文／杜琪（簡書作者）
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著作權(quán)歸作者所有，轉(zhuǎn)載請聯(lián)系作者獲得授權(quán)，并標(biāo)注“簡書作者”。
聲明：本文翻譯自Java 8 Features Tutorial – The ULTIMATE Guide，翻譯過程中發(fā)現(xiàn)并發(fā)編程網(wǎng)已經(jīng)有同學(xué)翻譯過了：Java 8 特性 – 終極手冊，我還是堅持自己翻譯了一版（寫作驅(qū)動學(xué)習(xí)，加深印象），有些地方參考了該同學(xué)的。
前言： Java 8 已經(jīng)發(fā)布很久了，很多報道表明Java 8 是一次重大的版本升級。在Java Code Geeks上已經(jīng)有很多介紹Java 8新特性的文章，例如Playing with Java 8 – Lambdas and Concurrency、Java 8 Date Time API Tutorial : LocalDateTime和Abstract Class Versus Interface in the JDK 8 Era。本文還參考了一些其他資料，例如：15 Must Read Java 8 Tutorials和The Dark Side of Java 8。本文綜合了上述資料，整理成一份關(guān)于Java 8新特性的參考教材，希望你有所收獲。
1. 簡介
毫無疑問，Java 8是Java自Java 5（發(fā)布于2004年）之后的最重要的版本。這個版本包含語言、編譯器、庫、工具和JVM等方面的十多個新特性。在本文中我們將學(xué)習(xí)這些新特性，并用實際的例子說明在什么場景下適合使用。
這個教程包含Java開發(fā)者經(jīng)常面對的幾類問題：
- 語言
- 編譯器
- 庫
- 工具
- 運(yùn)行時（JVM）
2. Java語言的新特性
Java 8是Java的一個重大版本，有人認(rèn)為，雖然這些新特性領(lǐng)Java開發(fā)人員十分期待，但同時也需要花不少精力去學(xué)習(xí)。在這一小節(jié)中，我們將介紹Java 8的大部分新特性。
2.1 Lambda表達(dá)式和函數(shù)式接口
Lambda表達(dá)式（也稱為閉包）是Java 8中最大和最令人期待的語言改變。它允許我們將函數(shù)當(dāng)成參數(shù)傳遞給某個方法，或者把代碼本身當(dāng)作數(shù)據(jù)處理：函數(shù)式開發(fā)者非常熟悉這些概念。很多JVM平臺上的語言（Groovy、Scala等）從誕生之日就支持Lambda表達(dá)式，但是Java開發(fā)者沒有選擇，只能使用匿名內(nèi)部類代替Lambda表達(dá)式。
Lambda的設(shè)計耗費(fèi)了很多時間和很大的社區(qū)力量，最終找到一種折中的實現(xiàn)方案，可以實現(xiàn)簡潔而緊湊的語言結(jié)構(gòu)。最簡單的Lambda表達(dá)式可由逗號分隔的參數(shù)列表、->符號和語句塊組成，例如：
Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( e -> System.out.println( e ) );
在上面這個代碼中的參數(shù)e的類型是由編譯器推理得出的，你也可以顯式指定該參數(shù)的類型，例如：
Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( ( String e ) -> System.out.println( e ) );
如果Lambda表達(dá)式需要更復(fù)雜的語句塊，則可以使用花括號將該語句塊括起來，類似于Java中的函數(shù)體，例如：
Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( e -> {
System.out.print( e );
System.out.print( e );
} );
Lambda表達(dá)式可以引用類成員和局部變量（會將這些變量隱式得轉(zhuǎn)換成final的），例如下列兩個代碼塊的效果完全相同：
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表達(dá)式有返回值，返回值的類型也由編譯器推理得出。如果Lambda表達(dá)式中的語句塊只有一行，則可以不用使用return語句，下列兩個代碼片段效果相同：
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;
} );
Lambda的設(shè)計者們?yōu)榱俗尙F(xiàn)有的功能與Lambda表達(dá)式良好兼容，考慮了很多方法，于是產(chǎn)生了函數(shù)接口這個概念。函數(shù)接口指的是只有一個函數(shù)的接口，這樣的接口可以隱式轉(zhuǎn)換為Lambda表達(dá)式。java.lang.Runnable和java.util.concurrent.Callable是函數(shù)式接口的最佳例子。在實踐中，函數(shù)式接口非常脆弱：只要某個開發(fā)者在該接口中添加一個函數(shù)，則該接口就不再是函數(shù)式接口進(jìn)而導(dǎo)致編譯失敗。為了克服這種代碼層面的脆弱性，并顯式說明某個接口是函數(shù)式接口，Java 8 提供了一個特殊的注解@FunctionalInterface（Java 庫中的所有相關(guān)接口都已經(jīng)帶有這個注解了），舉個簡單的函數(shù)式接口的定義：
@FunctionalInterface
public interface Functional {
void method();
}
不過有一點(diǎn)需要注意，默認(rèn)方法和靜態(tài)方法不會破壞函數(shù)式接口的定義，因此如下的代碼是合法的。
@FunctionalInterface
public interface FunctionalDefaultMethods {
void method();
default void defaultMethod() {
}
}
Lambda表達(dá)式作為Java 8的最大賣點(diǎn)，它有潛力吸引更多的開發(fā)者加入到JVM平臺，并在純Java編程中使用函數(shù)式編程的概念。如果你需要了解更多Lambda表達(dá)式的細(xì)節(jié)，可以參考官方文檔。
2.2 接口的默認(rèn)方法和靜態(tài)方法
Java 8使用兩個新概念擴(kuò)展了接口的含義：默認(rèn)方法和靜態(tài)方法。默認(rèn)方法使得接口有點(diǎn)類似traits，不過要實現(xiàn)的目標(biāo)不一樣。默認(rèn)方法使得開發(fā)者可以在 不破壞二進(jìn)制兼容性的前提下，往現(xiàn)存接口中添加新的方法，即不強(qiáng)制那些實現(xiàn)了該接口的類也同時實現(xiàn)這個新加的方法。
默認(rèn)方法和抽象方法之間的區(qū)別在于抽象方法需要實現(xiàn)，而默認(rèn)方法不需要。接口提供的默認(rèn)方法會被接口的實現(xiàn)類繼承或者覆寫，例子代碼如下：
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接口使用關(guān)鍵字default定義了一個默認(rèn)方法notRequired()。DefaultableImpl類實現(xiàn)了這個接口，同時默認(rèn)繼承了這個接口中的默認(rèn)方法；OverridableImpl類也實現(xiàn)了這個接口，但覆寫了該接口的默認(rèn)方法，并提供了一個不同的實現(xiàn)。
Java 8帶來的另一個有趣的特性是在接口中可以定義靜態(tài)方法，例子代碼如下：
private interface DefaulableFactory {
// Interfaces now allow static methods
static Defaulable create( Supplier< Defaulable > supplier ) {
return supplier.get();
}
}
下面的代碼片段整合了默認(rèn)方法和靜態(tài)方法的使用場景：
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() );
}
這段代碼的輸出結(jié)果如下：
Default implementation
Overridden implementation
由于JVM上的默認(rèn)方法的實現(xiàn)在字節(jié)碼層面提供了支持，因此效率非常高。默認(rèn)方法允許在不打破現(xiàn)有繼承體系的基礎(chǔ)上改進(jìn)接口。該特性在官方庫中的應(yīng)用是：給java.util.Collection接口添加新方法，如stream()、parallelStream()、forEach()和removeIf()等等。
盡管默認(rèn)方法有這么多好處，但在實際開發(fā)中應(yīng)該謹(jǐn)慎使用：在復(fù)雜的繼承體系中，默認(rèn)方法可能引起歧義和編譯錯誤。如果你想了解更多細(xì)節(jié)，可以參考官方文檔。
2.3 方法引用
方法引用使得開發(fā)者可以直接引用現(xiàn)存的方法、Java類的構(gòu)造方法或者實例對象。方法引用和Lambda表達(dá)式配合使用，使得java類的構(gòu)造方法看起來緊湊而簡潔，沒有很多復(fù)雜的模板代碼。
西門的例子中，Car類是不同方法引用的例子，可以幫助讀者區(qū)分四種類型的方法引用。
public static class Car {
public static Car create( final Supplier< Car > supplier ) {
return supplier.get();
}
public static void collide( final Car car ) {
System.out.println( "Collided " + car.toString() );
}
public void follow( final Car another ) {
System.out.println( "Following the " + another.toString() );
}
public void repair() {
System.out.println( "Repaired " + this.toString() );
}
}
第一種方法引用的類型是構(gòu)造器引用，語法是Class::new，或者更一般的形式：Class::new。注意：這個構(gòu)造器沒有參數(shù)。
final Car car = Car.create( Car::new );
final List< Car > cars = Arrays.asList( car );
第二種方法引用的類型是靜態(tài)方法引用，語法是Class::static_method。注意：這個方法接受一個Car類型的參數(shù)。
cars.forEach( Car::collide );
第三種方法引用的類型是某個類的成員方法的引用，語法是Class::method，注意，這個方法沒有定義入?yún)ⅲ?/p>
cars.forEach( Car::repair );
第四種方法引用的類型是某個實例對象的成員方法的引用，語法是instance::method。注意：這個方法接受一個Car類型的參數(shù)：
final Car police = Car.create( Car::new );
cars.forEach( police::follow );
運(yùn)行上述例子，可以在控制臺看到如下輸出（Car實例可能不同）：
Collided com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197d
Repaired com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197d
Following the com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197d
如果想了解和學(xué)習(xí)更詳細(xì)的內(nèi)容，可以參考官方文檔
2.4 重復(fù)注解
自從Java 5中引入注解以來，這個特性開始變得非常流行，并在各個框架和項目中被廣泛使用。不過，注解有一個很大的限制是：在同一個地方不能多次使用同一個注解。Java 8打破了這個限制，引入了重復(fù)注解的概念，允許在同一個地方多次使用同一個注解。
在Java 8中使用@Repeatable注解定義重復(fù)注解，實際上，這并不是語言層面的改進(jìn)，而是編譯器做的一個trick，底層的技術(shù)仍然相同。可以利用下面的代碼說明：
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() );
}
}
}
正如我們所見，這里的Filter類使用@Repeatable(Filters.class)注解修飾，而Filters是存放Filter注解的容器，編譯器盡量對開發(fā)者屏蔽這些細(xì)節(jié)。這樣，Filterable接口可以用兩個Filter注解注釋（這里并沒有提到任何關(guān)于Filters的信息）。
另外，反射API提供了一個新的方法：getAnnotationsByType()，可以返回某個類型的重復(fù)注解，例如Filterable.class.getAnnoation(Filters.class)將返回兩個Filter實例，輸出到控制臺的內(nèi)容如下所示：
filter1
filter2
如果你希望了解更多內(nèi)容，可以參考官方文檔。
2.5 更好的類型推斷
Java 8編譯器在類型推斷方面有很大的提升，在很多場景下編譯器可以推導(dǎo)出某個參數(shù)的數(shù)據(jù)類型，從而使得代碼更為簡潔。例子代碼如下：
package com.javacodegeeks.java8.type.inference;
public class Value< T > {
public static< T > T defaultValue() {
return null;
}
public T getOrDefault( T value, T defaultValue ) {
return ( value != null ) ? value : defaultValue;
}
}
下列代碼是Value類型的應(yīng)用：
package com.javacodegeeks.java8.type.inference;
public class TypeInference {
public static void main(String[] args) {
final Value< String > value = new Value<>();
value.getOrDefault( "22", Value.defaultValue() );
}
}
參數(shù)Value.defaultValue()的類型由編譯器推導(dǎo)得出，不需要顯式指明。在Java 7中這段代碼會有編譯錯誤，除非使用Value.<String>defaultValue()。
2.6 拓寬注解的應(yīng)用場景
Java 8拓寬了注解的應(yīng)用場景?，F(xiàn)在，注解幾乎可以使用在任何元素上：局部變量、接口類型、超類和接口實現(xiàn)類，甚至可以用在函數(shù)的異常定義上。下面是一些例子：
package com.javacodegeeks.java8.annotations;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
public class Annotations {
@Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )
@Target( { ElementType.TYPE_USE, ElementType.TYPE_PARAMETER } )
public @interface NonEmpty {
}
public static class Holder< @NonEmpty T > extends @NonEmpty Object {
public void method() throws @NonEmpty Exception {
}
}
@SuppressWarnings( "unused" )
public static void main(String[] args) {
final Holder< String > holder = new @NonEmpty Holder< String >();
@NonEmpty Collection< @NonEmpty String > strings = new ArrayList<>();
}
}
ElementType.TYPE_USER和ElementType.TYPE_PARAMETER是Java 8新增的兩個注解，用于描述注解的使用場景。Java 語言也做了對應(yīng)的改變，以識別這些新增的注解。
3. Java編譯器的新特性
3.1 參數(shù)名稱
為了在運(yùn)行時獲得Java程序中方法的參數(shù)名稱，老一輩的Java程序員必須使用不同方法，例如Paranamer liberary。Java 8終于將這個特性規(guī)范化，在語言層面（使用反射API和Parameter.getName()方法）和字節(jié)碼層面（使用新的javac編譯器以及-parameters參數(shù)）提供支持。
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() );
}
}
}
在Java 8中這個特性是默認(rèn)關(guān)閉的，因此如果不帶-parameters參數(shù)編譯上述代碼并運(yùn)行，則會輸出如下結(jié)果：
Parameter: arg0
如果帶-parameters參數(shù)，則會輸出如下結(jié)果（正確的結(jié)果）：
Parameter: args
如果你使用Maven進(jìn)行項目管理，則可以在maven-compiler-plugin編譯器的配置項中配置-parameters參數(shù)：
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
<version>3.1</version>
<configuration>
<compilerArgument>-parameters</compilerArgument>
<source>1.8</source>
<target>1.8</target>
</configuration>
</plugin>
4. Java官方庫的新特性
Java 8增加了很多新的工具類（date/time類），并擴(kuò)展了現(xiàn)存的工具類，以支持現(xiàn)代的并發(fā)編程、函數(shù)式編程等。
4.1 Optional
Java應(yīng)用中最常見的bug就是空值異常。在Java 8之前，Google Guava引入了Optionals類來解決NullPointerException，從而避免源碼被各種null檢查污染，以便開發(fā)者寫出更加整潔的代碼。Java 8也將Optional加入了官方庫。
Optional僅僅是一個容易：存放T類型的值或者null。它提供了一些有用的接口來避免顯式的null檢查，可以參考Java 8官方文檔了解更多細(xì)節(jié)。
接下來看一點(diǎn)使用Optional的例子：可能為空的值或者某個類型的值：
Optional< String > fullName = Optional.ofNullable( null );
System.out.println( "Full Name is set? " + fullName.isPresent() );
System.out.println( "Full Name: " + fullName.orElseGet( () -> "[none]" ) );
System.out.println( fullName.map( s -> "Hey " + s + "!" ).orElse( "Hey Stranger!" ) );
如果Optional實例持有一個非空值，則isPresent()方法返回true，否則返回false；orElseGet()方法，Optional實例持有null，則可以接受一個lambda表達(dá)式生成的默認(rèn)值；map()方法可以將現(xiàn)有的Opetional實例的值轉(zhuǎn)換成新的值；orElse()方法與orElseGet()方法類似，但是在持有null的時候返回傳入的默認(rèn)值。
上述代碼的輸出結(jié)果如下：
Full Name is set? false
Full Name: [none]
Hey Stranger!
再看下另一個簡單的例子：
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();
這個例子的輸出是：
First Name is set? true
First Name: Tom
Hey Tom!
如果想了解更多的細(xì)節(jié)，請參考官方文檔。
4.2 Streams
新增的Stream API（java.util.stream）將生成環(huán)境的函數(shù)式編程引入了Java庫中。這是目前為止最大的一次對Java庫的完善，以便開發(fā)者能夠?qū)懗龈佑行?、更加簡潔和緊湊的代碼。
Steam API極大得簡化了集合操作（后面我們會看到不止是集合），首先看下這個叫Task的類：
public class Streams {
private enum Status {
OPEN, CLOSED
};
private static final class Task {
private final Status status;
private final Integer points;
Task( final Status status, final Integer points ) {
this.status = status;
this.points = points;
}
public Integer getPoints() {
return points;
}
public Status getStatus() {
return status;
}
@Override
public String toString() {
return String.format( "[%s, %d]", status, points );
}
}
}
Task類有一個分?jǐn)?shù)（或偽復(fù)雜度）的概念，另外還有兩種狀態(tài)：OPEN或者CLOSED?，F(xiàn)在假設(shè)有一個task集合：
final Collection< Task > tasks = Arrays.asList(
new Task( Status.OPEN, 5 ),
new Task( Status.OPEN, 13 ),
new Task( Status.CLOSED, 8 )
);
首先看一個問題：在這個task集合中一共有多少個OPEN狀態(tài)的點(diǎn)？在Java 8之前，要解決這個問題，則需要使用foreach循環(huán)遍歷task集合；但是在Java 8中可以利用steams解決：包括一系列元素的列表，并且支持順序和并行處理。
// 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 );
運(yùn)行這個方法的控制臺輸出是：
Total points: 18
這里有很多知識點(diǎn)值得說。首先，tasks集合被轉(zhuǎn)換成steam表示；其次，在steam上的filter操作會過濾掉所有CLOSED的task；第三，mapToInt操作基于每個task實例的Task::getPoints方法將task流轉(zhuǎn)換成Integer集合；最后，通過sum方法計算總和，得出最后的結(jié)果。
在學(xué)習(xí)下一個例子之前，還需要記住一些steams（點(diǎn)此更多細(xì)節(jié)）的知識點(diǎn)。Steam之上的操作可分為中間操作和晚期操作。
中間操作會返回一個新的steam——執(zhí)行一個中間操作（例如filter）并不會執(zhí)行實際的過濾操作，而是創(chuàng)建一個新的steam，并將原steam中符合條件的元素放入新創(chuàng)建的steam。
晚期操作（例如forEach或者sum），會遍歷steam并得出結(jié)果或者附帶結(jié)果；在執(zhí)行晚期操作之后，steam處理線已經(jīng)處理完畢，就不能使用了。在幾乎所有情況下，晚期操作都是立刻對steam進(jìn)行遍歷。
steam的另一個價值是創(chuàng)造性地支持并行處理（parallel processing）。對于上述的tasks集合，我們可以用下面的代碼計算所有任務(wù)的點(diǎn)數(shù)之和：
// 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 );
這里我們使用parallel方法并行處理所有的task，并使用reduce方法計算最終的結(jié)果?？刂婆_輸出如下：
Total points（all tasks）: 26.0
對于一個集合，經(jīng)常需要根據(jù)某些條件對其中的元素分組。利用steam提供的API可以很快完成這類任務(wù)，代碼如下：
// Group tasks by their status
final Map< Status, List< Task > > map = tasks
.stream()
.collect( Collectors.groupingBy( Task::getStatus ) );
System.out.println( map );
控制臺的輸出如下：
{CLOSED=[[CLOSED, 8]], OPEN=[[OPEN, 5], [OPEN, 13]]}
最后一個關(guān)于tasks集合的例子問題是：如何計算集合中每個任務(wù)的點(diǎn)數(shù)在集合中所占的比重，具體處理的代碼如下：
// 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 );
控制臺輸出結(jié)果如下：
[19%, 50%, 30%]
最后，正如之前所說，Steam API不僅可以作用于Java集合，傳統(tǒng)的IO操作（從文件或者網(wǎng)絡(luò)一行一行得讀取數(shù)據(jù)）可以受益于steam處理，這里有一個小例子：
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 );
}
Stream的方法onClose 返回一個等價的有額外句柄的Stream，當(dāng)Stream的close（）方法被調(diào)用的時候這個句柄會被執(zhí)行。Stream API、Lambda表達(dá)式還有接口默認(rèn)方法和靜態(tài)方法支持的方法引用，是Java 8對軟件開發(fā)的現(xiàn)代范式的響應(yīng)。
4.3 Date/Time API(JSR 310)
Java 8引入了新的Date-Time API(JSR 310)來改進(jìn)時間、日期的處理。時間和日期的管理一直是最令Java開發(fā)者痛苦的問題。java.util.Date和后來的java.util.Calendar一直沒有解決這個問題（甚至令開發(fā)者更加迷茫）。
因為上面這些原因，誕生了第三方庫Joda-Time，可以替代Java的時間管理API。Java 8中新的時間和日期管理API深受Joda-Time影響，并吸收了很多Joda-Time的精華。新的java.time包包含了所有關(guān)于日期、時間、時區(qū)、Instant（跟日期類似但是精確到納秒）、duration（持續(xù)時間）和時鐘操作的類。新設(shè)計的API認(rèn)真考慮了這些類的不變性（從java.util.Calendar吸取的教訓(xùn)），如果某個實例需要修改，則返回一個新的對象。
我們接下來看看java.time包中的關(guān)鍵類和各自的使用例子。首先，Clock類使用時區(qū)來返回當(dāng)前的納秒時間和日期。Clock可以替代System.currentTimeMillis()和TimeZone.getDefault()。
// Get the system clock as UTC offset
final Clock clock = Clock.systemUTC();
System.out.println( clock.instant() );
System.out.println( clock.millis() );
這個例子的輸出結(jié)果是：
2014-04-12T15:19:29.282Z
1397315969360
第二，關(guān)注下LocalDate和LocalTime類。LocalDate僅僅包含ISO-8601日歷系統(tǒng)中的日期部分；LocalTime則僅僅包含該日歷系統(tǒng)中的時間部分。這兩個類的對象都可以使用Clock對象構(gòu)建得到。
// 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 );
上述例子的輸出結(jié)果如下：
2014-04-12
2014-04-12
11:25:54.568
15:25:54.568
LocalDateTime類包含了LocalDate和LocalTime的信息，但是不包含ISO-8601日歷系統(tǒng)中的時區(qū)信息。這里有一些關(guān)于LocalDate和LocalTime的例子：
// Get the local date/time
final LocalDateTime datetime = LocalDateTime.now();
final LocalDateTime datetimeFromClock = LocalDateTime.now( clock );
System.out.println( datetime );
System.out.println( datetimeFromClock );
上述這個例子的輸出結(jié)果如下：
2014-04-12T11:37:52.309
2014-04-12T15:37:52.309
如果你需要特定時區(qū)的data/time信息，則可以使用ZoneDateTime，它保存有ISO-8601日期系統(tǒng)的日期和時間，而且有時區(qū)信息。下面是一些使用不同時區(qū)的例子：
// Get the zoned date/time
final ZonedDateTime zonedDatetime = ZonedDateTime.now();
final ZonedDateTime zonedDatetimeFromClock = ZonedDateTime.now( clock );
final ZonedDateTime zonedDatetimeFromZone = ZonedDateTime.now( ZoneId.of( "America/Los_Angeles" ) );
System.out.println( zonedDatetime );
System.out.println( zonedDatetimeFromClock );
System.out.println( zonedDatetimeFromZone );
這個例子的輸出結(jié)果是：
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]
最后看下Duration類，它持有的時間精確到秒和納秒。這使得我們可以很容易得計算兩個日期之間的不同，例子代碼如下：
// 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() );
這個例子用于計算2014年4月16日和2015年4月16日之間的天數(shù)和小時數(shù)，輸出結(jié)果如下：
Duration in days: 365
Duration in hours: 8783
對于Java 8的新日期時間的總體印象還是比較積極的，一部分是因為Joda-Time的積極影響，另一部分是因為官方終于聽取了開發(fā)人員的需求。如果希望了解更多細(xì)節(jié)，可以參考官方文檔。
4.4 Nashorn JavaScript引擎
Java 8提供了新的Nashorn JavaScript引擎，使得我們可以在JVM上開發(fā)和運(yùn)行JS應(yīng)用。Nashorn JavaScript引擎是javax.script.ScriptEngine的另一個實現(xiàn)版本，這類Script引擎遵循相同的規(guī)則，允許Java和JavaScript交互使用，例子代碼如下：
ScriptEngineManager manager = new ScriptEngineManager();
ScriptEngine engine = manager.getEngineByName( "JavaScript" );
System.out.println( engine.getClass().getName() );
System.out.println( "Result:" + engine.eval( "function f() { return 1; }; f() + 1;" ) );
這個代碼的輸出結(jié)果如下：
jdk.nashorn.api.scripting.NashornScriptEngine
Result: 2
4.5 Base64
對Base64編碼的支持已經(jīng)被加入到Java 8官方庫中，這樣不需要使用第三方庫就可以進(jìn)行Base64編碼，例子代碼如下：
package com.javacodegeeks.java8.base64;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Base64;
public class Base64s {
public static void main(String[] args) {
final String text = "Base64 finally in Java 8!";
final String encoded = Base64
.getEncoder()
.encodeToString( text.getBytes( StandardCharsets.UTF_8 ) );
System.out.println( encoded );
final String decoded = new String(
Base64.getDecoder().decode( encoded ),
StandardCharsets.UTF_8 );
System.out.println( decoded );
}
}
這個例子的輸出結(jié)果如下：
QmFzZTY0IGZpbmFsbHkgaW4gSmF2YSA4IQ==
Base64 finally in Java 8!
新的Base64API也支持URL和MINE的編碼解碼。
(Base64.getUrlEncoder() / Base64.getUrlDecoder(), Base64.getMimeEncoder() / Base64.getMimeDecoder())。
4.6 并行數(shù)組
Java8版本新增了很多新的方法，用于支持并行數(shù)組處理。最重要的方法是parallelSort()，可以顯著加快多核機(jī)器上的數(shù)組排序。下面的例子論證了parallexXxx系列的方法：
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();
}
}
上述這些代碼使用parallelSetAll()方法生成20000個隨機(jī)數(shù)，然后使用parallelSort()方法進(jìn)行排序。這個程序會輸出亂序數(shù)組和排序數(shù)組的前10個元素。上述例子的代碼輸出的結(jié)果是：
Unsorted: 591217 891976 443951 424479 766825 351964 242997 642839 119108 552378
Sorted: 39 220 263 268 325 607 655 678 723 793
4.7 并發(fā)性
基于新增的lambda表達(dá)式和steam特性，為Java 8中為java.util.concurrent.ConcurrentHashMap類添加了新的方法來支持聚焦操作；另外，也為java.util.concurrentForkJoinPool類添加了新的方法來支持通用線程池操作（更多內(nèi)容可以參考我們的并發(fā)編程課程）。
Java 8還添加了新的java.util.concurrent.locks.StampedLock類，用于支持基于容量的鎖——該鎖有三個模型用于支持讀寫操作（可以把這個鎖當(dāng)做是java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock的替代者）。
在java.util.concurrent.atomic包中也新增了不少工具類，列舉如下：
- DoubleAccumulator
- DoubleAdder
- LongAccumulator
- LongAdder
5. 新的Java工具
Java 8提供了一些新的命令行工具，這部分會講解一些對開發(fā)者最有用的工具。
5.1 Nashorn引擎：jjs
jjs是一個基于標(biāo)準(zhǔn)Nashorn引擎的命令行工具，可以接受js源碼并執(zhí)行。例如，我們寫一個func.js文件，內(nèi)容如下：
function f() {
return 1;
};
print( f() + 1 );
可以在命令行中執(zhí)行這個命令：jjs func.js，控制臺輸出結(jié)果是：
2
如果需要了解細(xì)節(jié)，可以參考官方文檔。
5.2 類依賴分析器：jdeps
jdeps是一個相當(dāng)棒的命令行工具，它可以展示包層級和類層級的Java類依賴關(guān)系，它以.class文件、目錄或者Jar文件為輸入，然后會把依賴關(guān)系輸出到控制臺。
我們可以利用jedps分析下Spring Framework庫，為了讓結(jié)果少一點(diǎn)，僅僅分析一個JAR文件：org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar。
jdeps org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar
這個命令會輸出很多結(jié)果，我們僅看下其中的一部分：依賴關(guān)系按照包分組，如果在classpath上找不到依賴，則顯示"not found".
org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar -> C:\Program Files\Java\jdk1.8.0\jre\lib\rt.jar
org.springframework.core (org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar)
-> java.io
-> java.lang
-> java.lang.annotation
-> java.lang.ref
-> java.lang.reflect
-> java.util
-> java.util.concurrent
-> org.apache.commons.logging not found
-> org.springframework.asm not found
-> org.springframework.asm.commons not found
org.springframework.core.annotation (org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar)
-> java.lang
-> java.lang.annotation
-> java.lang.reflect
-> java.util
更多的細(xì)節(jié)可以參考官方文檔。
6. JVM的新特性
使用Metaspace（JEP 122）代替持久代（PermGen space）。在JVM參數(shù)方面，使用-XX:MetaSpaceSize和-XX:MaxMetaspaceSize代替原來的-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize。
7. 結(jié)論
通過為開發(fā)者提供很多能夠提高生產(chǎn)力的特性，Java 8使得Java平臺前進(jìn)了一大步?，F(xiàn)在還不太適合將Java 8應(yīng)用在生產(chǎn)系統(tǒng)中，但是在之后的幾個月中Java 8的應(yīng)用率一定會逐步提高（PS:原文時間是2014年5月9日，現(xiàn)在在很多公司Java 8已經(jīng)成為主流，我司由于體量太大，現(xiàn)在也在一點(diǎn)點(diǎn)上Java 8，雖然慢但是好歹在升級了）。作為開發(fā)者，現(xiàn)在應(yīng)該學(xué)習(xí)一些Java 8的知識，為升級做好準(zhǔn)備。
關(guān)于Spring：對于企業(yè)級開發(fā)，我們也應(yīng)該關(guān)注Spring社區(qū)對Java 8的支持，可以參考這篇文章——Spring 4支持的Java 8新特性一覽
8. 參考資料
- What’s New in JDK 8
- The Java Tutorials
- WildFly 8, JDK 8, NetBeans 8, Java EE
- Java 8 Tutorial
- JDK 8 Command-line Static Dependency Checker
- The Illuminating Javadoc of JDK
- The Dark Side of Java 8
- Installing Java? 8 Support in Eclipse Kepler SR2
- Java 8
- Oracle Nashorn. A Next-Generation JavaScript Engine for the JVM
