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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 ) );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 } );
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 ) );
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 } );
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 ) );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()};
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 }
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 }
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 }
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 }
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!" ) );
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() );
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 }
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 }
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
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 ；