本文来自cowbi的投稿~
Oracle 于 2014 发布了 Java8(jdk1.8),诸多原因使它成为目前市场上使用最多的 jdk 版本。虽然发布距今已将近 7 年,但很多程序员对其新特性还是不够了解,尤其是用惯了 Java8 之前版本的老程序员,比如我。
为了不脱离队伍太远,还是有必要对这些新特性做一些总结梳理。它较 jdk.7 有很多变化或者说是优化,比如 interface 里可以有静态方法,并且可以有方法体,这一点就颠覆了之前的认知;java.util.HashMap
数据结构里增加了红黑树;还有众所周知的 Lambda 表达式等等。本文不能把所有的新特性都给大家一一分享,只列出比较常用的新特性给大家做详细讲解。更多相关内容请看官网关于 Java8 的新特性的介绍。
Interface
interface 的设计初衷是面向抽象,提高扩展性。这也留有一点遗憾,Interface 修改的时候,实现它的类也必须跟着改。
为了解决接口的修改与现有的实现不兼容的问题。新 interface 的方法可以用default
或 static
修饰,这样就可以有方法体,实现类也不必重写此方法。
一个 interface 中可以有多个方法被它们修饰,这 2 个修饰符的区别主要也是普通方法和静态方法的区别。
default
修饰的方法,是普通实例方法,可以用this
调用,可以被子类继承、重写。
static
修饰的方法,使用上和一般类静态方法一样。但它不能被子类继承,只能用Interface
调用。
我们来看一个实际的例子。
如果有一个类既实现了 InterfaceNew
接口又实现了 InterfaceNew1
接口,它们都有def()
,并且 InterfaceNew
接口和 InterfaceNew1
接口没有继承关系的话,这时就必须重写def()
。不然的话,编译的时候就会报错。
在 Java 8 ,接口和抽象类有什么区别的?
很多小伙伴认为:“既然 interface 也可以有自己的方法实现,似乎和 abstract class 没多大区别了。”
其实它们还是有区别的
-
interface 和 class 的区别,好像是废话,主要有:
- 接口多实现,类单继承
- 接口的方法是 public abstract 修饰,变量是 public static final 修饰。 abstract class 可以用其他修饰符
-
interface 的方法是更像是一个扩展插件。而 abstract class 的方法是要继承的。
开始我们也提到,interface 新增default
和static
修饰的方法,为了解决接口的修改与现有的实现不兼容的问题,并不是为了要替代abstract class
。在使用上,该用 abstract class 的地方还是要用 abstract class,不要因为 interface 的新特性而将之替换。
记住接口永远和类不一样。
functional interface 函数式接口
定义:也称 SAM 接口,即 Single Abstract Method interfaces,有且只有一个抽象方法,但可以有多个非抽象方法的接口。
在 java 8 中专门有一个包放函数式接口java.util.function
,该包下的所有接口都有 @FunctionalInterface
注解,提供函数式编程。
在其他包中也有函数式接口,其中一些没有@FunctionalInterface
注解,但是只要符合函数式接口的定义就是函数式接口,与是否有
@FunctionalInterface
注解无关,注解只是在编译时起到强制规范定义的作用。其在 Lambda 表达式中有广泛的应用。
Lambda 表达式
接下来谈众所周知的 Lambda 表达式。它是推动 Java 8 发布的最重要新特性。是继泛型(Generics
)和注解(Annotation
)以来最大的变化。
使用 Lambda 表达式可以使代码变的更加简洁紧凑。让 java 也能支持简单的函数式编程。
Lambda 表达式是一个匿名函数,java 8 允许把函数作为参数传递进方法中。
语法格式
Lambda 实战
我们用常用的实例来感受 Lambda 带来的便利
替代匿名内部类
过去给方法传动态参数的唯一方法是使用内部类。比如
1.Runnable
接口
2.Comparator
接口
3.Listener
接口
4.自定义接口
上面的 3 个例子是我们在开发过程中最常见的,从中也能体会到 Lambda 带来的便捷与清爽。它只保留实际用到的代码,把无用代码全部省略。那它对接口有没有要求呢?我们发现这些匿名内部类只重写了接口的一个方法,当然也只有一个方法须要重写。这就是我们上文提到的函数式接口,也就是说只要方法的参数是函数式接口都可以用 Lambda 表达式。
我们自定义一个函数式接口
集合迭代
方法的引用
Java 8 允许使用 ::
关键字来传递方法或者构造函数引用,无论如何,表达式返回的类型必须是 functional-interface。
访问变量
lambda 表达式可以引用外边变量,但是该变量默认拥有 final 属性,不能被修改,如果修改,编译时就报错。
Stream
java 新增了 java.util.stream
包,它和之前的流大同小异。之前接触最多的是资源流,比如java.io.FileInputStream
,通过流把文件从一个地方输入到另一个地方,它只是内容搬运工,对文件内容不做任何CRUD。
Stream
依然不存储数据,不同的是它可以检索(Retrieve)和逻辑处理集合数据、包括筛选、排序、统计、计数等。可以想象成是 Sql 语句。
它的源数据可以是 Collection
、Array
等。由于它的方法参数都是函数式接口类型,所以一般和 Lambda 配合使用。
流类型
- stream 串行流
- parallelStream 并行流,可多线程执行
常用方法
接下来我们看java.util.stream.Stream
常用方法
实战
本文列出 Stream
具有代表性的方法之使用,更多的使用方法还是要看 Api。
延迟执行
在执行返回 Stream
的方法时,并不立刻执行,而是等返回一个非 Stream
的方法后才执行。因为拿到 Stream
并不能直接用,而是需要处理成一个常规类型。这里的 Stream
可以想象成是二进制流(2 个完全不一样的东东),拿到也看不懂。
我们下面分解一下 filter
方法。
按执行顺序应该是先打印 4 次「Predicate.test
执行」,再打印「count
执行」。实际结果恰恰相反。说明 filter 中的方法并没有立刻执行,而是等调用count()
方法后才执行。
上面都是串行 Stream
的实例。并行 parallelStream
在使用方法上和串行一样。主要区别是 parallelStream
可多线程执行,是基于 ForkJoin 框架实现的,有时间大家可以了解一下 ForkJoin
框架和 ForkJoinPool
。这里可以简单的理解它是通过线程池来实现的,这样就会涉及到线程安全,线程消耗等问题。下面我们通过代码来体验一下并行流的多线程执行。
从结果中我们看到,for-each 用到的是多线程。
小结
从源码和实例中我们可以总结出一些 stream 的特点
- 通过简单的链式编程,使得它可以方便地对遍历处理后的数据进行再处理。
- 方法参数都是函数式接口类型
- 一个 Stream 只能操作一次,操作完就关闭了,继续使用这个 stream 会报错。
- Stream 不保存数据,不改变数据源
Optional
在阿里巴巴开发手册关于 Optional 的介绍中这样写到:
防止 NPE,是程序员的基本修养,注意 NPE 产生的场景:
1) 返回类型为基本数据类型,return 包装数据类型的对象时,自动拆箱有可能产生 NPE。
反例:public int f() { return Integer 对象}, 如果为 null,自动解箱抛 NPE。
2) 数据库的查询结果可能为 null。
3) 集合里的元素即使 isNotEmpty,取出的数据元素也可能为 null。
4) 远程调用返回对象时,一律要求进行空指针判断,防止 NPE。
5) 对于 Session 中获取的数据,建议进行 NPE 检查,避免空指针。
6) 级联调用 obj.getA().getB().getC();一连串调用,易产生 NPE。
正例:使用 JDK8 的 Optional 类来防止 NPE 问题。
他建议使用 Optional
解决 NPE(java.lang.NullPointerException
)问题,它就是为 NPE 而生的,其中可以包含空值或非空值。下面我们通过源码逐步揭开 Optional
的红盖头。
假设有一个 Zoo
类,里面有个属性 Dog
,需求要获取 Dog
的 age
。
传统解决 NPE 的办法如下:
层层判断对象非空,有人说这种方式很丑陋不优雅,我并不这么认为。反而觉得很整洁,易读,易懂。你们觉得呢?
Optional
是这样的实现的:
是不是简洁了很多呢?
如何创建一个 Optional
上例中Optional.ofNullable
是其中一种创建 Optional 的方式。我们先看一下它的含义和其他创建 Optional 的源码方法。
ofNullable
方法和of
方法唯一区别就是当 value 为 null 时,ofNullable
返回的是EMPTY
,of 会抛出 NullPointerException
异常。如果需要把 NullPointerException
暴漏出来就用 of
,否则就用 ofNullable
。
map()
和 flatMap()
有什么区别的?
map
和 flatMap
都是将一个函数应用于集合中的每个元素,但不同的是map
返回一个新的集合,flatMap
是将每个元素都映射为一个集合,最后再将这个集合展平。
在实际应用场景中,如果map
返回的是数组,那么最后得到的是一个二维数组,使用flatMap
就是为了将这个二维数组展平变成一个一维数组。
运行结果:
Using map:
[[APPLE, BANANA, CHERRY], [ORANGE, GRAPE, PEAR], [KIWI, MELON, PINEAPPLE]]
Using flatMap:
[APPLE, BANANA, CHERRY, ORANGE, GRAPE, PEAR, KIWI, MELON, PINEAPPLE]
最简单的理解就是flatMap()
可以将map()
的结果展开。
在Optional
里面,当使用map()
时,如果映射函数返回的是一个普通值,它会将这个值包装在一个新的Optional
中。而使用flatMap
时,如果映射函数返回的是一个Optional
,它会将这个返回的Optional
展平,不再包装成嵌套的Optional
。
下面是一个对比的示例代码:
在Stream
和Optional
中正确使用flatMap
可以减少很多不必要的代码。
判断 value 是否为 null
获取 value
过滤值
小结
看完 Optional
源码,Optional
的方法真的非常简单,值得注意的是如果坚决不想看见 NPE
,就不要用 of()
、 get()
、flatMap(..)
。最后再综合用一下 Optional
的高频方法。
Date-Time API
这是对java.util.Date
强有力的补充,解决了 Date 类的大部分痛点:
- 非线程安全
- 时区处理麻烦
- 各种格式化、和时间计算繁琐
- 设计有缺陷,Date 类同时包含日期和时间;还有一个 java.sql.Date,容易混淆。
我们从常用的时间实例来对比 java.util.Date 和新 Date 有什么区别。用java.util.Date
的代码该改改了。
java.time 主要类
java.util.Date
既包含日期又包含时间,而 java.time
把它们进行了分离
格式化
Java 8 之前:
Java 8 之后:
字符串转日期格式
Java 8 之前:
Java 8 之后:
Java 8 之前 转换都需要借助 SimpleDateFormat
类,而Java 8 之后只需要 LocalDate
、LocalTime
、LocalDateTime
的 of
或 parse
方法。
日期计算
下面仅以一周后日期为例,其他单位(年、月、日、1/2 日、时等等)大同小异。另外,这些单位都在 java.time.temporal.ChronoUnit 枚举中定义。
Java 8 之前:
Java 8 之后:
获取指定日期
除了日期计算繁琐,获取特定一个日期也很麻烦,比如获取本月最后一天,第一天。
Java 8 之前:
Java 8 之后:
java.time.temporal.TemporalAdjusters
里面还有很多便捷的算法,这里就不带大家看 Api 了,都很简单,看了秒懂。
JDBC 和 java8
现在 jdbc 时间类型和 java8 时间类型对应关系是
Date
-⇒ LocalDate
Time
-⇒ LocalTime
Timestamp
-⇒ LocalDateTime
而之前统统对应 Date
,也只有 Date
。
时区
时区:正式的时区划分为每隔经度 15° 划分一个时区,全球共 24 个时区,每个时区相差 1 小时。但为了行政上的方便,常将 1 个国家或 1 个省份划在一起,比如我国幅员宽广,大概横跨 5 个时区,实际上只用东八时区的标准时即北京时间为准。
java.util.Date
对象实质上存的是 1970 年 1 月 1 日 0 点( GMT)至 Date 对象所表示时刻所经过的毫秒数。也就是说不管在哪个时区 new Date,它记录的毫秒数都一样,和时区无关。但在使用上应该把它转换成当地时间,这就涉及到了时间的国际化。java.util.Date
本身并不支持国际化,需要借助 TimeZone
。
在新特性中引入了 java.time.ZonedDateTime
来表示带时区的时间。它可以看成是 LocalDateTime + ZoneId
。
小结
通过上面比较新老 Date
的不同,当然只列出部分功能上的区别,更多功能还得自己去挖掘。总之 date-time-api 给日期操作带来了福利。在日常工作中遇到 date 类型的操作,第一考虑的是 date-time-api,实在解决不了再考虑老的 Date。
总结
我们梳理总结的 java 8 新特性有
- Interface & functional Interface
- Lambda
- Stream
- Optional
- Date time-api
这些都是开发当中比较常用的特性。梳理下来发现它们真香,而我却没有更早的应用。总觉得学习 java 8 新特性比较麻烦,一直使用老的实现方式。其实这些新特性几天就可以掌握,一但掌握,效率会有很大的提高。其实我们涨工资也是涨的学习的钱,不学习终究会被淘汰,35 岁危机会提前来临。