Java實戰之Java8指南
轉載自 https://segmentfault.com/a/1190000003996757 王下邀月熊_Chevalier 2015年11月15日釋出
歡迎來到本人對於Java 8的系列介紹教程，本教程會引導你一步步領略最新的語法特性。通過一些簡單的程式碼示例你即可以學到預設的介面方法、Lambda表示式、方法引用以及重複註解等等。本文的最後還提供了譬如Stream API之類的詳細的介紹。
Default Methods for Interfaces
Java 8 允許我們利用default關鍵字來向介面中新增非抽象的方法作為預設方法。下面是一個小例子：
interface Formula {
double 在介面Formula中，除了抽象方法calculate之外，還定義了一個預設的方法sqrt。實現類只需要實現抽象方法calculate，而sqrt方法可以跟普通方法一樣呼叫。
Formula formula = new Formula() {
@Override
public double calculate(int a) {
return sqrt(a * 100);
}
};
formula.calculate(100 Lambda表示式
首先以簡單的字串排序為例來展示：
List<String> names = Arrays.asList("peter", "anna", "mike", "xenia");
Collections.sort(names, new Comparator<String>() {
@Override
public int compare(String a, String b) {
return b.compareTo(a);
}
});
靜態的工具類方法Collections.sort接受一個列表引數和一個比較器物件來對於指定列表中的元素進行排序。我們常常需要建立匿名比較器並且將他們傳遞給排序方法。而Java
8中提供的一種更短的Lambda表示式的方法來完成該工作：
Collections.sort(names, (String a, String b) -> {
return b.compareTo(a);
});可以發現用如上的方法寫會更短並且更加的可讀，並且可以更短：
Collections.sort(names, (String a, String b) -> b.compareTo(a));
這種寫法就完全不需要{}以及return關鍵字，再進一步簡化的話，就變成了：
names.sort((a, b) -> b.compareTo(a));Functional Interfaces
Lambda表示式是如何適配進Java現存的型別系統的呢？每個Lambda表示式都會關聯到一個由介面確定的給定的型別。這種所謂的函式式介面必須只能包含一個抽象方法，而每個該型別的Lambda表示式都會關聯到這個抽象方法。不過由於預設方法不是抽象的，因此可以隨便新增幾個預設的方法到函式式介面中。我們可以將任意的介面作為Lambda表示式使用，只要該介面僅含有一個抽象方法即可。為了保證你的介面滿足這個需求，應該新增@FunctionalInterface這個註解。編譯器會在你打算向某個函式式介面中新增第二個抽象方法時候報錯。
//宣告
@FunctionalInterface
interface Converter<F, T> {
T convert(F from);
}
//使用
Converter<String, Integer> converter = (from) -> Integer.valueOf(from);
Integer converted = converter.convert("123");
System.out.println(converted); // 123Method and Constructor References
上述的程式碼可以使用靜態方法引用而更加的簡化：
Converter<String, Integer> converter = Integer::valueOf;
Integer converted = converter.convert("123");
System.out.println(converted); // 123
Java 8允許將方法或則構造器的引用通過::關鍵字進行傳遞，上述的例子是演示瞭如何關聯一個靜態方法，不過我們也可以關聯一個物件方法：
class Something {
String startsWith(String s) {
return String.valueOf(s.charAt(0));
}
}Something something = new Something();
Converter<String, String> converter = something::startsWith;
String converted = converter.convert("Java");
System.out.println(converted); // "J"
接下來看 :: 關鍵字怎麼在構造器中起作用。首先我們定義一個有兩個不同控制器的Java Bean：
class Person {
String firstName;
String lastName;
Person() {}
Person(String firstName, String lastName) {
this.firstName = firstName;
this.lastName = lastName;
}
}然後，我們建立一個特定的Person工廠介面來建立新的Person物件：
interface PersonFactory<P extends Person> {
P create(String firstName, String lastName);
}不需要手動的去繼承實現該工廠介面，我們只需要將控制器的引用傳遞給該介面物件就好了：
PersonFactory<Person> personFactory = Person::new;
Person person = personFactory.create("Peter", "Parker");Java的控制器會自動選擇合適的構造器方法。
Lambda Scopes
從Lambda表示式中訪問外部作用域中變數非常類似於匿名物件，可以訪問本地的final變數、例項域以及靜態變數。
Accessing local variables
在匿名物件中，我們可以從Lambda表示式的域中訪問外部的final變數。
final int num = 1;
Converter<Integer, String> stringConverter =
(from) -> String.valueOf(from + num);
stringConverter.convert(2); // 3但是不同於匿名物件只能訪問final變數，Lambda表示式中可以訪問final變數：
int num = 1;
Converter<Integer, String> stringConverter =
(from) -> String.valueOf(from + num);
stringConverter.convert(2); // 3
不過需要注意的是，儘管變數不需要宣告為final，但是也是隱式的不可變：
int num = 1;
Converter<Integer, String> stringConverter =
(from) -> String.valueOf(from + num);
num = 3;譬如如上的寫法就會被報錯。
Accessing fields and static variables
不同於本地變數，我們可以在Lambda表示式中任意的讀寫：
class Lambda4 {
static int outerStaticNum;
int outerNum;
void testScopes() {
Converter<Integer, String> stringConverter1 = (from) -> {
outerNum = 23;
return String.valueOf(from);
};
Converter<Integer, String> stringConverter2 = (from) -> {
outerStaticNum = 72;
return String.valueOf(from);
};
}
}Accessing Default Interface Methods
注意，Lambda表示式中是不可以訪問預設方法的：
Formula formula = (a) -> sqrt( a * 100);上述程式碼是編譯通不過的。
Built-in Functional Interfaces
JDK 1.8 的API中包含了許多的內建的函式式介面，其中部分的譬如Comparator、Runnable被改寫成了可以由Lambda表示式支援的方式。除此之外，Java 8還添加了許多來自於Guava中的依賴庫，並將其改造為了Lambda介面。
Predicates
Predicates是包含一個引數的返回為布林值的介面，介面包含了許多的預設方法來進行不同的複雜的邏輯組合：
Predicate<String> predicate = (s) -> s.length() > 0;
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();Functions
Functions介面接受一個引數並且產生一個結果，同樣提供了部分預設的方法來鏈式組合不同的函式(compose，andThen)。
Function<String, Integer> toInteger = Integer::valueOf;
Function<String, String> backToString = toInteger.andThen(String::valueOf);
backToString.apply("123"); // "123"Suppliers
Supplier<Person> personSupplier = Person::new;
personSupplier.get(); // new PersonConsumers
Consumer<Person> greeter = (p) -> System.out.println("Hello, " + p.firstName);
greeter.accept(new Person("Luke", "Skywalker"));Comparators
Comparators類似於舊版本中的用法，Java 8是添加了一些預設的用法。
Comparator<Person> comparator = (p1, p2) -> p1.firstName.compareTo(p2.firstName);
Person p1 = new Person("John", "Doe");
Person p2 = new Person("Alice", "Wonderland");
comparator.compare(p1, p2); // > 0
comparator.reversed().compare(p1, p2); // < 0Optionals
Optionals並不是一個函式式介面，但是非常有用的工具類來防止NullPointerException。Optional是一個簡單的容器用於存放那些可能為空的值。對於那種可能返回為null的方法可以考慮返回Optional而不是null：
Optional<String> optional = Optional.of("bam");
optional.isPresent(); // true
optional.get(); // "bam"
optional.orElse("fallback"); // "bam"
optional.ifPresent((s) -> System.out.println(s.charAt(0))); // "b"Streams
一個Java的Stream物件代表了一系列可以被附加多個操作的元素的序列集合。常用的Stream API分為媒介操作與終止操作。其中終止操作會返回某個特定型別的值，而媒介操作則會返回流本身以方便下一步的鏈式操作。Streams可以從java.util.Collection的資料型別譬如lists或者sets(不支援maps)中建立。而Streams的操作可以順序執行也可以併發地執行。
Stream.js是一個利用JavaScript實現的Java 8的流介面。
首先我們建立待處理的資料：
List<String> stringCollection = new ArrayList<>();
stringCollection.add("ddd2");
stringCollection.add("aaa2");
stringCollection.add("bbb1");
stringCollection.add("aaa1");
stringCollection.add("bbb3");
stringCollection.add("ccc");
stringCollection.add("bbb2");
stringCollection.add("ddd1");
接下來可以利用Collection.stream() or Collection.parallelStream()來轉化為一個流物件。
Filter
Filter會接受一個Predicate物件來過濾流中的元素，這個操作屬於媒介操作，譬如可以在該操作之後呼叫另一個流操作(forEach)。ForEach操作屬於終止操作，接受一個Consumer物件來對於過濾之後的流中的每一個元素進行操作。
stringCollection
.stream()
.filter((s) -> s.startsWith("a"))
.forEach(System.out::println);
// "aaa2", "aaa1"Sorted
Sorted操作屬於一個媒介操作，會將流物件作為返回值返回。元素會預設按照自然的順序返回，除非你傳入了一個自定義的Comparator物件。
stringCollection
.stream()
.sorted()
.filter((s) -> s.startsWith("a"))
.forEach(System.out::println);
// "aaa1", "aaa2"需要記住的是，Sorted操作並不會改變流中的元素的順序，只會建立一個經過排序的檢視，譬如：
System.out.println(stringCollection);
// ddd2, aaa2, bbb1, aaa1, bbb3, ccc, bbb2, ddd1Map
map操作也是媒介操作的一種，可以通過給定的函式將每個元素對映到其他物件。下面的程式碼示例就是將所有的字串轉化為大寫字串。不過map操作是可以將任意物件轉化為任意型別，流返回的泛型型別取決於傳遞給map的函式的返回值。
stringCollection
.stream()
.map(String::toUpperCase)
.sorted((a, b) -> b.compareTo(a))
.forEach(System.out::println);
// "DDD2", "DDD1", "CCC", "BBB3", "BBB2", "AAA2", "AAA1"Match
Java 8提供了一些列的匹配的終止操作符來幫助開發者判斷流當中的元素是否符合某些判斷規則。所有的匹配型別的操作都會返回布林型別。
boolean anyStartsWithA =
stringCollection
.stream()
.anyMatch((s) -> s.startsWith("a"));
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); // trueCount
Count 也是終止操作的一種，它會返回流中的元素的數目。
long startsWithB =
stringCollection
.stream()
.filter((s) -> s.startsWith("b"))
.count();
System.out.println(startsWithB); // 3Reduce
該操作根據指定的方程對於流中的元素進行了指定的減少的操作。結果是Optional型別。
Optional<String> reduced =
stringCollection
.stream()
.sorted()
.reduce((s1, s2) -> s1 + "#" + s2);
reduced.ifPresent(System.out::println);
// "aaa1#aaa2#bbb1#bbb2#bbb3#ccc#ddd1#ddd2"Parallel Streams
正如上文中提及的，流可以是順序的也可以是並行的。所有在順序流上執行的流操作都是在單執行緒中執行的，而在並行流中進行的操作都是在多執行緒中執行的。如下的程式碼演示瞭如何利用並行流來提供效能，首先我們建立一個待比較的序列：
int max = 1000000;
List<String> values = new ArrayList<>(max);
for (int i = 0; i < max; i++) {
UUID uuid = UUID.randomUUID();
values.add(uuid.toString());
}Sequential Sort
long t0 = System.nanoTime();
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));
// sequential sort took: 899 msParallel Sort
long t0 = System.nanoTime();
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));
// parallel sort took: 472 msMaps
正如上文所說，Map並不支援流操作，但是也提供了很多有用的方法來進行通用的操作。
Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
map.putIfAbsent(i, "val" + i);
}
map.forEach((id, val) -> System.out.println(val));
上述的程式碼中，putIfAbsent避免了寫太多額外的空檢查。forEach會接受一個Consumer引數來遍歷Map中的元素。下面的程式碼演示如何進行計算：
map.computeIfPresent(3, (num, val) -> val + num);
map.get(3); // val33
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還有，Map提供瞭如何根據給定的key，vaue來刪除Map中給定的元素：
map.remove(3, "val3");
map.get(3); // val33
map.remove(3, "val33");
map.get(3); // null還有一個比較有用的方法：
map.getOrDefault(42, "not found"); // not found同時，Map還提供了merge方法來幫助有效地對於值進行修正：
map.merge(9, "val9", (value, newValue) -> value.concat(newValue));
map.get(9); // val9
map.merge(9, "concat", (value, newValue) -> value.concat(new
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list.forEach(e -> System.out.prin