Java 8 新特性

Java 8 引入了一系列重要的新特性,极大地增强了 Java 语言的功能,尤其是在 函数式编程流处理日期时间 API默认方法 等方面。这些新特性不仅提升了代码的可读性和简洁性,还改善了并发处理的性能。以下是 Java 8 主要新特性的详细说明。


1. Lambda 表达式

1.1 什么是 Lambda 表达式?

Lambda 表达式使得 Java 代码更加简洁,能够传递行为。它是 Java 函数式编程的核心,可以用来替代匿名内部类,减少代码量并增强可读性。

1.2 Lambda 基本语法

java 复制代码
(parameters) -> expression

例如,使用 Lambda 表达式创建一个简单的线程:

java 复制代码
Runnable r = () -> System.out.println("Hello from thread");
new Thread(r).start();
示例
  • 传统写法:
java 复制代码
List<String> list = Arrays.asList("Java", "Python", "JavaScript");
Collections.sort(list, new Comparator<String>() {
    public int compare(String s1, String s2) {
        return s1.compareTo(s2);
    }
});
  • 使用 Lambda 表达式:
java 复制代码
List<String> list = Arrays.asList("Java", "Python", "JavaScript");
Collections.sort(list, (s1, s2) -> s1.compareTo(s2));
使用场景
  • 使用 Lambda 表达式可以替代匿名内部类,使得代码更加简洁和可读。
  • 常用于 集合的遍历、排序、过滤等操作

2. 函数式接口

2.1 什么是函数式接口?

一个接口如果只有 一个抽象方法 ,它就可以作为 函数式接口 使用,并可以用 @FunctionalInterface 注解进行标识。函数式接口可以直接用于 Lambda 表达式和方法引用。

java 复制代码
@FunctionalInterface
interface MyFunction {
    void execute();  // 仅一个抽象方法
}

2.2 常用函数式接口

Java 8 提供了很多常用的内置函数式接口,例如:

  • Runnable:无返回值的操作。
  • Consumer:接受一个参数并执行操作,但没有返回值。
  • Function<T, R>:接受一个参数并返回一个结果。
  • Predicate:接受一个参数并返回一个布尔值。
  • Supplier:无参数,返回一个结果。

3. Stream API(流式 API)

3.1 什么是 Stream?

Stream 是对集合的 函数式编程式操作 ,可以用于 过滤、映射、排序等操作,使得 Java 集合操作更加简洁。

3.2 Stream 操作分类

  • 中间操作 :返回一个新的 Stream,支持链式调用。常见的操作有:filter()map()sorted()distinct() 等。
  • 终止操作 :触发计算并产生结果。常见的操作有:collect()forEach()reduce() 等。

3.3 示例:

java 复制代码
List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "orange", "kiwi");

// 使用 Stream 进行过滤和转换
List<String> result = list.stream()
    .filter(s -> s.startsWith("a"))
    .map(String::toUpperCase)
    .collect(Collectors.toList());
System.out.println(result);  // [APPLE]
使用场景
  • 数据处理和转换 :Stream 使得数据处理更加直观和简洁,尤其是在处理集合(如 ListSet)时。
  • 并行处理 :Stream 可以轻松实现 并行处理,提高大数据集的处理效率。

4. 默认方法(Default Methods)

4.1 什么是默认方法?

默认方法是接口中可以定义有实现的方法。通过使用 default 关键字,接口可以提供 默认实现,从而避免修改现有接口时影响已有实现。

4.2 示例

java 复制代码
interface MyInterface {
    default void print() {
        System.out.println("Hello from MyInterface");
    }
}

class MyClass implements MyInterface {
    // 无需实现 print() 方法,接口提供了默认实现
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        MyClass obj = new MyClass();
        obj.print();  // 输出:Hello from MyInterface
    }
}
使用场景
  • 当接口需要在多个实现类中使用相同的默认方法时,使用默认方法可以避免在所有实现类中都重复实现该方法。

5. 新的日期时间 API(java.time)

5.1 引入新的日期时间 API

Java 8 引入了新的日期时间 API (java.time),其中包括:

  • LocalDate:表示日期(无时间)。
  • LocalTime:表示时间(无日期)。
  • LocalDateTime:表示日期和时间。
  • ZonedDateTime:表示带时区的日期时间。

5.2 新 API 示例

java 复制代码
import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalTime;
import java.time.LocalDateTime;

public class DateTimeExample {
    public static void main(String[] args) {
        LocalDate date = LocalDate.now();  // 获取当前日期
        LocalTime time = LocalTime.now();  // 获取当前时间
        LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.now();  // 获取当前日期和时间
        
        System.out.println("Current Date: " + date);
        System.out.println("Current Time: " + time);
        System.out.println("Current DateTime: " + dateTime);
    }
}
使用场景
  • 处理日期、时间和时区时使用新的 java.time 包,避免了旧 API(java.util.DateCalendar)的一些不便之处,如线程不安全、可变性等问题。

6. Optional 类

6.1 什么是 Optional?

Optional 类是一个容器对象,用来表示可能为 null 的值,避免显式的空值检查。它主要通过 ifPresent()orElse()map() 等方法来处理 null 值。

6.2 示例

java 复制代码
import java.util.Optional;

public class OptionalExample {
    public static void main(String[] args) {
        String name = "Java";
        Optional<String> optName = Optional.ofNullable(name);  // 包装非 null 值
        
        // 如果值存在,打印
        optName.ifPresent(System.out::println);  // Java
        
        // 如果值为空,提供默认值
        System.out.println(optName.orElse("Unknown"));  // Java
    }
}
使用场景
  • Optional 常用于方法返回值,表示该值可能为空,避免了显式的空值检查和 NullPointerException

7. 方法引用(Method References)

7.1 什么是方法引用?

方法引用是 Lambda 表达式的一种简化形式,允许直接引用类的方法。可以用 Class::methodNameobject::methodName 来引用方法。

7.2 示例

java 复制代码
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class MethodReferenceExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = Arrays.asList("Java", "Python", "JavaScript");
        
        // 使用 Lambda 表达式
        list.forEach(s -> System.out.println(s));
        
        // 使用方法引用
        list.forEach(System.out::println);
    }
}
使用场景
  • 方法引用可以简化代码,尤其是在使用集合处理和流操作时,提升代码的简洁性。

8. 并行流(Parallel Streams)

8.1 什么是并行流?

Java 8 的 Stream API 支持并行流(Parallel Stream),它可以将流的操作自动分成多个任务并并行执行,利用多核 CPU 提高性能。

8.2 示例

java 复制代码
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class ParallelStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
        
        // 使用并行流进行计算
        int sum = list.parallelStream().mapToInt(Integer::intValue).sum();
        System.out.println(sum);  // 输出 55
    }
}
使用场景
  • 适用于数据量大的操作,尤其是需要进行计算和聚合时,可以通过并行流充分利用多核处理器提高性能。

总结

Java 8 引入的多个特性,如 Lambda 表达式、Stream API、Optional、默认方法等,极大地提高了代码的简洁性和可维护性。它们使得 Java 在 函数式编程并行计算 方面的能力得到了显著提升。

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