【Java基础】JDK8-17新特性

JDK8-17新特性

1. 如何学习新特性

各个版本变动很多，但没必要一个个了解，只需学习一部分，重点掌握jdk8的Lambda和Stream流其余的可自行了解。

对于新特性，我们应该从哪几个角度学习新特性呢？

• 语法层面：

  • 比如JDK5中的自动拆箱、自动装箱、enum、泛型
  • 比如JDK8中的lambda表达式、接口中的默认方法、静态方法
  • 比如JDK10中局部变量的类型推断
  • 比如JDK12中的switch
  • 比如JDK13中的文本块

• API层面：

  • 比如JDK8中的Stream、Optional、新的日期时间、HashMap的底层结构
  • 比如JDK9中String的底层结构
  • 新的 / 过时的 API

• 底层优化

  • 比如JDK8中永久代被元空间替代、新的JS执行引擎

  • 比如新的垃圾回收器、GC参数、JVM的优化

2. Java8新特性：Lambda表达式

Lambda 表达式：在Java 8 语言中引入的一种新的语法元素和操作符。这个操作符为 “->” ， 该操作符被称为 Lambda 操作符或箭头操作符。它将 Lambda 分为两个部分：

• 左侧：指定了 Lambda 表达式需要的参数列表
• 右侧：指定了 Lambda 体，是抽象方法的实现逻辑，也即 Lambda 表达式要执行的功能。

3. Java8新特性：函数式(Functional)接口

3.1 什么是函数式接口

• 只包含一个抽象方法（Single Abstract Method，简称SAM）的接口，称为函数式接口。当然该接口可以包含其他非抽象方法。
• 你可以通过 Lambda 表达式来创建该接口的对象。（若 Lambda 表达式抛出一个受检异常(即：非运行时异常)，那么该异常需要在目标接口的抽象方法上进行声明）。
• 我们可以在一个接口上使用 @FunctionalInterface 注解，这样做可以检查它是否是一个函数式接口。同时 javadoc 也会包含一条声明，说明这个接口是一个函数式接口。
• 在java.util.function包下定义了Java 8 的丰富的函数式接口

3.2 如何理解函数式接口

• 面向对象的思想：
  • 做一件事情，找一个能解决这个事情的对象，调用对象的方法，完成事情。
• 函数式编程思想：
  • 只要能获取到结果，谁去做的，怎么做的都不重要，重视的是结果，不重视过程。
• 在函数式编程语言当中，函数被当做一等公民对待。在将函数作为一等公民的编程语言中，Lambda表达式的类型是函数。但是在Java8中，有所不同。在Java8中，Lambda表达式是对象，而不是函数，它们必须依附于一类特别的对象类型——函数式接口。
• 简单的说，在Java8中，Lambda表达式就是一个函数式接口的实例。这就是Lambda表达式和函数式接口的关系。也就是说，只要一个对象是函数式接口的实例，那么该对象就可以用Lambda表达式来表示。

3.3 举例

举例1：

作为参数传递 Lambda 表达式：

作为参数传递 Lambda 表达式：为了将 Lambda 表达式作为参数传递，接收Lambda 表达式的参数类型必须是与该 Lambda 表达式兼容的函数式接口的类型。

3.4 Java 内置函数式接口

3.4.1 之前的函数式接口

之前学过的接口，有些就是函数式接口，比如：

• java.lang.Runnable
  • public void run()
• java.lang.Iterable
  • public Iterator iterate()
• java.lang.Comparable
  • public int compareTo(T t)
• java.util.Comparator
  • public int compare(T t1, T t2)

3.4.2 四大核心函数式接口

3.4.3 内置接口代码演示

举例1：消费型接口

package com.atguigu.four;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class TestConsumer {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = Arrays.asList("java","c","python","c++","VB","C#");
        //遍历Collection集合，并将传递给action参数的操作代码应用在每一个元素上。
        list.forEach(s -> System.out.println(s));
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

举例2：供给型接口

package com.atguigu.four;

import java.util.function.Supplier;

public class TestSupplier {
    public static void main(String[] args) {
        Supplier<String> supplier = () -> "尚硅谷";
        System.out.println(supplier.get());
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

举例3：判断型接口

package com.atguigu.four;

import java.util.ArrayList;

public class TestPredicate {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("hello");
        list.add("java");
        list.add("atguigu");
        list.add("ok");
        list.add("yes");

        System.out.println("删除之前：");
        list.forEach(t-> System.out.println(t));
		
        //用于删除集合中满足filter指定的条件判断的。
        //删除包含o字母的元素
        list.removeIf(s -> s.contains("o"));

        System.out.println("删除包含o字母的元素之后：");
        list.forEach(t-> System.out.println(t));
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

举例4：函数型接口

package com.atguigu.four;

import java.util.function.Function;

public class TestFunction {
    public static void main(String[] args) {
        //使用Lambda表达式实现Function接口，可以实现将一个字符串首字母转为大写的功能。
        Function<String,String> fun = s -> s.substring(0,1).toUpperCase() + s.substring(1);
        System.out.println(fun.apply("hello"));
    }
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

4. Java8新特性：方法引用与构造器引用

Lambda表达式是可以简化函数式接口的变量或形参赋值的语法。而方法引用和构造器引用是为了简化Lambda表达式的。

4.1 方法引用

当要传递给Lambda体的操作，已经有实现的方法了，可以使用方法引用！

• 格式：使用方法引用操作符 “::” 将类(或对象) 与 方法名分隔开来。

  • 两个:中间不能有空格，而且必须英文状态下半角输入

• 如下三种主要使用情况：

  • 情况1：对象 :: 实例方法名
  • 情况2：类 :: 静态方法名
  • 情况3：类 :: 实例方法名

4.2 构造器引用

当Lambda表达式是创建一个对象，并且满足Lambda表达式形参，正好是给创建这个对象的构造器的实参列表，就可以使用构造器引用。

格式：类名::new

4.3 数组构造引用

当Lambda表达式是创建一个数组对象，并且满足Lambda表达式形参，正好是给创建这个数组对象的长度，就可以数组构造引用。

格式：数组类型名::new

举例：

//数组引用
//Function中的R apply(T t)
@Test
public void test4(){
    Function<Integer,String[]> func1 = length -> new String[length];
    String[] arr1 = func1.apply(5);
    System.out.println(Arrays.toString(arr1));

    System.out.println("*******************");

    Function<Integer,String[]> func2 = String[] :: new;
    String[] arr2 = func2.apply(10);
    System.out.println(Arrays.toString(arr2));

}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

5. Java8新特性：强大的Stream API

5.1 说明

• Java8中有两大最为重要的改变。第一个是 Lambda 表达式；另外一个则是 Stream API。
• Stream API ( java.util.stream) 把真正的函数式编程风格引入到Java中。这是目前为止对Java类库最好的补充，因为Stream API可以极大提供Java程序员的生产力，让程序员写出高效率、干净、简洁的代码。
• Stream 是 Java8 中处理集合的关键抽象概念，它可以指定你希望对集合进行的操作，可以执行非常复杂的查找、过滤和映射数据等操作。 **使用Stream API 对集合数据进行操作，就类似于使用 SQL 执行的数据库查询。**也可以使用 Stream API 来并行执行操作。简言之，Stream API 提供了一种高效且易于使用的处理数据的方式。

5.2 为什么要使用Stream API

实际开发中，项目中多数数据源都来自于MySQL、Oracle等。但现在数据源可以更多了，有MongDB，Radis等，而这些NoSQL的数据就需要Java层面去处理。

5.3 什么是Stream

Stream 是数据渠道，用于操作数据源（集合、数组等）所生成的元素序列。

Stream 和 Collection 集合的区别：**Collection 是一种静态的内存数据结构，讲的是数据，而 Stream 是有关计算的，讲的是计算。**前者是主要面向内存，存储在内存中，后者主要是面向 CPU，通过 CPU 实现计算。

注意：

①Stream 自己不会存储元素。

②Stream 不会改变源对象。相反，他们会返回一个持有结果的新Stream。

③Stream 操作是延迟执行的。这意味着他们会等到需要结果的时候才执行。即一旦执行终止操作，就执行中间操作链，并产生结果。

④ Stream一旦执行了终止操作，就不能再调用其它中间操作或终止操作了。

5.4 Stream的操作三个步骤

1- 创建 Stream
一个数据源（如：集合、数组），获取一个流

2- 中间操作
每次处理都会返回一个持有结果的新Stream，即中间操作的方法返回值仍然是Stream类型的对象。因此中间操作可以是个操作链，可对数据源的数据进行n次处理，但是在终结操作前，并不会真正执行。

3- 终止操作(终端操作)
终止操作的方法返回值类型就不再是Stream了，因此一旦执行终止操作，就结束整个Stream操作了。一旦执行终止操作，就执行中间操作链，最终产生结果并结束Stream。

5.4.1 创建Stream实例

方式一：通过集合

Java8 中的 Collection 接口被扩展，提供了两个获取流的方法：

• default Stream stream() : 返回一个顺序流

• default Stream parallelStream() : 返回一个并行流

@Test
public void test01(){
    List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3,4,5);

    //JDK1.8中，Collection系列集合增加了方法
    Stream<Integer> stream = list.stream();
}
1
2
3
4
5
6
7

方式二：通过数组

Java8 中的 Arrays 的静态方法 stream() 可以获取数组流：

• static Stream stream(T[] array): 返回一个流
• public static IntStream stream(int[] array)
• public static LongStream stream(long[] array)
• public static DoubleStream stream(double[] array)

@Test
public void test02(){
    String[] arr = {"hello","world"};
    Stream<String> stream = Arrays.stream(arr); 
}

@Test
public void test03(){
    int[] arr = {1,2,3,4,5};
    IntStream stream = Arrays.stream(arr);
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

方式三：通过Stream的of()

可以调用Stream类静态方法 of(), 通过显示值创建一个流。它可以接收任意数量的参数。

• public static Stream of(T… values) : 返回一个流

@Test
public void test04(){
    Stream<Integer> stream = Stream.of(1,2,3,4,5);
    stream.forEach(System.out::println);
}
1
2
3
4
5

方式四：创建无限流(了解)

可以使用静态方法 Stream.iterate() 和 Stream.generate(), 创建无限流。

• 迭代
  public static Stream iterate(final T seed, final UnaryOperator f)

• 生成
  public static Stream generate(Supplier s)

// 方式四：创建无限流
@Test
public void test05() {
	// 迭代
	// public static Stream iterate(final T seed, final
	// UnaryOperator f)
	Stream<Integer> stream = Stream.iterate(0, x -> x + 2);
	stream.limit(10).forEach(System.out::println);

	// 生成
	// public static Stream generate(Supplier s)
	Stream<Double> stream1 = Stream.generate(Math::random);
	stream1.limit(10).forEach(System.out::println);
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

5.4.2 一系列中间操作

多个中间操作可以连接起来形成一个流水线，除非流水线上触发终止操作，否则中间操作不会执行任何的处理！而在终止操作时一次性全部处理，称为“惰性求值”。

1-筛选与切片

2-映 射

3-排序

5.4.3 终止操作

• 终端操作会从流的流水线生成结果。其结果可以是任何不是流的值，例如：List、Integer，甚至是 void 。

• 流进行了终止操作后，不能再次使用。

1-匹配与查找

2-归约

备注：map 和 reduce 的连接通常称为 map-reduce 模式，因 Google 用它来进行网络搜索而出名。

3-收集

Collector 接口中方法的实现决定了如何对流执行收集的操作(如收集到 List、Set、Map)。

另外， Collectors 实用类提供了很多静态方法，可以方便地创建常见收集器实例，具体方法与实例如下表：

List<Employee> emps= list.stream().collect(Collectors.toList());
1

Set<Employee> emps= list.stream().collect(Collectors.toSet());
1

Collection<Employee> emps =list.stream().collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
1

long count = list.stream().collect(Collectors.counting());
1

int total=list.stream().collect(Collectors.summingInt(Employee::getSalary));
1

double avg = list.stream().collect(Collectors.averagingInt(Employee::getSalary));
1

int SummaryStatisticsiss= list.stream().collect(Collectors.summarizingInt(Employee::getSalary));
1

String str= list.stream().map(Employee::getName).collect(Collectors.joining());
1

Optional<Emp>max= list.stream().collect(Collectors.maxBy(comparingInt(Employee::getSalary)));
1

Optional<Emp> min = list.stream().collect(Collectors.minBy(comparingInt(Employee::getSalary)));
1

int total=list.stream().collect(Collectors.reducing(0, Employee::getSalar, Integer::sum));
1

int how= list.stream().collect(Collectors.collectingAndThen(Collectors.toList(), List::size));
1

Map<Emp.Status, List<Emp>> map= list.stream().collect(Collectors.groupingBy(Employee::getStatus));
1

Map<Boolean,List<Emp>> vd = list.stream().collect(Collectors.partitioningBy(Employee::getManage));
1

5.5 Java9新增API

新增1：Stream实例化方法

ofNullable()的使用：

Java 8 中 Stream 不能完全为null，否则会报空指针异常。而 Java 9 中的 ofNullable 方法允许我们创建一个单元素 Stream，可以包含一个非空元素，也可以创建一个空 Stream。

//报NullPointerException
//Stream