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jdk8新特性

阿新 • • 發佈：2020-08-13

https://www.runoob.com/java/java8-new-features.html

Java 8 新特性

Java 8 (又稱為 jdk 1.8) 是 Java 語言開發的一個主要版本。 Oracle 公司於 2014 年 3 月 18 日釋出 Java 8 ，它支援函數語言程式設計，新的 JavaScript 引擎，新的日期 API，新的Stream API 等。

新特性

Java8 新增了非常多的特性，我們主要討論以下幾個：

  • Lambda 表示式− Lambda 允許把函式作為一個方法的引數（函式作為引數傳遞到方法中）。

  • 方法引用− 方法引用提供了非常有用的語法，可以直接引用已有Java類或物件（例項）的方法或構造器。與lambda聯合使用，方法引用可以使語言的構造更緊湊簡潔，減少冗餘程式碼。

  • 預設方法− 預設方法就是一個在接口裡面有了一個實現的方法。

  • 新工具− 新的編譯工具，如：Nashorn引擎 jjs、 類依賴分析器jdeps。

  • Stream API−新新增的Stream API（java.util.stream） 把真正的函數語言程式設計風格引入到Java中。

  • Date Time API− 加強對日期與時間的處理。

  • Optional 類− Optional 類已經成為 Java 8 類庫的一部分，用來解決空指標異常。

  • Nashorn, JavaScript 引擎− Java 8提供了一個新的Nashorn javascript引擎，它允許我們在JVM上執行特定的javascript應用。

更多的新特性可以參閱官網：What's New in JDK 8

在關於 Java 8 文章的例項，我們均使用 jdk 1.8 環境，你可以使用以下命令檢視當前 jdk 的版本：

$ java -version
java version "1.8.0_31"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_31-b13)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.31-b07, mixed mode)

程式設計風格

Java 8 希望有自己的程式設計風格，並與 Java 7 區別開，以下例項展示了 Java 7 和 Java 8 的程式設計格式：

Java8Tester.java 檔案程式碼：

import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
 
public class Java8Tester {
   public static void main(String args[]){
   
      List<String> names1 = new ArrayList<String>();
      names1.add("Google ");
      names1.add("Runoob ");
      names1.add("Taobao ");
      names1.add("Baidu ");
      names1.add("Sina ");
        
      List<String> names2 = new ArrayList<String>();
      names2.add("Google ");
      names2.add("Runoob ");
      names2.add("Taobao ");
      names2.add("Baidu ");
      names2.add("Sina ");
        
      Java8Tester tester = new Java8Tester();
      System.out.println("使用 Java 7 語法: ");
        
      tester.sortUsingJava7(names1);
      System.out.println(names1);
      System.out.println("使用 Java 8 語法: ");
        
      tester.sortUsingJava8(names2);
      System.out.println(names2);
   }
   
   // 使用 java 7 排序
   private void sortUsingJava7(List<String> names){   
      Collections.sort(names, new Comparator<String>() {
         @Override
         public int compare(String s1, String s2) {
            return s1.compareTo(s2);
         }
      });
   }
   
   // 使用 java 8 排序
   private void sortUsingJava8(List<String> names){
      Collections.sort(names, (s1, s2) -> s1.compareTo(s2));
   }
}

執行以上指令碼，輸出結果為：

$ javac Java8Tester.java
$ java Java8Tester
使用 Java 7 語法: 
[Baidu , Google , Runoob , Sina , Taobao ]
使用 Java 8 語法: 
[Baidu , Google , Runoob , Sina , Taobao ]




Java 8 Stream

Java 8 新特性

Java 8 API添加了一個新的抽象稱為流Stream，可以讓你以一種宣告的方式處理資料。

Stream 使用一種類似用 SQL 語句從資料庫查詢資料的直觀方式來提供一種對 Java 集合運算和表達的高階抽象。

Stream API可以極大提高Java程式設計師的生產力，讓程式設計師寫出高效率、乾淨、簡潔的程式碼。

這種風格將要處理的元素集合看作一種流， 流在管道中傳輸， 並且可以在管道的節點上進行處理， 比如篩選， 排序，聚合等。

元素流在管道中經過中間操作（intermediate operation）的處理，最後由最終操作(terminal operation)得到前面處理的結果。

+--------------------+       +------+   +------+   +---+   +-------+
| stream of elements +-----> |filter+-> |sorted+-> |map+-> |collect|
+--------------------+       +------+   +------+   +---+   +-------+

以上的流程轉換為 Java 程式碼為：

List<Integer> transactionsIds = 
widgets.stream()
             .filter(b -> b.getColor() == RED)
             .sorted((x,y) -> x.getWeight() - y.getWeight())
             .mapToInt(Widget::getWeight)
             .sum();

什麼是 Stream？

Stream（流）是一個來自資料來源的元素佇列並支援聚合操作

  • <strong元素佇列< strong="">元素是特定型別的物件，形成一個佇列。 Java中的Stream並不會儲存元素，而是按需計算。
  • 資料來源流的來源。 可以是集合，陣列，I/O channel， 產生器generator 等。
  • 聚合操作類似SQL語句一樣的操作， 比如filter, map, reduce, find, match, sorted等。

和以前的Collection操作不同， Stream操作還有兩個基礎的特徵：

  • Pipelining: 中間操作都會返回流物件本身。 這樣多個操作可以串聯成一個管道， 如同流式風格（fluent style）。 這樣做可以對操作進行優化， 比如延遲執行(laziness)和短路( short-circuiting)。
  • 內部迭代： 以前對集合遍歷都是通過Iterator或者For-Each的方式, 顯式的在集合外部進行迭代， 這叫做外部迭代。 Stream提供了內部迭代的方式， 通過訪問者模式(Visitor)實現。

生成流

在 Java 8 中, 集合介面有兩個方法來生成流：

  • stream()− 為集合建立序列流。

  • parallelStream()− 為集合建立並行流。

List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl"); List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());

forEach

Stream 提供了新的方法 'forEach' 來迭代流中的每個資料。以下程式碼片段使用 forEach 輸出了10個隨機數：

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);

map

map 方法用於對映每個元素到對應的結果，以下程式碼片段使用 map 輸出了元素對應的平方數：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
// 獲取對應的平方數
List<Integer> squaresList = numbers.stream().map( i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList());

filter

filter 方法用於通過設定的條件過濾出元素。以下程式碼片段使用 filter 方法過濾出空字串：

List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
// 獲取空字串的數量
long count = strings.stream().filter(string -> string.isEmpty()).count();

limit

limit 方法用於獲取指定數量的流。 以下程式碼片段使用 limit 方法打印出 10 條資料：

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);

sorted

sorted 方法用於對流進行排序。以下程式碼片段使用 sorted 方法對輸出的 10 個隨機數進行排序：

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);

並行（parallel）程式

parallelStream 是流並行處理程式的代替方法。以下例項我們使用 parallelStream 來輸出空字串的數量：

List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
// 獲取空字串的數量
int count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();

我們可以很容易的在順序執行和並行直接切換。

Collectors

Collectors 類實現了很多歸約操作，例如將流轉換成集合和聚合元素。Collectors 可用於返回列表或字串：

List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
 
System.out.println("篩選列表: " + filtered);
String mergedString = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", "));
System.out.println("合併字串: " + mergedString);

統計

另外，一些產生統計結果的收集器也非常有用。它們主要用於int、double、long等基本型別上，它們可以用來產生類似如下的統計結果。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
 
IntSummaryStatistics stats = numbers.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics();
 
System.out.println("列表中最大的數 : " + stats.getMax());
System.out.println("列表中最小的數 : " + stats.getMin());
System.out.println("所有數之和 : " + stats.getSum());
System.out.println("平均數 : " + stats.getAverage());

Stream 完整例項

將以下程式碼放入 Java8Tester.java 檔案中：

Java8Tester.java 檔案

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.IntSummaryStatistics;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.Map;
 
public class Java8Tester {
   public static void main(String args[]){
      System.out.println("使用 Java 7: ");
        
      // 計算空字串
      List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
      System.out.println("列表: " +strings);
      long count = getCountEmptyStringUsingJava7(strings);
        
      System.out.println("空字元數量為: " + count);
      count = getCountLength3UsingJava7(strings);
        
      System.out.println("字串長度為 3 的數量為: " + count);
        
      // 刪除空字串
      List<String> filtered = deleteEmptyStringsUsingJava7(strings);
      System.out.println("篩選後的列表: " + filtered);
        
      // 刪除空字串，並使用逗號把它們合併起來
      String mergedString = getMergedStringUsingJava7(strings,", ");
      System.out.println("合併字串: " + mergedString);
      List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
        
      // 獲取列表元素平方數
      List<Integer> squaresList = getSquares(numbers);
      System.out.println("平方數列表: " + squaresList);
      List<Integer> integers = Arrays.asList(1,2,13,4,15,6,17,8,19);
        
      System.out.println("列表: " +integers);
      System.out.println("列表中最大的數 : " + getMax(integers));
      System.out.println("列表中最小的數 : " + getMin(integers));
      System.out.println("所有數之和 : " + getSum(integers));
      System.out.println("平均數 : " + getAverage(integers));
      System.out.println("隨機數: ");
        
      // 輸出10個隨機數
      Random random = new Random();
        
      for(int i=0; i < 10; i++){
         System.out.println(random.nextInt());
      }
        
      System.out.println("使用 Java 8: ");
      System.out.println("列表: " +strings);
        
      count = strings.stream().filter(string->string.isEmpty()).count();
      System.out.println("空字串數量為: " + count);
        
      count = strings.stream().filter(string -> string.length() == 3).count();
      System.out.println("字串長度為 3 的數量為: " + count);
        
      filtered = strings.stream().filter(string ->!string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
      System.out.println("篩選後的列表: " + filtered);
        
      mergedString = strings.stream().filter(string ->!string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", "));
      System.out.println("合併字串: " + mergedString);
        
      squaresList = numbers.stream().map( i ->i*i).distinct().collect(Collectors.toList());
      System.out.println("Squares List: " + squaresList);
      System.out.println("列表: " +integers);
        
      IntSummaryStatistics stats = integers.stream().mapToInt((x) ->x).summaryStatistics();
        
      System.out.println("列表中最大的數 : " + stats.getMax());
      System.out.println("列表中最小的數 : " + stats.getMin());
      System.out.println("所有數之和 : " + stats.getSum());
      System.out.println("平均數 : " + stats.getAverage());
      System.out.println("隨機數: ");
        
      random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);
        
      // 並行處理
      count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
      System.out.println("空字串的數量為: " + count);
   }
    
   private static int getCountEmptyStringUsingJava7(List<String> strings){
      int count = 0;
        
      for(String string: strings){
        
         if(string.isEmpty()){
            count++;
         }
      }
      return count;
   }
    
   private static int getCountLength3UsingJava7(List<String> strings){
      int count = 0;
        
      for(String string: strings){
        
         if(string.length() == 3){
            count++;
         }
      }
      return count;
   }
    
   private static List<String> deleteEmptyStringsUsingJava7(List<String> strings){
      List<String> filteredList = new ArrayList<String>();
        
      for(String string: strings){
        
         if(!string.isEmpty()){
             filteredList.add(string);
         }
      }
      return filteredList;
   }
    
   private static String getMergedStringUsingJava7(List<String> strings, String separator){
      StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        
      for(String string: strings){
        
         if(!string.isEmpty()){
            stringBuilder.append(string);
            stringBuilder.append(separator);
         }
      }
      String mergedString = stringBuilder.toString();
      return mergedString.substring(0, mergedString.length()-2);
   }
    
   private static List<Integer> getSquares(List<Integer> numbers){
      List<Integer> squaresList = new ArrayList<Integer>();
        
      for(Integer number: numbers){
         Integer square = new Integer(number.intValue() * number.intValue());
            
         if(!squaresList.contains(square)){
            squaresList.add(square);
         }
      }
      return squaresList;
   }
    
   private static int getMax(List<Integer> numbers){
      int max = numbers.get(0);
        
      for(int i=1;i < numbers.size();i++){
        
         Integer number = numbers.get(i);
            
         if(number.intValue() > max){
            max = number.intValue();
         }
      }
      return max;
   }
    
   private static int getMin(List<Integer> numbers){
      int min = numbers.get(0);
        
      for(int i=1;i < numbers.size();i++){
         Integer number = numbers.get(i);
        
         if(number.intValue() < min){
            min = number.intValue();
         }
      }
      return min;
   }
    
   private static int getSum(List numbers){
      int sum = (int)(numbers.get(0));
        
      for(int i=1;i < numbers.size();i++){
         sum += (int)numbers.get(i);
      }
      return sum;
   }
    
   private static int getAverage(List<Integer> numbers){
      return getSum(numbers) / numbers.size();
   }
}
View Code

執行以上指令碼，輸出結果為：

$ javac Java8Tester.java 
$ java Java8Tester
使用 Java 7: 
列表: [abc, , bc, efg, abcd, , jkl]
空字元數量為: 2
字串長度為 3 的數量為: 3
篩選後的列表: [abc, bc, efg, abcd, jkl]
合併字串: abc, bc, efg, abcd, jkl
平方數列表: [9, 4, 49, 25]
列表: [1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19]
列表中最大的數 : 19
列表中最小的數 : 1
所有數之和 : 85
平均數 : 9
隨機數: 
-393170844
-963842252
447036679
-1043163142
-881079698
221586850
-1101570113
576190039
-1045184578
1647841045
使用 Java 8: 
列表: [abc, , bc, efg, abcd, , jkl]
空字串數量為: 2
字串長度為 3 的數量為: 3
篩選後的列表: [abc, bc, efg, abcd, jkl]
合併字串: abc, bc, efg, abcd, jkl
Squares List: [9, 4, 49, 25]
列表: [1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19]
列表中最大的數 : 19
列表中最小的數 : 1
所有數之和 : 85
平均數 : 9.444444444444445
隨機數: 
-1743813696
-1301974944
-1299484995
-779981186
136544902
555792023
1243315896
1264920849
1472077135
1706423674
空字串的數量為: 2

Java 8 方法引用

Java 8 新特性

方法引用通過方法的名字來指向一個方法。

方法引用可以使語言的構造更緊湊簡潔，減少冗餘程式碼。

方法引用使用一對冒號::。

下面，我們在 Car 類中定義了 4 個方法作為例子來區分 Java 中 4 種不同方法的引用。

package com.runoob.main;
 
@FunctionalInterface
public interface Supplier<T> {
    T get();
}
 
class Car {
    //Supplier是jdk1.8的介面，這裡和lamda一起使用了
    public static Car create(final Supplier<Car> supplier) {
        return supplier.get();
    }
 
    public static void collide(final Car car) {
        System.out.println("Collided " + car.toString());
    }
 
    public void follow(final Car another) {
        System.out.println("Following the " + another.toString());
    }
 
    public void repair() {
        System.out.println("Repaired " + this.toString());
    }
}

  • 構造器引用：它的語法是Class::new，或者更一般的Class< T >::new例項如下：

    final Car car = Car.create( Car::new ); final List< Car > cars = Arrays.asList( car );

  • 靜態方法引用：它的語法是Class::static_method，例項如下：

    cars.forEach( Car::collide );

  • 特定類的任意物件的方法引用：它的語法是Class::method例項如下：

    cars.forEach( Car::repair );

  • 特定物件的方法引用：它的語法是instance::method例項如下：

    final Car police = Car.create( Car::new ); cars.forEach( police::follow );

    方法引用例項

    在 Java8Tester.java 檔案輸入以下程式碼：

    Java8Tester.java 檔案

    import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
 
public class Java8Tester {
   public static void main(String args[]){
      List names = new ArrayList();
        
      names.add("Google");
      names.add("Runoob");
      names.add("Taobao");
      names.add("Baidu");
      names.add("Sina");
        
      names.forEach(System.out::println);
   }
}

    例項中我們將 System.out::println 方法作為靜態方法來引用。

    執行以上指令碼，輸出結果為：

    $ javac Java8Tester.java 
$ java Java8Tester
Google
Runoob
Taobao
Baidu
Sina

    Java 8 日期時間 API

    Java 8 新特性

    Java 8通過釋出新的Date-Time API (JSR 310)來進一步加強對日期與時間的處理。

    在舊版的 Java 中，日期時間 API 存在諸多問題，其中有：

    • 非執行緒安全− java.util.Date 是非執行緒安全的，所有的日期類都是可變的，這是Java日期類最大的問題之一。

    • 設計很差− Java的日期/時間類的定義並不一致，在java.util和java.sql的包中都有日期類，此外用於格式化和解析的類在java.text包中定義。java.util.Date同時包含日期和時間，而java.sql.Date僅包含日期，將其納入java.sql包並不合理。另外這兩個類都有相同的名字，這本身就是一個非常糟糕的設計。

    • 時區處理麻煩− 日期類並不提供國際化，沒有時區支援，因此Java引入了java.util.Calendar和java.util.TimeZone類，但他們同樣存在上述所有的問題。

    Java 8 在java.time包下提供了很多新的 API。以下為兩個比較重要的 API：

    • Local(本地)− 簡化了日期時間的處理，沒有時區的問題。

    • Zoned(時區)− 通過制定的時區處理日期時間。

    新的java.time包涵蓋了所有處理日期，時間，日期/時間，時區，時刻（instants），過程（during）與時鐘（clock）的操作。

    本地化日期時間 API

    LocalDate/LocalTime 和 LocalDateTime 類可以在處理時區不是必須的情況。程式碼如下：

    Java8Tester.java 檔案

    import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalTime;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.Month;
 
public class Java8Tester {
   public static void main(String args[]){
      Java8Tester java8tester = new Java8Tester();
      java8tester.testLocalDateTime();
   }
    
   public void testLocalDateTime(){
    
      // 獲取當前的日期時間
      LocalDateTime currentTime = LocalDateTime.now();
      System.out.println("當前時間: " + currentTime);
        
      LocalDate date1 = currentTime.toLocalDate();
      System.out.println("date1: " + date1);
        
      Month month = currentTime.getMonth();
      int day = currentTime.getDayOfMonth();
      int seconds = currentTime.getSecond();
        
      System.out.println("月: " + month +", 日: " + day +", 秒: " + seconds);
        
      LocalDateTime date2 = currentTime.withDayOfMonth(10).withYear(2012);
      System.out.println("date2: " + date2);
        
      // 12 december 2014
      LocalDate date3 = LocalDate.of(2014, Month.DECEMBER, 12);
      System.out.println("date3: " + date3);
        
      // 22 小時 15 分鐘
      LocalTime date4 = LocalTime.of(22, 15);
      System.out.println("date4: " + date4);
        
      // 解析字串
      LocalTime date5 = LocalTime.parse("20:15:30");
      System.out.println("date5: " + date5);
   }
}
    View Code

    執行以上指令碼，輸出結果為：

    $ javac Java8Tester.java 
$ java Java8Tester
當前時間: 2016-04-15T16:55:48.668
date1: 2016-04-15
月: APRIL, 日: 15, 秒: 48
date2: 2012-04-10T16:55:48.668
date3: 2014-12-12
date4: 22:15
date5: 20:15:30

    使用時區的日期時間API

    如果我們需要考慮到時區，就可以使用時區的日期時間API：

    Java8Tester.java 檔案

    import java.time.ZonedDateTime;
import java.time.ZoneId;
 
public class Java8Tester {
   public static void main(String args[]){
      Java8Tester java8tester = new Java8Tester();
      java8tester.testZonedDateTime();
   }
    
   public void testZonedDateTime(){
    
      // 獲取當前時間日期
      ZonedDateTime date1 = ZonedDateTime.parse("2015-12-03T10:15:30+05:30[Asia/Shanghai]");
      System.out.println("date1: " + date1);
        
      ZoneId id = ZoneId.of("Europe/Paris");
      System.out.println("ZoneId: " + id);
        
      ZoneId currentZone = ZoneId.systemDefault();
      System.out.println("當期時區: " + currentZone);
   }
}
    View Code

    執行以上指令碼，輸出結果為：

    $ javac Java8Tester.java 
$ java Java8Tester
date1: 2015-12-03T10:15:30+08:00[Asia/Shanghai]
ZoneId: Europe/Paris
當期時區: Asia/Shanghai

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