JDK8新特性总结
JDK8新特性总结
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Java语言特性
Lambda表达式是一个新的语言特性，已经在JDK8中加入。它是一个可以传递的代码块，你也可以把它们当做方法参数。Lambda表达式允许您更紧凑地创建单虚方法接口（称为功能接口）的实例。
方法引用为已经存在的具名方法提供易于阅读的Lambda表达式
默认方法允许将新功能添加到库的接口，并确保与为这些接口的旧版本编写的代码的二进制兼容性。
改进的类型推断。
方法参数反射(通过反射获得方法参数信息)
流(stream)
新java.util.stream包中的类提供Stream API以支持对元素流的功能样式操作。流(stream)和I/O里的流不是同一个概念 ，使用stream API可以更方便的操作集合。
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Lambda表达式
1.什么是Lambda表达式
Lambda表达式实质上是一个可传递的代码块，Lambda又称为闭包或者匿名函数，是函数式编程语法，让方法可以像普通参数一样传递
2.Lambda表达式语法
(参数列表) -> {执行代码块} 参数列表可以为空()->{} 可以加类型声明比如(String para1, int para2) -> {return para1 + para2;}我们可以看到，lambda同样可以有返回值. 在编译器可以推断出类型的时候，可以将类型声明省略，比如(para1, para2) -> {return para1 + para2;} (lambda有点像动态类型语言语法。lambda在字节码层面是用invokedynamic实现的，而这条指令就是为了让JVM更好的支持运行在其上的动态类型语言)
3.函数式接口
在了解Lambda表达式之前，有必要先了解什么是函数式接口(@FunctionalInterface) 函数式接口指的是有且只有一个抽象(abstract)方法的接口 当需要一个函数式接口的对象时，就可以用Lambda表达式来实现，举个常用的例子:
Thread thread = new Thread(() -> {
System.out.println("This is JDK8's Lambda!");
});这段代码和函数式接口有啥关系？我们回忆一下，Thread类的构造函数里是不是有一个以Runnable接口为参数的？
public Thread(Runnable target) {...}
/**
* Runnable Interface
*/
@FunctionalInterface
public interface Runnable {
public abstract void run();
}到这里大家可能已经明白了，Lambda表达式相当于一个匿名类或者说是一个匿名方法。上面Thread的例子相当于
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("Anonymous class");
}
});也就是说，上面的lambda表达式相当于实现了这个run()方法，然后当做参数传入(个人感觉可以这么理解,lambda表达式就是一个函数，只不过它的返回值、参数列表都 由编译器帮我们推断，因此可以减少很多代码量)。 Lambda也可以这样用 :
Runnable runnable = () -> {...};其实这和上面的用法没有什么本质上的区别。 至此大家应该明白什么是函数式接口以及函数式接口和lambda表达式之间的关系了。在JDK8中修改了接口的规范， 目的是为了在给接口添加新的功能时保持向前兼容(个人理解)，比如一个已经定义了的函数式接口，某天我们想给它添加新功能，那么就不能保持向前兼容了， 因为在旧的接口规范下，添加新功能必定会破坏这个函数式接口(JDK8中接口规范) 除了上面说的Runnable接口之外，JDK中已经存在了很多函数式接口 比如(当然不止这些):
java.util.concurrent.Callable
java.util.Comparator
java.io.FileFilter 关于JDK中的预定义的函数式接口
JDK在java.util.function下预定义了很多函数式接口
Function<T, R> {R apply(T t);} 接受一个T对象，然后返回一个R对象，就像普通的函数。
Consumer<T> {void accept(T t);} 消费者 接受一个T对象，没有返回值。
Predicate<T> {boolean test(T t);} 判断，接受一个T对象，返回一个布尔值。
Supplier<T> {T get();} 提供者(工厂) 返回一个T对象。
其他的跟上面的相似，大家可以看一下function包下的具体接口
4.变量作用域
public class VaraibleHide {
@FunctionalInterface
interface IInner {
void printInt(int x);
}
public static void main(String[] args) {
int x = 20;
IInner inner = new IInner() {
int x = 10;
@Override
public void printInt(int x) {
System.out.println(x);
}
};
inner.printInt(30);
inner = (s) -> {
//Variable used in lambda expression should be final or effectively final
//!int x = 10;
//!x= 50; error
System.out.print(x);
};
inner.printInt(30);
}
}
输出 :
30
20对于lambda表达式java inner = (s) -> {System.out.print(x);};,变量x并不是在lambda表达式中定义的，像这样并不是在lambda中定义或者通过lambda 的参数列表()获取的变量成为自由变量，它是被lambda表达式捕获的。 lambda表达式和内部类一样，对外部自由变量捕获时，外部自由变量必须为final或者是最终变量(effectively final)的，也就是说这个变量初始化后就不能为它赋新值，同时lambda不像内部类/匿名类，lambda表达式与外围嵌套块有着相同的作用域，因此对变量命名的有关规则对lambda同样适用。大家阅读上面的代码对这些概念应该不难理解。
5.方法引用
只需要提供方法的名字，具体的调用过程由Lambda和函数式接口来确定，这样的方法调用成为方法引用。 下面的例子会打印list中的每个元素:
List<Integer> list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
list.add(i);
}
list.forEach(System.out::println);其中System.out::println这个就是一个方法引用，等价于Lambda表达式 (para)->{System.out.println(para);} 我们看一下List#forEach方法 default void forEach(Consumer<? super T> action)可以看到它的参数是一个Consumer接口，该接口是一个函数式接口
@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {
void accept(T t);大家能发现这个函数接口的方法和System.out::println有什么相似的么？没错，它们有着相似的参数列表和返回值。
我们自己定义一个方法，看看能不能像标准输出的打印函数一样被调用
public class MethodReference {
public static void main(String[] args) {
List<Integer> list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
list.add(i);
}
list.forEach(MethodReference::myPrint);
}
static void myPrint(int i) {
System.out.print(i + ", ");
}
}
输出: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,可以看到，我们自己定义的方法也可以当做方法引用。 到这里大家多少对方法引用有了一定的了解，我们再来说一下方法引用的形式。
方法引用
类名::静态方法名
类名::实例方法名
类名::new (构造方法引用)
实例名::实例方法名 可以看出，方法引用是通过(方法归属名)::(方法名)来调用的。通过上面的例子已经讲解了一个类名::静态方法名的使用方法了，下面再依次介绍其余的几种 方法引用的使用方法。 类名::实例方法名 先来看一段代码
String[] strings = new String[10];
Arrays.sort(strings, String::compareToIgnoreCase);上面的String::compareToIgnoreCase等价于(x, y) -> {return x.compareToIgnoreCase(y);} 我们看一下Arrays#sort方法public static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c), 可以看到第二个参数是一个Comparator接口，该接口也是一个函数式接口，其中的抽象方法是int compare(T o1, T o2);，再看一下String#compareToIgnoreCase方法,public int compareToIgnoreCase(String str)，这个方法好像和上面讲方法引用中类名::静态方法名不大一样啊，它 的参数列表和函数式接口的参数列表不一样啊，虽然它的返回值一样？ 是的，确实不一样但是别忘了，String类的这个方法是个实例方法，而不是静态方法，也就是说，这个方法是需要有一个接收者的。所谓接收者就是 instance.method(x)中的instance， 它是某个类的实例，有的朋友可能已经明白了。上面函数式接口的compare(T o1, T o2)中的第一个参数作为了实例方法的接收者，而第二个参数作为了实例方法的 参数。我们再举一个自己实现的例子:
public class MethodReference {
static Random random = new Random(47);
public static void main(String[] args) {
MethodReference[] methodReferences = new MethodReference[10];
Arrays.sort(methodReferences, MethodReference::myCompare);
}
int myCompare(MethodReference o) {
return random.nextInt(2) - 1;
}
}上面的例子可以在IDE里通过编译，大家有兴趣的可以模仿上面的例子自己写一个程序，打印出排序后的结果。 构造器引用 构造器引用仍然需要与特定的函数式接口配合使用，并不能像下面这样直接使用。IDE会提示String不是一个函数式接口
//compile error : String is not a functional interface
String str = String::new;下面是一个使用构造器引用的例子，可以看出构造器引用可以和这种工厂型的函数式接口一起使用的。
interface IFunctional<T> {
T func();
}
public class ConstructorReference {
public ConstructorReference() {
}
public static void main(String[] args) {
Supplier<ConstructorReference> supplier0 = () -> new ConstructorReference();
Supplier<ConstructorReference> supplier1 = ConstructorReference::new;
IFunctional<ConstructorReference> functional = () -> new ConstructorReference();
IFunctional<ConstructorReference> functional1 = ConstructorReference::new;
}
}下面是一个JDK官方的例子
public static <T, SOURCE extends Collection<T>, DEST extends Collection<T>>
DEST transferElements(
SOURCE sourceCollection,
Supplier<DEST> collectionFactory) {
DEST result = collectionFactory.get();
for (T t : sourceCollection) {
result.add(t);
}
return result;
}
...
Set<Person> rosterSet = transferElements(
roster, HashSet::new);实例::实例方法 其实开始那个例子就是一个实例::实例方法的引用
List<Integer> list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
list.add(i);
}
list.forEach(System.out::println);其中System.out就是一个实例，println是一个实例方法。相信不用再给大家做解释了。
总结
Lambda表达式是JDK8引入Java的函数式编程语法，使用Lambda需要直接或者间接的与函数式接口配合，在开发中使用Lambda可以减少代码量， 但是并不是说必须要使用Lambda(虽然它是一个很酷的东西)。有些情况下使用Lambda会使代码的可读性急剧下降，并且也节省不了多少代码， 所以在实际开发中还是需要仔细斟酌是否要使用Lambda。和Lambda相似的还有JDK10中加入的var类型推断，同样对于这个特性需要斟酌使用。
JDK8接口规范
在JDK8中引入了lambda表达式，出现了函数式接口的概念，为了在扩展接口时保持向前兼容性(JDK8之前扩展接口会使得实现了该接口的类必须实现添加的方法，否则会报错。为了保持兼容性而做出妥协的特性还有泛型，泛型也是为了保持兼容性而失去了在一些别的语言泛型拥有的功能)，Java接口规范发生了一些改变。
1.JDK8以前的接口规范
JDK8以前接口可以定义的变量和方法
所有变量(Field)不论是否显式 的声明为public static final，它实际上都是public static final的。
所有方法(Method)不论是否显示 的声明为public abstract，它实际上都是public abstract的。
public interface AInterfaceBeforeJDK8 {
int FIELD = 0;
void simpleMethod();
}以上接口信息反编译以后可以看到字节码信息里Filed是public static final的，而方法是public abstract的，即是你没有显示的去声明它。
{
public static final int FIELD;
descriptor: I
flags: (0x0019) ACC_PUBLIC, ACC_STATIC, ACC_FINAL
ConstantValue: int 0
public abstract void simpleMethod();
descriptor: ()V
flags: (0x0401) ACC_PUBLIC, ACC_ABSTRACT
}
2.JDK8之后的接口规范
JDK8之后接口可以定义的变量和方法
变量(Field)仍然必须是 java public static final的
方法(Method)除了可以是public abstract之外，还可以是public static或者是default(相当于仅public修饰的实例方法)的。从以上改变不难看出，修改接口的规范主要是为了能在扩展接口时保持向前兼容。
下面是一个JDK8之后的接口例子
public interface AInterfaceInJDK8 {
int simpleFiled = 0;
static int staticField = 1;
public static void main(String[] args) {
}
static void staticMethod(){}
default void defaultMethod(){}
void simpleMethod() throws IOException;
}进行反编译(去除了一些没用信息)
{
public static final int simpleFiled;
flags: (0x0019) ACC_PUBLIC, ACC_STATIC, ACC_FINAL
public static final int staticField;
flags: (0x0019) ACC_PUBLIC, ACC_STATIC, ACC_FINAL
public static void main(java.lang.String[]);
flags: (0x0009) ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
public static void staticMethod();
flags: (0x0009) ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
public void defaultMethod();
flags: (0x0001) ACC_PUBLIC
public abstract void simpleMethod() throws java.io.IOException;
flags: (0x0401) ACC_PUBLIC, ACC_ABSTRACT
Exceptions:
throws java.io.IOException
}可以看到 default关键字修饰的方法是像实例方法(就是普通类中定义的普通方法)一样定义的，所以我们来定义一个只有default方法的接口并且实现一下这个接口试一 试。
interface Default {
default int defaultMethod() {
return 4396;
}
}
public class DefaultMethod implements Default {
public static void main(String[] args) {
DefaultMethod defaultMethod = new DefaultMethod();
System.out.println(defaultMethod.defaultMethod());
//compile error : Non-static method 'defaultMethod()' cannot be referenced from a static context
//! DefaultMethod.defaultMethod();
}
}可以看到default方法确实像实例方法一样，必须有实例对象才能调用，并且子类在实现接口时，可以不用实现default方法，也可以选择覆盖该方法。这有点像子类继承父类实例方法。
接口静态方法就像是类静态方法，唯一的区别是接口静态方法只能通过接口名调用，而类静态方法既可以通过类名调用也可以通过实例调用
interface Static {
static int staticMethod() {
return 4396;
}
}
... main(String...args)
//!compile error: Static method may be invoked on containing interface class only
//!aInstanceOfStatic.staticMethod();
...另一个问题是多继承问题，大家知道Java中类是不支持多继承的，但是接口是多继承和多实现(implements后跟多个接口)的， 那么如果一个接口继承另一个接口，两个接口都有同名的default方法会怎么样呢？答案是会像类继承一样覆写(@Override)，以下代码在IDE中可以顺利编译
interface Default {
default int defaultMethod() {
return 4396;
}
}
interface Default2 extends Default {
@Override
default int defaultMethod() {
return 9527;
}
}
public class DefaultMethod implements Default,Default2 {
public static void main(String[] args) {
DefaultMethod defaultMethod = new DefaultMethod();
System.out.println(defaultMethod.defaultMethod());
}
}
输出 : 9527出现上面的情况时，会优先找继承树上近的方法，类似于“短路优先”。 那么如果一个类实现了两个没有继承关系的接口，且这两个接口有同名方法的话会怎么样呢？IDE会要求你重写这个冲突的方法，让你自己选择去执行哪个方法，因为IDE它还没智能到你不告诉它，它就知道你想执行哪个方法。可以通过java 接口名.super指针来访问接口中定义的实例(default)方法。
interface Default {
default int defaultMethod() {
return 4396;
}
}
interface Default2 {
default int defaultMethod() {
return 9527;
}
}
//如果不重写
//compile error : defaults.DefaultMethod inherits unrelated defaults for defaultMethod() from types defaults.Default and defaults.Default2
public class DefaultMethod implements Default,Default2 {
@Override
public int defaultMethod() {
System.out.println(Default.super.defaultMethod());
System.out.println(Default2.super.defaultMethod());
return 996;
}
public static void main(String[] args) {
DefaultMethod defaultMethod = new DefaultMethod();
System.out.println(defaultMethod.defaultMethod());
}
}
运行输出 :
4396
9527
996改进的类型推断
1.什么是类型推断
类型推断就像它的字面意思一样，编译器根据你显示声明的已知的信息 推断出你没有显示声明的类型，这就是类型推断。看过《Java编程思想 第四版》的朋友可能还记得里面讲解泛型一章的时候，里面很多例子是下面这样的:
Map<String, Object> map = new Map<String, Object>();而我们平常写的都是这样的:
Map<String, Object> map = new Map<>();这就是类型推断，《Java编程思想 第四版》这本书出书的时候最新的JDK只有1.6(JDK7推出的类型推断)，在Java编程思想里Bruce Eckel大叔还提到过这个问题 (可能JDK的官方人员看了Bruce Eckel大叔的Thinking in Java才加的类型推断，☺)，在JDK7中推出了上面这样的类型推断，可以减少一些无用的代码。(Java编程思想到现在还只有第四版，是不是因为Bruce Eckel大叔觉得Java新推出的语言特性“然并卵”呢？/滑稽) 在JDK7中，类型推断只有上面例子的那样的能力，即只有在使用赋值语句时才能自动推断出泛型参数信息(即<>里的信息)，下面的官方文档里的例子在JDK7里会编译 错误
List<String> stringList = new ArrayList<>();
stringList.add("A");
//error : addAll(java.util.Collection<? extends java.lang.String>)in List cannot be applied to (java.util.List<java.lang.Object>)
stringList.addAll(Arrays.asList());但是上面的代码在JDK8里可以通过，也就说，JDK8里，类型推断不仅可以用于赋值语句，而且可以根据代码中上下文里的信息推断出更多的信息，因此我们需要些的代码 会更少。加强的类型推断还有一个就是用于Lambda表达式了。 大家其实不必细究类型推断，在日常使用中IDE会自动判断，当IDE自己无法推断出足够的信息时，就需要我们额外做一下工作，比如在<>里添加更多的类型信息， 相信随着Java的进化，这些便利的功能会越来越强大。
通过反射获得方法的参数信息
JDK8之前 .class文件是不会存储方法参数信息的，因此也就无法通过反射获取该信息(想想反射获取类信息的入口是什么？当然就是Class类了)。即是是在JDK11里 也不会默认生成这些信息，可以通过在javac加上-parameters参数来让javac生成这些信息(javac就是java编译器，可以把java文件编译成.class文件)。生成额外 的信息(运行时非必须信息)会消耗内存并且有可能公布敏感信息(某些方法参数比如password，JDK文档里这么说的)，并且确实很多信息javac并不会为我们生成，比如 LocalVariableTable，javac就不会默认生成，需要你加上 -g:vars来强制让编译器生成，同样的，方法参数信息也需要加上 -parameters来让javac为你在.class文件中生成这些信息，否则运行时反射是无法获取到这些信息的。在讲解Java语言层面的方法之前，先看一下javac加上该 参数和不加生成的信息有什么区别(不感兴趣想直接看运行代码的可以跳过这段)。下面是随便写的一个类。
public class ByteCodeParameters {
public String simpleMethod(String canUGetMyName, Object yesICan) {
return "9527";
}
}先来不加参数编译和反编译一下这个类javac ByteCodeParameters.java , javap -v ByteCodeParameters:
//只截取了部分信息
public java.lang.String simpleMethod(java.lang.String, java.lang.Object);
descriptor: (Ljava/lang/String;Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String;
flags: (0x0001) ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=3, args_size=3
0: ldc #2 // String 9527
2: areturn
LineNumberTable:
line 5: 0
//这个方法的描述到这里就结束了接下来我们加上参数javac -parameters ByteCodeParameters.java 再来看反编译的信息:
public java.lang.String simpleMethod(java.lang.String, java.lang.Object);
descriptor: (Ljava/lang/String;Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String;
flags: (0x0001) ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=3, args_size=3
0: ldc #2 // String 9527
2: areturn
LineNumberTable:
line 8: 0
MethodParameters:
Name Flags
canUGetMyName
yesICan可以看到.class文件里多了一个MethodParameters信息，这就是参数的名字，可以看到默认是不保存的。
下面看一下在Intelj Idea里运行的这个例子,我们试一下通过反射获取方法名:
public class ByteCodeParameters {
public String simpleMethod(String canUGetMyName, Object yesICan) {
return "9527";
}
public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
Class<?> clazz = ByteCodeParameters.class;
Method simple = clazz.getDeclaredMethod("simpleMethod", String.class, Object.class);
Parameter[] parameters = simple.getParameters();
for (Parameter p : parameters) {
System.out.println(p.getName());
}
}
}
输出 :
arg0
arg1？？？说好的方法名呢？？？？别急，哈哈。前面说了，默认是不生成参数名信息的，因此我们需要做一些配置，我们找到IDEA的settings里的Java Compiler选项，在 Additional command line parameters:一行加上-parameters(Eclipse 也是找到Java Compiler选中Stoer information about method parameters)，或者自 己编译一个.class文件放在IDEA的out下，然后再来运行 :
输出 :
canUGetMyName
yesICan