【转载】Java 8新特性终极指南
2017-03-16 11:43
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1.介绍
毫无疑问,Java 8发行版是自Java 5(发行于2004,已经过了相当一段时间了)以来最具革命性的版本。Java 8 为Java语言、编译器、类库、开发工具与JVM(Java虚拟机)带来了大量新特性。在这篇教程中,我们将一一探索这些变化,并用真实的例子说明它们适用的场景。这篇教程由以下几部分组成,它们分别涉及到Java平台某一特定方面的内容:
Java语言
编译器
类库
工具
Java运行时(JVM)
2.Java语言的新特性
不管怎么说,Java 8都是一个变化巨大的版本。你可能认为Java 8耗费了大量的时间才得以完成是为了实现了每个Java程序员所期待的特性。在这个小节里,我们将会涉及到这些特性的大部分。2.1 Lambda表达式与Functional接口
Lambda表达式(也称为闭包)是整个Java 8发行版中最受期待的在Java语言层面上的改变,Lambda允许把函数作为一个方法的参数(函数作为参数传递进方法中),或者把代码看成数据:函数式程序员对这一概念非常熟悉。在JVM平台上的很多语言(Groovy,Scala,……)从一开始就有Lambda,但是Java程序员不得不使用毫无新意的匿名类来代替lambda。关于Lambda设计的讨论占用了大量的时间与社区的努力。可喜的是,最终找到了一个平衡点,使得可以使用一种即简洁又紧凑的新方式来构造Lambdas。在最简单的形式中,一个lambda可以由用逗号分隔的参数列表、–>符号与函数体三部分表示。例如:
8增加了一种特殊的注解@FunctionalInterface(Java 8中所有类库的已有接口都添加了@FunctionalInterface注解)。让我们看一下这种函数式接口的定义:
2.2 接口的默认方法与静态方法
Java 8用默认方法与静态方法这两个新概念来扩展接口的声明。默认方法使接口有点像Traits(Scala中特征(trait)类似于Java中的Interface,但它可以包含实现代码,也就是目前Java8新增的功能),但与传统的接口又有些不一样,它允许在已有的接口中添加新方法,而同时又保持了与旧版本代码的兼容性。默认方法与抽象方法不同之处在于抽象方法必须要求实现,但是默认方法则没有这个要求。相反,每个接口都必须提供一个所谓的默认实现,这样所有的接口实现者将会默认继承它(如果有必要的话,可以覆盖这个默认实现)。让我们看看下面的例子:
Java 8带来的另一个有趣的特性是接口可以声明(并且可以提供实现)静态方法。例如:
尽管默认方法非常强大,但是在使用默认方法时我们需要小心注意一个地方:在声明一个默认方法前,请仔细思考是不是真的有必要使用默认方法,因为默认方法会带给程序歧义,并且在复杂的继承体系中容易产生编译错误。更多详情请参考官方文档
2.3 方法引用
方法引用提供了非常有用的语法,可以直接引用已有Java类或对象(实例)的方法或构造器。与lambda联合使用,方法引用可以使语言的构造更紧凑简洁,减少冗余代码。下面,我们以定义了4个方法的Car这个类作为例子,区分Java中支持的4种不同的方法引用。
2.4 重复注解
自从Java 5引入了注解机制,这一特性就变得非常流行并且广为使用。然而,使用注解的一个限制是相同的注解在同一位置只能声明一次,不能声明多次。Java 8打破了这条规则,引入了重复注解机制,这样相同的注解可以在同一地方声明多次。重复注解机制本身必须用@Repeatable注解。事实上,这并不是语言层面上的改变,更多的是编译器的技巧,底层的原理保持不变。让我们看一个快速入门的例子:
同时,反射相关的API提供了新的函数getAnnotationsByType()来返回重复注解的类型(请注意Filterable.class.getAnnotation( Filters.class )经编译器处理后将会返回Filters的实例)。
程序输出结果如下:
2.5 更好的类型推测机制
Java 8在类型推测方面有了很大的提高。在很多情况下,编译器可以推测出确定的参数类型,这样就能使代码更整洁。让我们看一个例子:2.6 扩展注解的支持
Java 8扩展了注解的上下文。现在几乎可以为任何东西添加注解:局部变量、泛型类、父类与接口的实现,就连方法的异常也能添加注解。下面演示几个例子:3. Java编译器的新特性
3.1 参数名字
很长一段时间里,Java程序员一直在发明不同的方式使得方法参数的名字能保留在Java字节码中,并且能够在运行时获取它们(比如,Paranamer类库)。最终,在Java8中把这个强烈要求的功能添加到语言层面(通过反射API与Parameter.getName()方法)与字节码文件(通过新版的javac的–parameters选项)中。
图1. 配置Eclipse工程使之支持Java 8编译器的新特性——parameters参数
此外,Parameter类有一个很方便的方法isNamePresent()来验证是否可以获取参数的名字。
4. Java 类库的新特性
Java 8 通过增加大量新类,扩展已有类的功能的方式来改善对并发编程、函数式编程、日期/时间相关操作以及其他更多方面的支持。4.1 Optional
到目前为止,臭名昭著的空指针异常是导致Java应用程序失败的最常见原因。以前,为了解决空指针异常,Google公司著名的Guava项目引入了Optional类,Guava通过使用检查空值的方式来防止代码污染,它鼓励程序员写更干净的代码。受到GoogleGuava的启发,Optional类已经成为Java 8类库的一部分。
Optional实际上是个容器:它可以保存类型T的值,或者仅仅保存null。Optional提供很多有用的方法,这样我们就不用显式进行空值检测。更多详情请参考官方文档。
我们下面用两个小例子来演示如何使用Optional类:一个允许为空值,一个不允许为空值。
4.2 Stream
最新添加的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 API极大简化了集合框架的处理(但它的处理的范围不仅仅限于集合框架的处理,这点后面我们会看到)。让我们以一个简单的Task类为例进行介绍:
在继续讲解下面的例子之前,关于stream有一些需要注意的地方(详情在这里).stream操作被分成了中间操作与最终操作这两种。
中间操作返回一个新的stream对象。中间操作总是采用惰性求值方式,运行一个像filter这样的中间操作实际上没有进行任何过滤,相反它在遍历元素时会产生了一个新的stream对象,这个新的stream对象包含原始stream
中符合给定谓词的所有元素。
像forEach、sum这样的最终操作可能直接遍历stream,产生一个结果或副作用。当最终操作执行结束之后,stream管道被认为已经被消耗了,没有可能再被使用了。在大多数情况下,最终操作都是采用及早求值方式,及早完成底层数据源的遍历。
stream另一个有价值的地方是能够原生支持并行处理。让我们来看看这个算task分数和的例子。
下面是这个例子在控制台的输出:
Stream API、Lambda表达式与方法引用在接口默认方法与静态方法的配合下是Java
8对现代软件开发范式的回应。更多详情请参考官方文档。
4.3 Date/Time API (JSR 310)
Java 8通过发布新的Date-Time API (JSR 310)来进一步加强对日期与时间的处理。对日期与时间的操作一直是Java程序员最痛苦的地方之一。标准的 java.util.Date以及后来的java.util.Calendar一点没有改善这种情况(可以这么说,它们一定程度上更加复杂)。这种情况直接导致了Joda-Time——一个可替换标准日期/时间处理且功能非常强大的Java API的诞生。Java 8新的Date-Time
API (JSR 310)在很大程度上受到Joda-Time的影响,并且吸取了其精髓。新的java.time包涵盖了所有处理日期,时间,日期/时间,时区,时刻(instants),过程(during)与时钟(clock)的操作。在设计新版API时,十分注重与旧版API的兼容性:不允许有任何的改变(从java.util.Calendar中得到的深刻教训)。如果需要修改,会返回这个类的一个新实例。
让我们用例子来看一下新版API主要类的使用方法。第一个是Clock类,它通过指定一个时区,然后就可以获取到当前的时刻,日期与时间。Clock可以替换System.currentTimeMillis()与TimeZone.getDefault()。
4.4 JavaScript引擎Nashorn
Nashorn,一个新的JavaScript引擎随着Java 8一起公诸于世,它允许在JVM上开发运行某些JavaScript应用。Nashorn就是javax.script.ScriptEngine的另一种实现,并且它们俩遵循相同的规则,允许Java与JavaScript相互调用。下面看一个例子:4.5 Base64
在Java 8中,Base64编码已经成为Java类库的标准。它的使用十分简单,下面让我们看一个例子:4.6 并行(parallel)数组
Java 8增加了大量的新方法来对数组进行并行处理。可以说,最重要的是parallelSort()方法,因为它可以在多核机器上极大提高数组排序的速度。下面的例子展示了新方法(parallelXxx)的使用。4.7 并发(Concurrency)
在新增Stream机制与lambda的基础之上,在java.util.concurrent.ConcurrentHashMap中加入了一些新方法来支持聚集操作。同时也在java.util.concurrent.ForkJoinPool类中加入了一些新方法来支持共有资源池(common pool)(请查看我们关于Java并发的免费课程)。
新增的java.util.concurrent.locks.StampedLock类提供一直基于容量的锁,这种锁有三个模型来控制读写操作(它被认为是不太有名的java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock类的替代者)。
在java.util.concurrent.atomic包中还增加了下面这些类:
DoubleAccumulator
DoubleAdder
LongAccumulator
LongAdder
5. 新的Java工具
Java 8也带来了一些新的命令行工具。在这节里我们将会介绍它们中最有趣的部分。5.1 Nashorn引擎: jjs
jjs是个基于Nashorn引擎的命令行工具。它接受一些JavaScript源代码为参数,并且执行这些源代码。例如,我们创建一个具有如下内容的func.js文件:5.2 类依赖分析器jdeps
jdeps是一个很有用的命令行工具。它可以显示Java类的包级别或类级别的依赖。它接受一个.class文件,一个目录,或者一个jar文件作为输入。jdeps默认把结果输出到系统输出(控制台)上。下面我们查看现阶段较流行的Spring框架类库的依赖报告,为了简化这个例子,我们只分析一个jar文件:org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar
6. Java虚拟机(JVM)的新特性
PermGen空间被移除了,取而代之的是Metaspace(JEP122)。JVM选项-XX:PermSize与-XX:MaxPermSize分别被-XX:MetaSpaceSize与-XX:MaxMetaspaceSize所代替。
7. 总结
更多展望:Java 8通过发布一些可以增加程序员生产力的特性来推进这个伟大的平台的进步。现在把生产环境迁移到Java 8还为时尚早,但是在接下来的几个月里,它会被大众慢慢的接受。毫无疑问,现在是时候让你的代码与Java 8兼容,并且在Java 8足够安全稳定的时候迁移到Java 8。作为社区对Java 8的认可,最近Pivotal发布了可在生产环境下支持Java 8的Spring Framework 4.0.3。
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8. 更多资源
下面一些文章从不同层面上深度讨论了Java 8的特性:JDK 8 新特性
Java教程
WildFly 8, JDK 8, NetBeans 8, Java EE 7
Java 8教程
JDK 8命令行工具——静态依赖分析器
探究JDK 8的Javadoc
Java 8的“黑暗面”
在Eclipse Kepler SR2添加Java 8支持
Java 8
Oracle Nashorn——JVM平台上的下一代JavaScript引擎
原文链接:
javacodegeeks 翻译:
ImportNew.com-
刘 家财
译文链接: http://www.importnew.com/11908.html