Java 8简明教程 | 快乐成长

来源：互联网
"Java并没有没落，人们很快就会发现这一点"

欢迎阅读我编写的Java 8介绍。本教程将带领你一步一步地认识这门语言的新特性。通过简单明了的代码示例，你将会学习到如何使用默认接口方法，Lambda表达式，方法引用和重复注解。看完这篇教程后，你还将对最新推出的 API有一定的了解，例如：流控制，函数式接口，map扩展和新的时间日期API等等。

允许在接口中有默认方法实现
Java 8 允许我们使用default关键字，为接口声明添加非抽象的方法实现。这个特性又被称为扩展方法。下面是我们的第一个例子：
package cn.iigrowing.java8;

public interface Formula {
double calculate(int a);
default double sqrt(int a) {
return Math.sqrt(a);
}
}
在接口Formula中，除了抽象方法caculate以外，还定义了一个默认方法sqrt。Formula的实现类只需要实现抽象方法caculate就可以了。默认方法sqrt可以直接使用。
package cn.iigrowing.java8;

public class TestFormula {
public static void main(String[] args) {
Formula formula = new Formula() {
@Override
public double calculate(int a) {
// TODO Auto-generated method stub
return sqrt(a * 100);
}
};
double d1 = formula.calculate(100);
double d2 = formula.sqrt(16);
System.out.println("d1: " + d1 + "\t d2:" + d2 );
}
}
formula对象以匿名对象的形式实现了Formula接口。代码很啰嗦：用了6行代码才实现了一个简单的计算功能：a*100开平方根。我们在下一节会看到，Java 8 还有一种更加优美的方法，能够实现包含单个函数的对象。
Lambda表达式
让我们从最简单的例子开始，来学习如何对一个string列表进行排序。我们首先使用Java 8之前的方法来实现：
package cn.iigrowing.java8;

import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;

public class Test2 {
public static void main(String[] args) {
List<String> 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);
}
});
}
}
静态工具方法Collections.sort接受一个list，和一个Comparator接口作为输入参数，Comparator的实现类可以对输入的list中的元素进行比较。通常情况下，你可以直接用创建匿名Comparator对象，并把它作为参数传递给sort方法。
除了创建匿名对象以外，Java 8 还提供了一种更简洁的方式，Lambda表达式。
Collections.sort(names, (String a, String b) -> {
return b.compareTo(a);
});
你可以看到，这段代码就比之前的更加简短和易读。但是，它还可以更加简短：
Collections.sort(names, (String a, String b) -> b.compareTo(a));
只要一行代码，包含了方法体。你甚至可以连大括号对{}和return关键字都省略不要。不过这还不是最短的写法：
Collections.sort(names, (a, b) -> b.compareTo(a));
Java编译器能够自动识别参数的类型，所以你就可以省略掉类型不写。让我们再深入地研究一下lambda表达式的威力吧。
函数式接口
Lambda表达式如何匹配Java的类型系统？每一个lambda都能够通过一个特定的接口，与一个给定的类型进行匹配。一个所谓的函数式接口必须要有且仅有一个抽象方法声明。每个与之对应的lambda表达式必须要与抽象方法的声明相匹配。由于默认方法不是抽象的，因此你可以在你的函数式接口里任意添加默认方法。
任意只包含一个抽象方法的接口，我们都可以用来做成lambda表达式。为了让你定义的接口满足要求，你应当在接口前加上@FunctionalInterface 标注。编译器会注意到这个标注，如果你的接口中定义了第二个抽象方法的话，编译器会抛出异常。
举例：
package cn.iigrowing.java8;

public interface Converter<F, T> {
T convert(F from);
}

package cn.iigrowing.java8;

@FunctionalInterface
public interface Converter<F, T> {
T convert(F from);
}

package cn.iigrowing.java8;

public class Test3 {
public static void main(String[] args) {
Converter<String, Integer> converter = (from) -> Integer.valueOf(from);
Integer converted = converter.convert("123");
System.out.println(converted); // 123

Converter<String, Integer> converter2 = (from2) -> Integer.valueOf(from2);
Integer converted2 = converter2.convert("123");
System.out.println(converted); // 123
}
}

注意，如果你不写@FunctionalInterface 标注，程序也是正确的。
方法和构造函数引用
上面的代码实例可以通过静态方法引用，使之更加简洁：
Converter<String, Integer> converter = Integer::valueOf;
Integer converted = converter.convert("123");
System.out.println(converted); // 123
Java 8 允许你通过::关键字获取方法或者构造函数的的引用。上面的例子就演示了如何引用一个静态方法。而且，我们还可以对一个对象的方法进行引用：

package cn.iigrowing.java8;

public class Something {
String startsWith(String s) {
return String.valueOf(s.charAt(0));
}
}
----------------------

package cn.iigrowing.java8;

public class Test5 {
public static void main(String[] args) {
Something something = new Something();
Converter<String, String> converter = something::startsWith;
String converted = converter.convert("Java");
System.out.println(converted); //
}
}

让我们看看如何使用::关键字引用构造函数。首先我们定义一个示例bean，包含不同的构造方法：
package cn.iigrowing.java8;

public class Person {
String firstName;
String lastName;

Person() {
}

Person(String firstName, String lastName) {
this.firstName = firstName;
this.lastName = lastName;
}
}
接下来，我们定义一个person工厂接口，用来创建新的person对象：
package cn.iigrowing.java8;

public interface PersonFactory<P extends Person> {
P create(String firstName, String lastName);
}

然后我们通过构造函数引用来把所有东西拼到一起，而不是像以前一样，通过手动实现一个工厂来这么做。
package cn.iigrowing.java8;

public class Test6 {
public static void main(String[] args) {
PersonFactory<Person> personFactory = Person::new;
Person person = personFactory.create("Peter", "Parker");
}
}

我们通过Person::new来创建一个Person类构造函数的引用。Java编译器会自动地选择合适的构造函数来匹配PersonFactory.create函数的签名，并选择正确的构造函数形式。
Lambda的范围
对于lambdab表达式外部的变量，其访问权限的粒度与匿名对象的方式非常类似。你能够访问局部对应的外部区域的局部final变量，以及成员变量和静态变量。

访问局部变量
我们可以访问lambda表达式外部的final局部变量：
final intnum =1;
Converter<Integer, String> stringConverter =
(from) -> String.valueOf(from + num);
stringConverter.convert(2); // 3
但是与匿名对象不同的是，变量num并不需要一定是final。下面的代码依然是合法的：
final int num = 1;
Converter<Integer, String> stringConverter = (from) -> String.valueOf(from + num);
stringConverter.convert(2); // 3

然而，num在编译的时候被隐式地当做final变量来处理。下面的代码就不合法：
int num =1;
Converter<Integer, String> stringConverter =
(from) -> String.valueOf(from + num);
num =3;
在lambda表达式内部企图改变num的值也是不允许的。若是，没有后面的num=3 是可以编译通过的，这个应该就是那个等效的常量的说法吧。

访问成员变量和静态变量
与局部变量不同，我们在lambda表达式的内部能获取到对成员变量或静态变量的读写权。这种访问行为在匿名对象里是非常典型的。
package cn.iigrowing.java8;

public class Lambda {
static int outerStaticNum;
int outerNum;

void testScopes() {
Converter<Integer, String> stringConverter1 = (from) -> {
outerNum = 23;
return String.valueOf(from);
};
Converter<Integer, String> stringConverter2 = (from) -> {
outerStaticNum = 72;
return String.valueOf(from);
};
}
}

访问默认接口方法
还记得第一节里面formula的那个例子么？接口Formula定义了一个默认的方法sqrt，该方法能够访问formula所有的对象实例，包括匿名对象。这个对lambda表达式来讲则无效。
默认方法无法在lambda表达式内部被访问。因此下面的代码是无法通过编译的：
Formula formula = (a) -> sqrt( a *100);
内置函数式接口
JDK 1.8 API中包含了很多内置的函数式接口。有些是在以前版本的Java中大家耳熟能详的，例如Comparator接口，或者Runnable接口。对这些现成的接口进行实现，可以通过@FunctionalInterface 标注来启用Lambda功能支持。
此外，Java 8 API 还提供了很多新的函数式接口，来降低程序员的工作负担。有些新的接口已经在Google Guava库中很有名了。如果你对这些库很熟的话，你甚至闭上眼睛都能够想到，这些接口在类库的实现过程中起了多么大的作用。

Predicates
Predicate是一个布尔类型的函数，该函数只有一个输入参数。Predicate接口包含了多种默认方法，用于处理复杂的逻辑动词（and, or，negate）
package cn.iigrowing.java8;

import java.util.Objects;
import java.util.function.Predicate;

public class Test7 {
public static void main(String[] args) {

Predicate<String> predicate = (s) -> s.length() > 0;
predicate.test("foo"); // true
predicate.negate().test("foo"); // false
Predicate<Boolean> nonNull = Objects::nonNull;
Predicate<Boolean> isNull = Objects::isNull;
Predicate<String> isEmpty = String::isEmpty;
Predicate<String> isNotEmpty = isEmpty.negate();

}
}

Functions
Function接口接收一个参数，并返回单一的结果。默认方法可以将多个函数串在一起（compse, andThen）
package cn.iigrowing.java8;

import java.util.function.Function;

public class Test8 {
public static void main(String[] args) {

Function<String, Integer> toInteger = Integer::valueOf;
Function<String, String> backToString = toInteger.andThen(String::valueOf);
backToString.apply("123"); // “123”

}
}

Suppliers
Supplier接口产生一个给定类型的结果。与Function不同的是，Supplier没有输入参数。
package cn.iigrowing.java8;

import java.util.function.Supplier;

public class Test9 {
public static void main(String[] args) {

Supplier<Person> personSupplier = Person::new;
personSupplier.get(); // new Person

}
}

Consumers
Consumer代表了在一个输入参数上需要进行的操作。
package cn.iigrowing.java8;

import java.util.function.Consumer;

public class Test10 {
public static void main(String[] args) {

Consumer<Person> greeter = (p) -> System.out.println("Hello, " + p.firstName);
greeter.accept(new Person("Luke", "Skywalker"));

}
}

Comparators
Comparator接口在早期的Java版本中非常著名。Java 8 为这个接口添加了不同的默认方法。
package cn.iigrowing.java8;

import java.util.Comparator;

public class Test11 {
public static void main(String[] args) {
Comparator<Person> comparator = (p1, p2) -> p1.firstName.compareTo(p2.firstName);
Person p1 = new Person("John", "Doe");
Person p2 = new Person("Alice", "Wonderland");
comparator.compare(p1, p2); // > 0
comparator.reversed().compare(p1, p2); // < 0
}
}

Optionals
Optional不是一个函数式接口，而是一个精巧的工具接口，用来防止NullPointerEception产生。这个概念在下一节会显得很重要，所以我们在这里快速地浏览一下Optional的工作原理。
Optional是一个简单的值容器，这个值可以是null，也可以是non-null。考虑到一个方法可能会返回一个non-null的值，也可能返回一个空值。为了不直接返回null，我们在Java 8中就返回一个Optional.
package cn.iigrowing.java8;

import java.util.Optional;

public class Test12 {
public static void main(String[] args) {
Optional<String> optional = Optional.of("bam");
optional.isPresent(); // true
optional.get(); // "bam"
optional.orElse("fallback"); // "bam"
optional.ifPresent((s) -> System.out.println(s.charAt(0))); // "b"
}
}

Streams
java.util.Stream表示了某一种元素的序列，在这些元素上可以进行各种操作。Stream操作可以是中间操作，也可以是完结操作。完结操作会返回一个某种类型的值，而中间操作会返回流对象本身，并且你可以通过多次调用同一个流操作方法来将操作结果串起来（就像StringBuffer 的append方法一样----译者注）。Stream是在一个源的基础上创建出来的，例如java.util.Collection中的list或者 set（map不能作为Stream的源）。Stream操作往往可以通过顺序或者并行两种方式来执行。
我们先了解一下序列流。首先，我们通过string类型的list的形式创建示例数据：

package cn.iigrowing.java8;