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:

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

1 Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( e -> {
2     System.out.print( e );
3     System.out.print( e );
4 } );
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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:

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

1 Arrays.asList( "a", "b", "d" ).sort( ( e1, e2 ) -> {
2     int result = e1.compareTo( e2 );
3     return result;
4 } );
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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:

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

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

1 @FunctionalInterface
2 public interface Functional {
3     void method();
4 }
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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:

 1 public interface DefaulableFactory {
 2      // Interfaces now allow static methods
 3      static Defaulable create( Supplier< Defaulable > supplier ) {
 4           return supplier.get();
 5      }
 6   
 7       private interface Defaulable {
 8           // Interfaces now allow default methods, the implementer    may or 
 9          // may not implement (override) them.
10          default String notRequired() { 
11              return "Default implementation"; 
12          }        
13      }
14          
15      private static class DefaultableImpl implements Defaulable {
16      }
17     
18      private static class OverridableImpl implements Defaulable {
19          @Override
20          public String notRequired() {
21              return "Overridden implementation";
22          }
23      }
24  
25      public static void main( String[] args ) {
26          Defaulable defaulable = DefaulableFactory.create(  DefaultableImpl::new );
27          System.out.println( defaulable.notRequired() );
28          
29          defaulable = DefaulableFactory.create( OverridableImpl::new );
30          System.out.println( defaulable.notRequired() );
31      }
32  
33  }
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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:

 1 public class RepeatingAnnotations {
 2     @Target( ElementType.TYPE )
 3     @Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )
 4     public @interface Filters {
 5         Filter[] value();
 6     }
 7     
 8     @Target( ElementType.TYPE )
 9     @Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )
10     @Repeatable( Filters.class )
11     public @interface Filter {
12         String value();
13     };
14     
15     @Filter( "filter1" )
16     @Filter( "filter2" )
17     public interface Filterable {        
18     }
19     
20     public static void main(String[] args) {
21         for( Filter filter: Filterable.class.getAnnotationsByType( Filter.class ) ) {
22             System.out.println( filter.value() );
23         }
24     }
25 }
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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:

1 public class ParameterNames {
2     public static void main(String[] args) throws Exception {
3         Method method = ParameterNames.class.getMethod( "main", String[].class );
4         for( final Parameter parameter: method.getParameters() ) {
5             System.out.println( "Parameter: " + parameter.getName() );
6         }
7     }
8 }
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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:

1 Optional< String > fullName = Optional.ofNullable( null );//Optional.of( "Tom" );
2 System.out.println( "Full Name is set? " + fullName.isPresent() );        
3 System.out.println( "Full Name: " + fullName.orElseGet( () -> "[none]" ) ); 
4 System.out.println( fullName.map( s -> "Hey " + s + "!" ).orElse( "Hey Stranger!" ) );
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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:

 1 // Get the system clock as UTC offset 
 2 final Clock clock = Clock.systemUTC();
 3 System.out.println( clock.instant() );
 4 System.out.println( clock.millis() );
 5 
 6 // Get the local date and local time
 7 final LocalDate date = LocalDate.now();
 8 final LocalDate dateFromClock = LocalDate.now( clock );
 9         
10 System.out.println( date );
11 System.out.println( dateFromClock );
12         
13 // Get the local date and local time
14 final LocalTime time = LocalTime.now();
15 final LocalTime timeFromClock = LocalTime.now( clock );
16         
17 System.out.println( time );
18 System.out.println( timeFromClock );
19 
20 // Get the local date/time
21 final LocalDateTime datetime = LocalDateTime.now();
22 final LocalDateTime datetimeFromClock = LocalDateTime.now( clock );
23         
24 System.out.println( datetime );
25 System.out.println( datetimeFromClock );
26 
27 // Get the zoned date/time
28 final ZonedDateTime zonedDatetime = ZonedDateTime.now();
29 final ZonedDateTime zonedDatetimeFromClock = ZonedDateTime.now( clock );
30 final ZonedDateTime zonedDatetimeFromZone = ZonedDateTime.now( ZoneId.of( "America/Los_Angeles" ) );
31         
32 System.out.println( zonedDatetime );
33 System.out.println( zonedDatetimeFromClock );
34 System.out.println( zonedDatetimeFromZone );
35 
36 // Get duration between two dates
37 final LocalDateTime from = LocalDateTime.of( 2014, Month.APRIL, 16, 0, 0, 0 );
38 final LocalDateTime to = LocalDateTime.of( 2015, Month.APRIL, 16, 23, 59, 59 );
39 
40 final Duration duration = Duration.between( from, to );
41 System.out.println( "Duration in days: " + duration.toDays() );
42 System.out.println( "Duration in hours: " + duration.toHours() );
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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:

 1 public class Base64s {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         final String text = "Base64 finally in Java 8!";
 4         
 5         final String encoded = Base64
 6             .getEncoder()
 7             .encodeToString( text.getBytes( StandardCharsets.UTF_8 ) );
 8         System.out.println( encoded );
 9         
10         final String decoded = new String( 
11             Base64.getDecoder().decode( encoded ),
12             StandardCharsets.UTF_8 );
13         System.out.println( decoded );
14     }
15 }
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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:

 1 public class ParallelArrays {
 2     public static void main( String[] args ) {
 3         long[] arrayOfLong = new long [ 20000 ];        
 4         
 5         Arrays.parallelSetAll( arrayOfLong, 
 6             index -> ThreadLocalRandom.current().nextInt( 1000000 ) );
 7         Arrays.stream( arrayOfLong ).limit( 10 ).forEach( 
 8             i -> System.out.print( i + " " ) );
 9         System.out.println();
10         
11         Arrays.parallelSort( arrayOfLong );        
12         Arrays.stream( arrayOfLong ).limit( 10 ).forEach( 
13             i -> System.out.print( i + " " ) );
14         System.out.println();
15     }
16 }
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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:

 1 org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar -> C:\Program Files\Java\jdk1.8.0\jre\lib\rt.jar
 2    org.springframework.core (org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar)
 3       -> java.io                                            
 4       -> java.lang                                          
 5       -> java.lang.annotation                               
 6       -> java.lang.ref                                      
 7       -> java.lang.reflect                                  
 8       -> java.util                                          
 9       -> java.util.concurrent                               
10       -> org.apache.commons.logging                         not found
11       -> org.springframework.asm                            not found
12       -> org.springframework.asm.commons                    not found
13    org.springframework.core.annotation (org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar)
14       -> java.lang                                          
15       -> java.lang.annotation                               
16       -> java.lang.reflect                                  
17       -> java.util
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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 ;

Java 8新特性前瞻,古老的榕树,5-wow.com

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