom.current().nextInt( 1000000 ) );
        Arrays.stream( arrayOfLong ).limit( 10 ).forEach( 
            i -> System.out.print( i + " " ) );
        System.out.println();
        
        Arrays.parallelSort( arrayOfLong );        
        Arrays.stream( arrayOfLong ).limit( 10 ).forEach( 
            i -> System.out.print( i + " " ) );
        System.out.println();
    }
}

5，并发

并发常用的ConcurrentHashMap在java 8中改进了hash算法，降低了冲突的概率，当然，只是针对当键的类型为String的时候，其它类型键类型的冲突概率没有变化。

同时变化的并发用的类还有：ForkJoinPool，StampedLock，ReadWriteLock。新增的类有：DoubleAccumulator，DoubleAdder，LongAccumulator和LongAdder。

四，工具

java 8中新增加了两个工具，一个是js引擎工具(jjs)，一个是类依存分析器(jdeps)。

例如一个js文件func.js，内容为function f(){return 1;}; print(f()+1);则在命令行中输入jjs func.js，就会输出2。

而对于jdeps工具，当输入一个 .class，文件夹或者.jar文件时，就会输出输入内容的类之间的依赖关系。例如输入：jdeps or.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar时，就会输出如下内容：


org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar -> C:Program FilesJavajdk1.8.0jrelib
t.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

五，运行时(JVM)

在java 8中PermGen将不再存在，相反，Metaspace将会取代其位置。

JVM中-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize将会被-XX:MetaSpaceSize和-XX:MaxMetaSpace取代。

总之，java 8的发布是java进化史上的一个重要的里程碑，java吸收了大量其它语言(尤其是c++)的优势，java 8也是今年java界最为令人激动的一件事。

本文参考许多其它的文章，地址附录如下，有兴趣的同行可以看一下：

http://www.javacodegeeks.com/2014/05/java-8-features-tutorial.html ；

http://www.javacodegeeks.com/2014/04/abstract-class-versus-interface-in-the-jdk-8-era.html ；

http://openjdk.java.net/jeps/180 ；