夯實Java基礎系列21：Java8新特性終極指南

  • 2019 年 10 月 9 日
  • 筆記

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這是一個Java8新增特性的總結圖。接下來讓我們一次實踐一下這些新特性吧

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Java語言新特性

Lambda表達式

Lambda表達式（也稱為閉包）是整個Java 8發行版中最受期待的在Java語言層面上的改變，Lambda允許把函數作為一個方法的參數（函數作為參數傳遞進方法中），或者把代碼看成數據：函數式程序員對這一概念非常熟悉。在JVM平台上的很多語言（Groovy，Scala，……）從一開始就有Lambda，但是Java程序員不得不使用毫無新意的匿名類來代替lambda。

關於Lambda設計的討論佔用了大量的時間與社區的努力。可喜的是，最終找到了一個平衡點，使得可以使用一種即簡潔又緊湊的新方式來構造Lambdas。在最簡單的形式中，一個lambda可以由用逗號分隔的參數列表、–>符號與函數體三部分表示。例如：

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

請注意參數e的類型是由編譯器推測出來的。同時，你也可以通過把參數類型與參數包括在括號中的形式直接給出參數的類型：

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

在某些情況下lambda的函數體會更加複雜，這時可以把函數體放到在一對花括號中，就像在Java中定義普通函數一樣。例如：

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

Lambda可以引用類的成員變量與局部變量（如果這些變量不是final的話，它們會被隱含的轉為final，這樣效率更高）。例如，下面兩個代碼片段是等價的：

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

和：

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

Lambda可能會返回一個值。返回值的類型也是由編譯器推測出來的。如果lambda的函數體只有一行的話，那麼沒有必要顯式使用return語句。下面兩個代碼片段是等價的：

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

和：

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

語言設計者投入了大量精力來思考如何使現有的函數友好地支持lambda。

最終採取的方法是：增加函數式接口的概念。函數式接口就是一個具有一個方法的普通接口。像這樣的接口，可以被隱式轉換為lambda表達式。

java.lang.Runnable與java.util.concurrent.Callable是函數式接口最典型的兩個例子。

在實際使用過程中，函數式接口是容易出錯的：如有某個人在接口定義中增加了另一個方法，這時，這個接口就不再是函數式的了，並且編譯過程也會失敗。

為了克服函數式接口的這種脆弱性並且能夠明確聲明接口作為函數式接口的意圖，Java8增加了一種特殊的註解@FunctionalInterface（Java8中所有類庫的已有接口都添加了@FunctionalInterface註解）。讓我們看一下這種函數式接口的定義：

@FunctionalInterface
public interface Functional {
void method();
}
需要記住的一件事是：默認方法與靜態方法並不影響函數式接口的契約，可以任意使用：

@FunctionalInterface
public interface FunctionalDefaultMethods {
void method();

default void defaultMethod() {  }

}
Lambda是Java 8最大的賣點。它具有吸引越來越多程序員到Java平台上的潛力，並且能夠在純Java語言環境中提供一種優雅的方式來支持函數式編程。更多詳情可以參考官方文檔。

下面看一個例子：

public class lambda和函數式編程 {      @Test      public void test1() {          List 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);              }          });          System.out.println(Arrays.toString(names.toArray()));      }        @Test      public void test2() {          List<String> names = Arrays.asList("peter", "anna", "mike", "xenia");            Collections.sort(names, (String a, String b) -> {              return b.compareTo(a);          });            Collections.sort(names, (String a, String b) -> b.compareTo(a));            Collections.sort(names, (a, b) -> b.compareTo(a));          System.out.println(Arrays.toString(names.toArray()));      }    }        static void add(double a,String b) {          System.out.println(a + b);      }      @Test      public void test5() {          D d = (a,b) -> add(a,b);  //        interface D {  //            void get(int i,String j);  //        }          //這裡要求，add的兩個參數和get的兩個參數吻合併且返回類型也要相等，否則報錯  //        static void add(double a,String b) {  //            System.out.println(a + b);  //        }      }        @FunctionalInterface      interface D {          void get(int i,String j);      }

函數式接口

所謂的函數式接口就是只有一個抽象方法的接口，注意這裡說的是抽象方法，因為Java8中加入了默認方法的特性，但是函數式接口是不關心接口中有沒有默認方法的。 一般函數式接口可以使用@FunctionalInterface註解的形式來標註表示這是一個函數式接口，該註解標註與否對函數式接口沒有實際的影響， 不過一般還是推薦使用該註解，就像使用@Override註解一樣。

lambda表達式是如何符合 Java 類型系統的？每個lambda對應於一個給定的類型，用一個接口來說明。而這個被稱為函數式接口（functional interface）的接口必須僅僅包含一個抽象方法聲明。每個那個類型的lambda表達式都將會被匹配到這個抽象方法上。因此默認的方法並不是抽象的，你可以給你的函數式接口自由地增加默認的方法。

我們可以使用任意的接口作為lambda表達式，只要這個接口只包含一個抽象方法。為了保證你的接口滿足需求，你需要增加@FunctionalInterface註解。編譯器知道這個註解，一旦你試圖給這個接口增加第二個抽象方法聲明時，它將拋出一個編譯器錯誤。

下面舉幾個例子

public class 函數式接口使用 {      @FunctionalInterface      interface A {          void say();          default void talk() {            }      }      @Test      public void test1() {          A a = () -> System.out.println("hello");          a.say();      }        @FunctionalInterface      interface B {          void say(String i);      }      public void test2() {          //下面兩個是等價的，都是通過B接口來引用一個方法，而方法可以直接使用::來作為方法引用          B b = System.out::println;          B b1 = a -> Integer.parseInt("s");//這裡的a其實換成別的也行，只是將方法傳給接口作為其方法實現          B b2 = Integer::valueOf;//i與方法傳入參數的變量類型一直時，可以直接替換          B b3 = String::valueOf;          //B b4 = Integer::parseInt;類型不符，無法使用        }      @FunctionalInterface      interface C {          int say(String i);      }      public void test3() {          C c = Integer::parseInt;//方法參數和接口方法的參數一樣，可以替換。          int i = c.say("1");          //當我把C接口的int替換為void時就會報錯，因為返回類型不一致。          System.out.println(i);          //綜上所述，lambda表達式提供了一種簡便的表達方式，可以將一個方法傳到接口中。          //函數式接口是只提供一個抽象方法的接口，其方法由lambda表達式注入，不需要寫實現類，          //也不需要寫匿名內部類，可以省去很多代碼，比如實現runnable接口。          //函數式編程就是指把方法當做一個參數或引用來進行操作。除了普通方法以外，靜態方法，構造方法也是可以這樣操作的。      }  }

請記住如果@FunctionalInterface 這個註解被遺漏，此代碼依然有效。

方法引用

Lambda表達式和方法引用

有了函數式接口之後，就可以使用Lambda表達式和方法引用了。其實函數式接口的表中的函數描述符就是Lambda表達式，在函數式接口中Lambda表達式相當於匿名內部類的效果。 舉個簡單的例子：

public class TestLambda {

public static void execute(Runnable runnable) {      runnable.run();  }    public static void main(String[] args) {      //Java8之前      execute(new Runnable() {          @Override          public void run() {              System.out.println("run");          }      });        //使用Lambda表達式      execute(() -> System.out.println("run"));  }

}

可以看到，相比於使用匿名內部類的方式，Lambda表達式可以使用更少的代碼但是有更清晰的表述。注意，Lambda表達式也不是完全等價於匿名內部類的， 兩者的不同點在於this的指向和本地變量的屏蔽上。

方法引用可以看作Lambda表達式的更簡潔的一種表達形式，使用::操作符，方法引用主要有三類：

指向靜態方法的方法引用(例如Integer的parseInt方法，寫作Integer::parseInt)；    指向任意類型實例方法的方法引用(例如String的length方法，寫作String::length)；    指向現有對象的實例方法的方法引用(例如假設你有一個本地變量localVariable用於存放Variable類型的對象，它支持實例方法getValue，那麼可以寫成localVariable::getValue)。

舉個方法引用的簡單的例子：

Function<String, Integer> stringToInteger = (String s) -> Integer.parseInt(s);

//使用方法引用

Function<String, Integer> stringToInteger = Integer::parseInt;

方法引用中還有一種特殊的形式，構造函數引用，假設一個類有一個默認的構造函數，那麼使用方法引用的形式為：

Supplier<SomeClass> c1 = SomeClass::new;  SomeClass s1 = c1.get();

//等價於

Supplier<SomeClass> c1 = () -> new SomeClass();  SomeClass s1 = c1.get();

如果是構造函數有一個參數的情況：

Function<Integer, SomeClass> c1 = SomeClass::new;  SomeClass s1 = c1.apply(100);

//等價於

Function<Integer, SomeClass> c1 = i -> new SomeClass(i);  SomeClass s1 = c1.apply(100);

接口的默認方法

Java 8 使我們能夠使用default 關鍵字給接口增加非抽象的方法實現。這個特性也被叫做 擴展方法（Extension Methods）。如下例所示：

public class 接口的默認方法 {      class B implements A {  //        void a(){}實現類方法不能重名      }      interface A {          //可以有多個默認方法          public default void a(){              System.out.println("a");          }          public default void b(){              System.out.println("b");          }          //報錯static和default不能同時使用  //        public static default void c(){  //            System.out.println("c");  //        }      }      public void test() {          B b = new B();          b.a();        }  }

默認方法出現的原因是為了對原有接口的擴展，有了默認方法之後就不怕因改動原有的接口而對已經使用這些接口的程序造成的代碼不兼容的影響。 在Java8中也對一些接口增加了一些默認方法，比如Map接口等等。一般來說，使用默認方法的場景有兩個：可選方法和行為的多繼承。

默認方法的使用相對來說比較簡單，唯一要注意的點是如何處理默認方法的衝突。關於如何處理默認方法的衝突可以參考以下三條規則：

類中的方法優先級最高。類或父類中聲明的方法的優先級高於任何聲明為默認方法的優先級。

如果無法依據第一條規則進行判斷，那麼子接口的優先級更高：函數簽名相同時，優先選擇擁有最具體實現的默認方法的接口。即如果B繼承了A，那麼B就比A更具體。

最後，如果還是無法判斷，繼承了多個接口的類必須通過顯式覆蓋和調用期望的方法，顯式地選擇使用哪一個默認方法的實現。那麼如何顯式地指定呢:

public class C implements B, A {        public void hello() {          B.super().hello();      }    }

使用X.super.m(..)顯式地調用希望調用的方法。

Java 8用默認方法與靜態方法這兩個新概念來擴展接口的聲明。默認方法使接口有點像Traits（Scala中特徵(trait)類似於Java中的Interface，但它可以包含實現代碼，也就是目前Java8新增的功能），但與傳統的接口又有些不一樣，它允許在已有的接口中添加新方法，而同時又保持了與舊版本代碼的兼容性。

默認方法與抽象方法不同之處在於抽象方法必須要求實現，但是默認方法則沒有這個要求。相反，每個接口都必須提供一個所謂的默認實現，這樣所有的接口實現者將會默認繼承它（如果有必要的話，可以覆蓋這個默認實現）。讓我們看看下面的例子：

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";      }  }

Defaulable接口用關鍵字default聲明了一個默認方法notRequired()，Defaulable接口的實現者之一DefaultableImpl實現了這個接口，並且讓默認方法保持原樣。Defaulable接口的另一個實現者OverridableImpl用自己的方法覆蓋了默認方法。

Java 8帶來的另一個有趣的特性是接口可以聲明（並且可以提供實現）靜態方法。例如：

private interface DefaulableFactory {      // Interfaces now allow static methods      static Defaulable create( Supplier< Defaulable > supplier ) {          return supplier.get();      }  }

下面的一小段代碼片段把上面的默認方法與靜態方法黏合到一起。

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() );  }

這個程序的控制台輸出如下：

Default implementation
Overridden implementation
在JVM中，默認方法的實現是非常高效的，並且通過位元組碼指令為方法調用提供了支持。默認方法允許繼續使用現有的Java接口，而同時能夠保障正常的編譯過程。這方面好的例子是大量的方法被添加到java.util.Collection接口中去：stream()，parallelStream()，forEach()，removeIf()，……

儘管默認方法非常強大，但是在使用默認方法時我們需要小心注意一個地方：在聲明一個默認方法前，請仔細思考是不是真的有必要使用默認方法，因為默認方法會帶給程序歧義，並且在複雜的繼承體系中容易產生編譯錯誤。更多詳情請參考官方文檔

重複註解

自從Java 5引入了註解機制，這一特性就變得非常流行並且廣為使用。然而，使用註解的一個限制是相同的註解在同一位置只能聲明一次，不能聲明多次。Java 8打破了這條規則，引入了重複註解機制，這樣相同的註解可以在同一地方聲明多次。

重複註解機制本身必須用@Repeatable註解。事實上，這並不是語言層面上的改變，更多的是編譯器的技巧，底層的原理保持不變。讓我們看一個快速入門的例子：

package com.javacodegeeks.java8.repeatable.annotations;    import java.lang.annotation.ElementType;  import java.lang.annotation.Repeatable;  import java.lang.annotation.Retention;  import java.lang.annotation.RetentionPolicy;  import java.lang.annotation.Target;    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() );          }      }  }

正如我們看到的，這裡有個使用@Repeatable( Filters.class )註解的註解類Filter，Filters僅僅是Filter註解的數組，但Java編譯器並不想讓程序員意識到Filters的存在。這樣，接口Filterable就擁有了兩次Filter（並沒有提到Filter）註解。

同時，反射相關的API提供了新的函數getAnnotationsByType()來返回重複註解的類型（請注意Filterable.class.getAnnotation( Filters.class )經編譯器處理後將會返回Filters的實例）。

程序輸出結果如下：

filter1
filter2
更多詳情請參考官方文檔

Java編譯器的新特性

方法參數名字可以反射獲取

很長一段時間裏，Java程序員一直在發明不同的方式使得方法參數的名字能保留在Java位元組碼中，並且能夠在運行時獲取它們（比如，Paranamer類庫）。最終，在Java 8中把這個強烈要求的功能添加到語言層面（通過反射API與Parameter.getName()方法）與位元組碼文件（通過新版的javac的–parameters選項）中。

package com.javacodegeeks.java8.parameter.names;

import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Parameter;

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() );
}
}
}
如果不使用–parameters參數來編譯這個類，然後運行這個類，會得到下面的輸出：

Parameter: arg0
如果使用–parameters參數來編譯這個類，程序的結構會有所不同（參數的真實名字將會顯示出來）：

Parameter: args

Java 類庫的新特性

Java 8 通過增加大量新類，擴展已有類的功能的方式來改善對並發編程、函數式編程、日期/時間相關操作以及其他更多方面的支持。

Optional

到目前為止，臭名昭著的空指針異常是導致Java應用程序失敗的最常見原因。以前，為了解決空指針異常，Google公司著名的Guava項目引入了Optional類，Guava通過使用檢查空值的方式來防止代碼污染，它鼓勵程序員寫更乾淨的代碼。受到Google Guava的啟發，Optional類已經成為Java 8類庫的一部分。

Optional實際上是個容器：它可以保存類型T的值，或者僅僅保存null。Optional提供很多有用的方法，這樣我們就不用顯式進行空值檢測。更多詳情請參考官方文檔。

我們下面用兩個小例子來演示如何使用Optional類：一個允許為空值，一個不允許為空值。

public class 空指針Optional {      public static void main(String[] args) {            //使用of方法，仍然會報空指針異常  //        Optional optional = Optional.of(null);  //        System.out.println(optional.get());            //拋出沒有該元素的異常          //Exception in thread "main" java.util.NoSuchElementException: No value present  //        at java.util.Optional.get(Optional.java:135)  //        at com.javase.Java8.空指針Optional.main(空指針Optional.java:14)  //        Optional optional1 = Optional.ofNullable(null);  //        System.out.println(optional1.get());          Optional optional = Optional.ofNullable(null);          System.out.println(optional.isPresent());          System.out.println(optional.orElse(0));//當值為空時給與初始值          System.out.println(optional.orElseGet(() -> new String[]{"a"}));//使用回調函數設置默認值          //即使傳入Optional容器的元素為空，使用optional.isPresent()方法也不會報空指針異常          //所以通過optional.orElse這種方式就可以寫出避免空指針異常的代碼了          //輸出Optional.empty。      }  }

如果Optional類的實例為非空值的話，isPresent()返回true，否從返回false。為了防止Optional為空值，orElseGet()方法通過回調函數來產生一個默認值。map()函數對當前Optional的值進行轉化，然後返回一個新的Optional實例。orElse()方法和orElseGet()方法類似，但是orElse接受一個默認值而不是一個回調函數。下面是這個程序的輸出：

Full Name is set? false
Full Name: [none]
Hey Stranger!
讓我們來看看另一個例子：

Optional< String > firstName = Optional.of( "Tom" );  System.out.println( "First Name is set? " + firstName.isPresent() );  System.out.println( "First Name: " + firstName.orElseGet( () -> "[none]" ) );  System.out.println( firstName.map( s -> "Hey " + s + "!" ).orElse( "Hey Stranger!" ) );  System.out.println();

下面是程序的輸出：

First Name is set? true
First Name: Tom
Hey Tom!

Stream

最新添加的Stream API（java.util.stream） 把真正的函數式編程風格引入到Java中。這是目前為止對Java類庫最好的補充，因為Stream API可以極大提供Java程序員的生產力，讓程序員寫出高效率、乾淨、簡潔的代碼。

Stream API極大簡化了集合框架的處理（但它的處理的範圍不僅僅限於集合框架的處理，這點後面我們會看到）。讓我們以一個簡單的Task類為例進行介紹：

Task類有一個分數的概念（或者說是偽複雜度），其次是還有一個值可以為OPEN或CLOSED的狀態.讓我們引入一個Task的小集合作為演示例子：

final Collection< Task > tasks = Arrays.asList(      new Task( Status.OPEN, 5 ),      new Task( Status.OPEN, 13 ),      new Task( Status.CLOSED, 8 )  );

我們下面要討論的第一個問題是所有狀態為OPEN的任務一共有多少分數？在Java 8以前，一般的解決方式用foreach循環，但是在Java 8裏面我們可以使用stream：一串支持連續、並行聚集操作的元素。

// Calculate total points of all active tasks using sum()  final long totalPointsOfOpenTasks = tasks      .stream()      .filter( task -> task.getStatus() == Status.OPEN )      .mapToInt( Task::getPoints )      .sum();    System.out.println( "Total points: " + totalPointsOfOpenTasks );

程序在控制台上的輸出如下：

Total points: 18

這裡有幾個注意事項。

第一，task集合被轉換化為其相應的stream表示。然後，filter操作過濾掉狀態為CLOSED的task。

下一步，mapToInt操作通過Task::getPoints這種方式調用每個task實例的getPoints方法把Task的stream轉化為Integer的stream。最後，用sum函數把所有的分數加起來，得到最終的結果。

在繼續講解下面的例子之前，關於stream有一些需要注意的地方（詳情在這裡）.stream操作被分成了中間操作與最終操作這兩種。

中間操作返回一個新的stream對象。中間操作總是採用惰性求值方式，運行一個像filter這樣的中間操作實際上沒有進行任何過濾，相反它在遍曆元素時會產生了一個新的stream對象，這個新的stream對象包含原始stream
中符合給定謂詞的所有元素。

像forEach、sum這樣的最終操作可能直接遍歷stream，產生一個結果或副作用。當最終操作執行結束之後，stream管道被認為已經被消耗了，沒有可能再被使用了。在大多數情況下，最終操作都是採用及早求值方式，及早完成底層數據源的遍歷。

stream另一個有價值的地方是能夠原生支持並行處理。讓我們來看看這個算task分數和的例子。

stream另一個有價值的地方是能夠原生支持並行處理。讓我們來看看這個算task分數和的例子。

// Calculate total points of all tasks  final double totalPoints = tasks     .stream()     .parallel()     .map( task -> task.getPoints() ) // or map( Task::getPoints )     .reduce( 0, Integer::sum );    System.out.println( "Total points (all tasks): " + totalPoints );

這個例子和第一個例子很相似，但這個例子的不同之處在於這個程序是並行運行的，其次使用reduce方法來算最終的結果。
下面是這個例子在控制台的輸出：

Total points (all tasks): 26.0
經常會有這個一個需求：我們需要按照某種準則來對集合中的元素進行分組。Stream也可以處理這樣的需求，下面是一個例子：

// Group tasks by their status  final Map< Status, List< Task > > map = tasks      .stream()      .collect( Collectors.groupingBy( Task::getStatus ) );  System.out.println( map );

這個例子的控制台輸出如下：

{CLOSED=[[CLOSED, 8]], OPEN=[[OPEN, 5], [OPEN, 13]]}
讓我們來計算整個集合中每個task分數（或權重）的平均值來結束task的例子。

// Calculate the weight of each tasks (as percent of total points)  final Collection< String > result = tasks      .stream()                                        // Stream< String >      .mapToInt( Task::getPoints )                     // IntStream      .asLongStream()                                  // LongStream      .mapToDouble( points -> points / totalPoints )   // DoubleStream      .boxed()                                         // Stream< Double >      .mapToLong( weigth -> ( long )( weigth * 100 ) ) // LongStream      .mapToObj( percentage -> percentage + "%" )      // Stream< String>      .collect( Collectors.toList() );                 // List< String >    System.out.println( result );

下面是這個例子的控制台輸出：

[19%, 50%, 30%]
最後，就像前面提到的，Stream API不僅僅處理Java集合框架。像從文本文件中逐行讀取數據這樣典型的I/O操作也很適合用Stream API來處理。下面用一個例子來應證這一點。

final Path path = new File( filename ).toPath();  try( Stream< String > lines = Files.lines( path, StandardCharsets.UTF_8 ) ) {      lines.onClose( () -> System.out.println("Done!") ).forEach( System.out::println );  }

對一個stream對象調用onClose方法會返回一個在原有功能基礎上新增了關閉功能的stream對象，當對stream對象調用close()方法時，與關閉相關的處理器就會執行。

Stream API、Lambda表達式與方法引用在接口默認方法與靜態方法的配合下是Java 8對現代軟件開發範式的回應。更多詳情請參考官方文檔。

Date/Time API (JSR 310)

Java 8通過發佈新的Date-Time API (JSR 310)來進一步加強對日期與時間的處理。對日期與時間的操作一直是Java程序員最痛苦的地方之一。標準的 java.util.Date以及後來的java.util.Calendar一點沒有改善這種情況（可以這麼說，它們一定程度上更加複雜）。

這種情況直接導致了Joda-Time——一個可替換標準日期/時間處理且功能非常強大的Java API的誕生。Java 8新的Date-Time API (JSR 310)在很大程度上受到Joda-Time的影響，並且吸取了其精髓。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。在設計新版API時，十分注重與舊版API的兼容性：不允許有任何的改變（從java.util.Calendar中得到的深刻教訓）。如果需要修改，會返回這個類的一個新實例。

讓我們用例子來看一下新版API主要類的使用方法。第一個是Clock類，它通過指定一個時區，然後就可以獲取到當前的時刻，日期與時間。Clock可以替換System.currentTimeMillis()與TimeZone.getDefault()。

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

下面是程序在控制台上的輸出：

2014-04-12T15:19:29.282Z  1397315969360

我們需要關注的其他類是LocaleDate與LocalTime。LocaleDate只持有ISO-8601格式且無時區信息的日期部分。相應的，LocaleTime只持有ISO-8601格式且無時區信息的時間部分。LocaleDate與LocalTime都可以從Clock中得到。

// 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 );

下面是程序在控制台上的輸出：

2014-04-12  2014-04-12  11:25:54.568  15:25:54.568

下面是程序在控制台上的輸出：

2014-04-12T11:47:01.017-04:00[America/New_York]  2014-04-12T15:47:01.017Z  2014-04-12T08:47:01.017-07:00[America/Los_Angeles]

最後，讓我們看一下Duration類：在秒與納秒級別上的一段時間。Duration使計算兩個日期間的不同變的十分簡單。下面讓我們看一個這方面的例子。

// 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() );

上面的例子計算了兩個日期2014年4月16號與2014年4月16號之間的過程。下面是程序在控制台上的輸出：

Duration in days: 365
Duration in hours: 8783
對Java 8在日期/時間API的改進整體印象是非常非常好的。一部分原因是因為它建立在「久戰殺場」的Joda-Time基礎上，另一方面是因為用來大量的時間來設計它，並且這次程序員的聲音得到了認可。更多詳情請參考官方文檔。

並行（parallel）數組

Java 8增加了大量的新方法來對數組進行並行處理。可以說，最重要的是parallelSort()方法，因為它可以在多核機器上極大提高數組排序的速度。下面的例子展示了新方法（parallelXxx）的使用。

package com.javacodegeeks.java8.parallel.arrays;    import java.util.Arrays;  import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;    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();      }  }

上面的代碼片段使用了parallelSetAll()方法來對一個有20000個元素的數組進行隨機賦值。然後，調用parallelSort方法。這個程序首先打印出前10個元素的值，之後對整個數組排序。這個程序在控制台上的輸出如下（請注意數組元素是隨機生產的）：

Unsorted: 591217 891976 443951 424479 766825 351964 242997 642839 119108 552378
Sorted: 39 220 263 268 325 607 655 678 723 793

CompletableFuture

在Java8之前，我們會使用JDK提供的Future接口來進行一些異步的操作，其實CompletableFuture也是實現了Future接口， 並且基於ForkJoinPool來執行任務，因此本質上來講，CompletableFuture只是對原有API的封裝， 而使用CompletableFuture與原來的Future的不同之處在於可以將兩個Future組合起來，或者如果兩個Future是有依賴關係的，可以等第一個執行完畢後再實行第二個等特性。

先來看看基本的使用方式：

public Future<Double> getPriceAsync(final String product) {      final CompletableFuture<Double> futurePrice = new CompletableFuture<>();      new Thread(() -> {          double price = calculatePrice(product);          futurePrice.complete(price);  //完成後使用complete方法，設置future的返回值      }).start();      return futurePrice;  }

得到Future之後就可以使用get方法來獲取結果，CompletableFuture提供了一些工廠方法來簡化這些API，並且使用函數式編程的方式來使用這些API，例如：

Fufure price = CompletableFuture.supplyAsync(() -> calculatePrice(product));
代碼是不是一下子簡潔了許多呢。之前說了，CompletableFuture可以組合多個Future，不管是Future之間有依賴的，還是沒有依賴的。

如果第二個請求依賴於第一個請求的結果，那麼可以使用thenCompose方法來組合兩個Future

public List<String> findPriceAsync(String product) {      List<CompletableFutute<String>> priceFutures = tasks.stream()      .map(task -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> task.getPrice(product),executor))      .map(future -> future.thenApply(Work::parse))      .map(future -> future.thenCompose(work -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> Count.applyCount(work), executor)))      .collect(Collectors.toList());        return priceFutures.stream().map(CompletableFuture::join).collect(Collectors.toList());  }

上面這段代碼使用了thenCompose來組合兩個CompletableFuture。supplyAsync方法第二個參數接受一個自定義的Executor。 首先使用CompletableFuture執行一個任務，調用getPrice方法，得到一個Future，之後使用thenApply方法，將Future的結果應用parse方法， 之後再使用執行完parse之後的結果作為參數再執行一個applyCount方法，然後收集成一個CompletableFuture的List， 最後再使用一個流，調用CompletableFuture的join方法，這是為了等待所有的異步任務執行完畢，獲得最後的結果。

注意，這裡必須使用兩個流，如果在一個流里調用join方法，那麼由於Stream的延遲特性，所有的操作還是會串行的執行，並不是異步的。

再來看一個兩個Future之間沒有依賴關係的例子：

Future<String> futurePriceInUsd = CompletableFuture.supplyAsync(() -> shop.getPrice(「price1」))                                      .thenCombine(CompletableFuture.supplyAsync(() -> shop.getPrice(「price2」)), (s1, s2) -> s1 + s2);

這裡有兩個異步的任務，使用thenCombine方法來組合兩個Future，thenCombine方法的第二個參數就是用來合併兩個Future方法返回值的操作函數。

有時候，我們並不需要等待所有的異步任務結束，只需要其中的一個完成就可以了，CompletableFuture也提供了這樣的方法：

//假設getStream方法返回一個Stream<CompletableFuture<String>>  CompletableFuture[] futures = getStream(「listen」).map(f -> f.thenAccept(System.out::println)).toArray(CompletableFuture[]::new);  //等待其中的一個執行完畢  CompletableFuture.anyOf(futures).join();  使用anyOf方法來響應CompletableFuture的completion事件。

Java虛擬機（JVM）的新特性

PermGen空間被移除了，取而代之的是Metaspace（JEP 122）。JVM選項-XX:PermSize與-XX:MaxPermSize分別被-XX:MetaSpaceSize與-XX:MaxMetaspaceSize所代替。

總結

更多展望：Java 8通過發佈一些可以增加程序員生產力的特性來推進這個偉大的平台的進步。現在把生產環境遷移到Java 8還為時尚早，但是在接下來的幾個月里，它會被大眾慢慢的接受。毫無疑問，現在是時候讓你的代碼與Java 8兼容，並且在Java 8足夠安全穩定的時候遷移到Java 8。

參考文章

https://blog.csdn.net/shuaicihai/article/details/72615495

https://blog.csdn.net/qq_34908167/article/details/79286697

https://www.jianshu.com/p/4df02599aeb2

https://www.cnblogs.com/yangzhilong/p/10973006.html

https://www.cnblogs.com/JackpotHan/p/9701147.html

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