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這是一個Java8新增特性的總結(jié)圖。接下來讓我們一次實踐一下這些新特性吧
Lambda表達式(也稱為閉包)是整個Java 8發(fā)行版中最受期待的在Java語言層面上的改變,Lambda允許把函數(shù)作為一個方法的參數(shù)(函數(shù)作為參數(shù)傳遞進方法中),或者把代碼看成數(shù)據(jù):函數(shù)式程序員對這一概念非常熟悉。在JVM平臺上的很多語言(Groovy,Scala,……)從一開始就有Lambda,但是Java程序員不得不使用毫無新意的匿名類來代替lambda。
關(guān)于Lambda設(shè)計的討論占用了大量的時間與社區(qū)的努力。可喜的是,最終找到了一個平衡點,使得可以使用一種即簡潔又緊湊的新方式來構(gòu)造Lambdas。在最簡單的形式中,一個lambda可以由用逗號分隔的參數(shù)列表、–>符號與函數(shù)體三部分表示。例如:
Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( e -> System.out.println( e ) );
請注意參數(shù)e的類型是由編譯器推測出來的。同時,你也可以通過把參數(shù)類型與參數(shù)包括在括號中的形式直接給出參數(shù)的類型:
Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( ( String e ) -> System.out.println( e ) );
在某些情況下lambda的函數(shù)體會更加復(fù)雜,這時可以把函數(shù)體放到在一對花括號中,就像在Java中定義普通函數(shù)一樣。例如:
Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( e -> {
System.out.print( e );
System.out.print( e );
} );
Lambda可以引用類的成員變量與局部變量(如果這些變量不是final的話,它們會被隱含的轉(zhuǎn)為final,這樣效率更高)。例如,下面兩個代碼片段是等價的:
String separator = ",";
Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach(
( String e ) -> System.out.print( e + separator ) );
和:
final String separator = ",";
Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach(
( String e ) -> System.out.print( e + separator ) );
Lambda可能會返回一個值。返回值的類型也是由編譯器推測出來的。如果lambda的函數(shù)體只有一行的話,那么沒有必要顯式使用return語句。下面兩個代碼片段是等價的:
Arrays.asList( "a", "b", "d" ).sort( ( e1, e2 ) -> e1.compareTo( e2 ) );
和:
Arrays.asList( "a", "b", "d" ).sort( ( e1, e2 ) -> {
int result = e1.compareTo( e2 );
return result;
} );
語言設(shè)計者投入了大量精力來思考如何使現(xiàn)有的函數(shù)友好地支持lambda。
最終采取的方法是:增加函數(shù)式接口的概念。函數(shù)式接口就是一個具有一個方法的普通接口。像這樣的接口,可以被隱式轉(zhuǎn)換為lambda表達式。
java.lang.Runnable與java.util.concurrent.Callable是函數(shù)式接口最典型的兩個例子。
在實際使用過程中,函數(shù)式接口是容易出錯的:如有某個人在接口定義中增加了另一個方法,這時,這個接口就不再是函數(shù)式的了,并且編譯過程也會失敗。
為了克服函數(shù)式接口的這種脆弱性并且能夠明確聲明接口作為函數(shù)式接口的意圖,Java8增加了一種特殊的注解@FunctionalInterface(Java8中所有類庫的已有接口都添加了@FunctionalInterface注解)。讓我們看一下這種函數(shù)式接口的定義:
@FunctionalInterface
public interface Functional {
void method();
}
需要記住的一件事是:默認方法與靜態(tài)方法并不影響函數(shù)式接口的契約,可以任意使用:
@FunctionalInterface
public interface FunctionalDefaultMethods {
void method();
default void defaultMethod() {
}
}
Lambda是Java 8大的賣點。它具有吸引越來越多程序員到Java平臺上的潛力,并且能夠在純Java語言環(huán)境中提供一種優(yōu)雅的方式來支持函數(shù)式編程。更多詳情可以參考官方文檔。
下面看一個例子:
public class lambda和函數(shù)式編程 {
@Test
public void test1() {
List names = Arrays.asList("peter", "anna", "mike", "xenia");
Collections.sort(names, new Comparator() {
@Override
public int compare(String a, String b) {
return b.compareTo(a);
}
});
System.out.println(Arrays.toString(names.toArray()));
}
@Test
public void test2() {
List names = Arrays.asList("peter", "anna", "mike", "xenia");
Collections.sort(names, (String a, String b) -> {
return b.compareTo(a);
});
Collections.sort(names, (String a, String b) -> b.compareTo(a));
Collections.sort(names, (a, b) -> b.compareTo(a));
System.out.println(Arrays.toString(names.toArray()));
}
}
static void add(double a,String b) {
System.out.println(a + b);
}
@Test
public void test5() {
D d = (a,b) -> add(a,b);
// interface D {
// void get(int i,String j);
// }
//這里要求,add的兩個參數(shù)和get的兩個參數(shù)吻合并且返回類型也要相等,否則報錯
// static void add(double a,String b) {
// System.out.println(a + b);
// }
}
@FunctionalInterface
interface D {
void get(int i,String j);
}
所謂的函數(shù)式接口就是只有一個抽象方法的接口,注意這里說的是抽象方法,因為Java8中加入了默認方法的特性,但是函數(shù)式接口是不關(guān)心接口中有沒有默認方法的。 一般函數(shù)式接口可以使用@FunctionalInterface注解的形式來標注表示這是一個函數(shù)式接口,該注解標注與否對函數(shù)式接口沒有實際的影響, 不過一般還是推薦使用該注解,就像使用@Override注解一樣。
lambda表達式是如何符合 Java 類型系統(tǒng)的?每個lambda對應(yīng)于一個給定的類型,用一個接口來說明。而這個被稱為函數(shù)式接口(functional interface)的接口必須僅僅包含一個抽象方法聲明。每個那個類型的lambda表達式都將會被匹配到這個抽象方法上。因此默認的方法并不是抽象的,你可以給你的函數(shù)式接口自由地增加默認的方法。
我們可以使用任意的接口作為lambda表達式,只要這個接口只包含一個抽象方法。為了保證你的接口滿足需求,你需要增加@FunctionalInterface注解。編譯器知道這個注解,一旦你試圖給這個接口增加第二個抽象方法聲明時,它將拋出一個編譯器錯誤。
下面舉幾個例子
public class 函數(shù)式接口使用 {
@FunctionalInterface
interface A {
void say();
default void talk() {
}
}
@Test
public void test1() {
A a = () -> System.out.println("hello");
a.say();
}
@FunctionalInterface
interface B {
void say(String i);
}
public void test2() {
//下面兩個是等價的,都是通過B接口來引用一個方法,而方法可以直接使用::來作為方法引用
B b = System.out::println;
B b1 = a -> Integer.parseInt("s");//這里的a其實換成別的也行,只是將方法傳給接口作為其方法實現(xiàn)
B b2 = Integer::valueOf;//i與方法傳入?yún)?shù)的變量類型一直時,可以直接替換
B b3 = String::valueOf;
//B b4 = Integer::parseInt;類型不符,無法使用
}
@FunctionalInterface
interface C {
int say(String i);
}
public void test3() {
C c = Integer::parseInt;//方法參數(shù)和接口方法的參數(shù)一樣,可以替換。
int i = c.say("1");
//當(dāng)我把C接口的int替換為void時就會報錯,因為返回類型不一致。
System.out.println(i);
//綜上所述,lambda表達式提供了一種簡便的表達方式,可以將一個方法傳到接口中。
//函數(shù)式接口是只提供一個抽象方法的接口,其方法由lambda表達式注入,不需要寫實現(xiàn)類,
//也不需要寫匿名內(nèi)部類,可以省去很多代碼,比如實現(xiàn)runnable接口。
//函數(shù)式編程就是指把方法當(dāng)做一個參數(shù)或引用來進行操作。除了普通方法以外,靜態(tài)方法,構(gòu)造方法也是可以這樣操作的。
}
}
請記住如果@FunctionalInterface 這個注解被遺漏,此代碼依然有效。
Lambda表達式和方法引用
有了函數(shù)式接口之后,就可以使用Lambda表達式和方法引用了。其實函數(shù)式接口的表中的函數(shù)描述符就是Lambda表達式,在函數(shù)式接口中Lambda表達式相當(dāng)于匿名內(nèi)部類的效果。 舉個簡單的例子:
public class TestLambda {
public static void execute(Runnable runnable) {
runnable.run();
}
public static void main(String[] args) {
//Java8之前
execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("run");
}
});
//使用Lambda表達式
execute(() -> System.out.println("run"));
}
}
可以看到,相比于使用匿名內(nèi)部類的方式,Lambda表達式可以使用更少的代碼但是有更清晰的表述。注意,Lambda表達式也不是完全等價于匿名內(nèi)部類的, 兩者的不同點在于this的指向和本地變量的屏蔽上。
方法引用可以看作Lambda表達式的更簡潔的一種表達形式,使用::操作符,方法引用主要有三類:
指向靜態(tài)方法的方法引用(例如Integer的parseInt方法,寫作Integer::parseInt);
指向任意類型實例方法的方法引用(例如String的length方法,寫作String::length);
指向現(xiàn)有對象的實例方法的方法引用(例如假設(shè)你有一個本地變量localVariable用于存放Variable類型的對象,它支持實例方法getValue,那么可以寫成localVariable::getValue)。
舉個方法引用的簡單的例子:
Function stringToInteger = (String s) -> Integer.parseInt(s);
//使用方法引用
Function stringToInteger = Integer::parseInt;
方法引用中還有一種特殊的形式,構(gòu)造函數(shù)引用,假設(shè)一個類有一個默認的構(gòu)造函數(shù),那么使用方法引用的形式為:
Supplier c1 = SomeClass::new;
SomeClass s1 = c1.get();
//等價于
Supplier c1 = () -> new SomeClass();
SomeClass s1 = c1.get();
如果是構(gòu)造函數(shù)有一個參數(shù)的情況:
Function c1 = SomeClass::new;
SomeClass s1 = c1.apply(100);
//等價于
Function c1 = i -> new SomeClass(i);
SomeClass s1 = c1.apply(100);
Java 8 使我們能夠使用default 關(guān)鍵字給接口增加非抽象的方法實現(xiàn)。這個特性也被叫做 擴展方法(Extension Methods)。如下例所示:
public class 接口的默認方法 {
class B implements A {
// void a(){}實現(xiàn)類方法不能重名
}
interface A {
//可以有多個默認方法
public default void a(){
System.out.println("a");
}
public default void b(){
System.out.println("b");
}
//報錯static和default不能同時使用
// public static default void c(){
// System.out.println("c");
// }
}
public void test() {
B b = new B();
b.a();
}
}
默認方法出現(xiàn)的原因是為了對原有接口的擴展,有了默認方法之后就不怕因改動原有的接口而對已經(jīng)使用這些接口的程序造成的代碼不兼容的影響。 在Java8中也對一些接口增加了一些默認方法,比如Map接口等等。一般來說,使用默認方法的場景有兩個:可選方法和行為的多繼承。
默認方法的使用相對來說比較簡單,唯一要注意的點是如何處理默認方法的沖突。關(guān)于如何處理默認方法的沖突可以參考以下三條規(guī)則:
類中的方法優(yōu)先級最高。類或父類中聲明的方法的優(yōu)先級高于任何聲明為默認方法的優(yōu)先級。
如果無法依據(jù)第一條規(guī)則進行判斷,那么子接口的優(yōu)先級更高:函數(shù)簽名相同時,優(yōu)先選擇擁有最具體實現(xiàn)的默認方法的接口。即如果B繼承了A,那么B就比A更具體。
最后,如果還是無法判斷,繼承了多個接口的類必須通過顯式覆蓋和調(diào)用期望的方法,顯式地選擇使用哪一個默認方法的實現(xiàn)。那么如何顯式地指定呢:
public class C implements B, A {
public void hello() {
B.super().hello();
}
}
使用X.super.m(..)顯式地調(diào)用希望調(diào)用的方法。
Java 8用默認方法與靜態(tài)方法這兩個新概念來擴展接口的聲明。默認方法使接口有點像Traits(Scala中特征(trait)類似于Java中的Interface,但它可以包含實現(xiàn)代碼,也就是目前Java8新增的功能),但與傳統(tǒng)的接口又有些不一樣,它允許在已有的接口中添加新方法,而同時又保持了與舊版本代碼的兼容性。
默認方法與抽象方法不同之處在于抽象方法必須要求實現(xiàn),但是默認方法則沒有這個要求。相反,每個接口都必須提供一個所謂的默認實現(xiàn),這樣所有的接口實現(xiàn)者將會默認繼承它(如果有必要的話,可以覆蓋這個默認實現(xiàn))。讓我們看看下面的例子:
private interface Defaulable {
// Interfaces now allow default methods, the implementer may or
// may not implement (override) them.
default String notRequired() {
return "Default implementation";
}
}
private static class DefaultableImpl implements Defaulable {
}
private static class OverridableImpl implements Defaulable {
@Override
public String notRequired() {
return "Overridden implementation";
}
}
Defaulable接口用關(guān)鍵字default聲明了一個默認方法notRequired(),Defaulable接口的實現(xiàn)者之一DefaultableImpl實現(xiàn)了這個接口,并且讓默認方法保持原樣。Defaulable接口的另一個實現(xiàn)者OverridableImpl用自己的方法覆蓋了默認方法。
Java 8帶來的另一個有趣的特性是接口可以聲明(并且可以提供實現(xiàn))靜態(tài)方法。例如:
private interface DefaulableFactory {
// Interfaces now allow static methods
static Defaulable create( Supplier< Defaulable > supplier ) {
return supplier.get();
}
}
下面的一小段代碼片段把上面的默認方法與靜態(tài)方法黏合到一起。
public static void main( String[] args ) {
Defaulable defaulable = DefaulableFactory.create( DefaultableImpl::new );
System.out.println( defaulable.notRequired() );
defaulable = DefaulableFactory.create( OverridableImpl::new );
System.out.println( defaulable.notRequired() );
}
這個程序的控制臺輸出如下:
Default implementation
Overridden implementation
在JVM中,默認方法的實現(xiàn)是非常高效的,并且通過字節(jié)碼指令為方法調(diào)用提供了支持。默認方法允許繼續(xù)使用現(xiàn)有的Java接口,而同時能夠保障正常的編譯過程。這方面好的例子是大量的方法被添加到j(luò)ava.util.Collection接口中去:stream(),parallelStream(),forEach(),removeIf(),……
盡管默認方法非常強大,但是在使用默認方法時我們需要小心注意一個地方:在聲明一個默認方法前,請仔細思考是不是真的有必要使用默認方法,因為默認方法會帶給程序歧義,并且在復(fù)雜的繼承體系中容易產(chǎn)生編譯錯誤。更多詳情請參考官方文檔
自從Java 5引入了注解機制,這一特性就變得非常流行并且廣為使用。然而,使用注解的一個限制是相同的注解在同一位置只能聲明一次,不能聲明多次。Java 8打破了這條規(guī)則,引入了重復(fù)注解機制,這樣相同的注解可以在同一地方聲明多次。
重復(fù)注解機制本身必須用@Repeatable注解。事實上,這并不是語言層面上的改變,更多的是編譯器的技巧,底層的原理保持不變。讓我們看一個快速入門的例子:
package com.javacodegeeks.java8.repeatable.annotations;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Repeatable;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
public class RepeatingAnnotations {
@Target( ElementType.TYPE )
@Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )
public @interface Filters {
Filter[] value();
}
@Target( ElementType.TYPE )
@Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )
@Repeatable( Filters.class )
public @interface Filter {
String value();
};
@Filter( "filter1" )
@Filter( "filter2" )
public interface Filterable {
}
public static void main(String[] args) {
for( Filter filter: Filterable.class.getAnnotationsByType( Filter.class ) ) {
System.out.println( filter.value() );
}
}
}
正如我們看到的,這里有個使用@Repeatable( Filters.class )注解的注解類Filter,F(xiàn)ilters僅僅是Filter注解的數(shù)組,但Java編譯器并不想讓程序員意識到Filters的存在。這樣,接口Filterable就擁有了兩次Filter(并沒有提到Filter)注解。
同時,反射相關(guān)的API提供了新的函數(shù)getAnnotationsByType()來返回重復(fù)注解的類型(請注意Filterable.class.getAnnotation( Filters.class )經(jīng)編譯器處理后將會返回Filters的實例)。
程序輸出結(jié)果如下:
filter1
filter2
更多詳情請參考官方文檔
很長一段時間里,Java程序員一直在發(fā)明不同的方式使得方法參數(shù)的名字能保留在Java字節(jié)碼中,并且能夠在運行時獲取它們(比如,Paranamer類庫)。最終,在Java 8中把這個強烈要求的功能添加到語言層面(通過反射API與Parameter.getName()方法)與字節(jié)碼文件(通過新版的javac的–parameters選項)中。
package com.javacodegeeks.java8.parameter.names;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Parameter;
public class ParameterNames {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Method method = ParameterNames.class.getMethod( "main", String[].class );
for( final Parameter parameter: method.getParameters() ) {
System.out.println( "Parameter: " + parameter.getName() );
}
}
}
如果不使用–parameters參數(shù)來編譯這個類,然后運行這個類,會得到下面的輸出:
Parameter: arg0
如果使用–parameters參數(shù)來編譯這個類,程序的結(jié)構(gòu)會有所不同(參數(shù)的真實名字將會顯示出來):
Parameter: args
Java 8 通過增加大量新類,擴展已有類的功能的方式來改善對并發(fā)編程、函數(shù)式編程、日期/時間相關(guān)操作以及其他更多方面的支持。
到目前為止,臭名昭著的空指針異常是導(dǎo)致Java應(yīng)用程序失敗的最常見原因。以前,為了解決空指針異常,Google公司著名的Guava項目引入了Optional類,Guava通過使用檢查空值的方式來防止代碼污染,它鼓勵程序員寫更干凈的代碼。受到Google Guava的啟發(fā),Optional類已經(jīng)成為Java 8類庫的一部分。
Optional實際上是個容器:它可以保存類型T的值,或者僅僅保存null。Optional提供很多有用的方法,這樣我們就不用顯式進行空值檢測。更多詳情請參考官方文檔。
我們下面用兩個小例子來演示如何使用Optional類:一個允許為空值,一個不允許為空值。
public class 空指針Optional {
public static void main(String[] args) {
//使用of方法,仍然會報空指針異常
// Optional optional = Optional.of(null);
// System.out.println(optional.get());
//拋出沒有該元素的異常
//Exception in thread "main" java.util.NoSuchElementException: No value present
// at java.util.Optional.get(Optional.java:135)
// at com.javase.Java8.空指針Optional.main(空指針Optional.java:14)
// Optional optional1 = Optional.ofNullable(null);
// System.out.println(optional1.get());
Optional optional = Optional.ofNullable(null);
System.out.println(optional.isPresent());
System.out.println(optional.orElse(0));//當(dāng)值為空時給與初始值
System.out.println(optional.orElseGet(() -> new String[]{"a"}));//使用回調(diào)函數(shù)設(shè)置默認值
//即使傳入Optional容器的元素為空,使用optional.isPresent()方法也不會報空指針異常
//所以通過optional.orElse這種方式就可以寫出避免空指針異常的代碼了
//輸出Optional.empty。
}
}
如果Optional類的實例為非空值的話,isPresent()返回true,否從返回false。為了防止Optional為空值,orElseGet()方法通過回調(diào)函數(shù)來產(chǎn)生一個默認值。map()函數(shù)對當(dāng)前Optional的值進行轉(zhuǎn)化,然后返回一個新的Optional實例。orElse()方法和orElseGet()方法類似,但是orElse接受一個默認值而不是一個回調(diào)函數(shù)。下面是這個程序的輸出:
Full Name is set? false
Full Name: [none]
Hey Stranger!
讓我們來看看另一個例子:
Optional< String > firstName = Optional.of( "Tom" );
System.out.println( "First Name is set? " + firstName.isPresent() );
System.out.println( "First Name: " + firstName.orElseGet( () -> "[none]" ) );
System.out.println( firstName.map( s -> "Hey " + s + "!" ).orElse( "Hey Stranger!" ) );
System.out.println();
下面是程序的輸出:
First Name is set? true
First Name: Tom
Hey Tom!
最新添加的Stream API(java.util.stream) 把真正的函數(shù)式編程風(fēng)格引入到Java中。這是目前為止對Java類庫最好的補充,因為Stream API可以極大提供Java程序員的生產(chǎn)力,讓程序員寫出高效率、干凈、簡潔的代碼。
Stream API極大簡化了集合框架的處理(但它的處理的范圍不僅僅限于集合框架的處理,這點后面我們會看到)。讓我們以一個簡單的Task類為例進行介紹:
Task類有一個分數(shù)的概念(或者說是偽復(fù)雜度),其次是還有一個值可以為OPEN或CLOSED的狀態(tài).讓我們引入一個Task的小集合作為演示例子:
final Collection< Task > tasks = Arrays.asList(
new Task( Status.OPEN, 5 ),
new Task( Status.OPEN, 13 ),
new Task( Status.CLOSED, 8 )
);
我們下面要討論的第一個問題是所有狀態(tài)為OPEN的任務(wù)一共有多少分數(shù)?在Java 8以前,一般的解決方式用foreach循環(huán),但是在Java 8里面我們可以使用stream:一串支持連續(xù)、并行聚集操作的元素。
// Calculate total points of all active tasks using sum()
final long totalPointsOfOpenTasks = tasks
.stream()
.filter( task -> task.getStatus() == Status.OPEN )
.mapToInt( Task::getPoints )
.sum();
System.out.println( "Total points: " + totalPointsOfOpenTasks );
程序在控制臺上的輸出如下:
Total points: 18
這里有幾個注意事項。
第一,task集合被轉(zhuǎn)換化為其相應(yīng)的stream表示。然后,filter操作過濾掉狀態(tài)為CLOSED的task。
下一步,mapToInt操作通過Task::getPoints這種方式調(diào)用每個task實例的getPoints方法把Task的stream轉(zhuǎn)化為Integer的stream。最后,用sum函數(shù)把所有的分數(shù)加起來,得到最終的結(jié)果。
在繼續(xù)講解下面的例子之前,關(guān)于stream有一些需要注意的地方(詳情在這里).stream操作被分成了中間操作與最終操作這兩種。
中間操作返回一個新的stream對象。中間操作總是采用惰性求值方式,運行一個像filter這樣的中間操作實際上沒有進行任何過濾,相反它在遍歷元素時會產(chǎn)生了一個新的stream對象,這個新的stream對象包含原始stream
中符合給定謂詞的所有元素。
像forEach、sum這樣的最終操作可能直接遍歷stream,產(chǎn)生一個結(jié)果或副作用。當(dāng)最終操作執(zhí)行結(jié)束之后,stream管道被認為已經(jīng)被消耗了,沒有可能再被使用了。在大多數(shù)情況下,最終操作都是采用及早求值方式,及早完成底層數(shù)據(jù)源的遍歷。
stream另一個有價值的地方是能夠原生支持并行處理。讓我們來看看這個算task分數(shù)和的例子。
stream另一個有價值的地方是能夠原生支持并行處理。讓我們來看看這個算task分數(shù)和的例子。
// Calculate total points of all tasks
final double totalPoints = tasks
.stream()
.parallel()
.map( task -> task.getPoints() ) // or map( Task::getPoints )
.reduce( 0, Integer::sum );
System.out.println( "Total points (all tasks): " + totalPoints );
這個例子和第一個例子很相似,但這個例子的不同之處在于這個程序是并行運行的,其次使用reduce方法來算最終的結(jié)果。
下面是這個例子在控制臺的輸出:
Total points (all tasks): 26.0
經(jīng)常會有這個一個需求:我們需要按照某種準則來對集合中的元素進行分組。Stream也可以處理這樣的需求,下面是一個例子:
// Group tasks by their status
final Map< Status, List< Task > > map = tasks
.stream()
.collect( Collectors.groupingBy( Task::getStatus ) );
System.out.println( map );
這個例子的控制臺輸出如下:
{CLOSED=[[CLOSED, 8]], OPEN=[[OPEN, 5], [OPEN, 13]]}
讓我們來計算整個集合中每個task分數(shù)(或權(quán)重)的平均值來結(jié)束task的例子。
// Calculate the weight of each tasks (as percent of total points)
final Collection< String > result = tasks
.stream() // Stream< String >
.mapToInt( Task::getPoints ) // IntStream
.asLongStream() // LongStream
.mapToDouble( points -> points / totalPoints ) // DoubleStream
.boxed() // Stream< Double >
.mapToLong( weigth -> ( long )( weigth * 100 ) ) // LongStream
.mapToObj( percentage -> percentage + "%" ) // Stream< String>
.collect( Collectors.toList() ); // List< String >
System.out.println( result );
下面是這個例子的控制臺輸出:
[19%, 50%, 30%]
最后,就像前面提到的,Stream API不僅僅處理Java集合框架。像從文本文件中逐行讀取數(shù)據(jù)這樣典型的I/O操作也很適合用Stream API來處理。下面用一個例子來應(yīng)證這一點。
final Path path = new File( filename ).toPath();
try( Stream< String > lines = Files.lines( path, StandardCharsets.UTF_8 ) ) {
lines.onClose( () -> System.out.println("Done!") ).forEach( System.out::println );
}
對一個stream對象調(diào)用onClose方法會返回一個在原有功能基礎(chǔ)上新增了關(guān)閉功能的stream對象,當(dāng)對stream對象調(diào)用close()方法時,與關(guān)閉相關(guān)的處理器就會執(zhí)行。
Stream API、Lambda表達式與方法引用在接口默認方法與靜態(tài)方法的配合下是Java 8對現(xiàn)代軟件開發(fā)范式的回應(yīng)。更多詳情請參考官方文檔。
Java 8通過發(fā)布新的Date-Time API (JSR 310)來進一步加強對日期與時間的處理。對日期與時間的操作一直是Java程序員最痛苦的地方之一。標準的 java.util.Date以及后來的java.util.Calendar一點沒有改善這種情況(可以這么說,它們一定程度上更加復(fù)雜)。
這種情況直接導(dǎo)致了Joda-Time——一個可替換標準日期/時間處理且功能非常強大的Java API的誕生。Java 8新的Date-Time API (JSR 310)在很大程度上受到Joda-Time的影響,并且吸取了其精髓。新的java.time包涵蓋了所有處理日期,時間,日期/時間,時區(qū),時刻(instants),過程(during)與時鐘(clock)的操作。在設(shè)計新版API時,十分注重與舊版API的兼容性:不允許有任何的改變(從java.util.Calendar中得到的深刻教訓(xùn))。如果需要修改,會返回這個類的一個新實例。
讓我們用例子來看一下新版API主要類的使用方法。第一個是Clock類,它通過指定一個時區(qū),然后就可以獲取到當(dāng)前的時刻,日期與時間。Clock可以替換System.currentTimeMillis()與TimeZone.getDefault()。
// Get the system clock as UTC offset
final Clock clock = Clock.systemUTC();
System.out.println( clock.instant() );
System.out.println( clock.millis() );
下面是程序在控制臺上的輸出:
2014-04-12T15:19:29.282Z
1397315969360
我們需要關(guān)注的其他類是LocaleDate與LocalTime。LocaleDate只持有ISO-8601格式且無時區(qū)信息的日期部分。相應(yīng)的,LocaleTime只持有ISO-8601格式且無時區(qū)信息的時間部分。LocaleDate與LocalTime都可以從Clock中得到。
// Get the local date and local time
final LocalDate date = LocalDate.now();
final LocalDate dateFromClock = LocalDate.now( clock );
System.out.println( date );
System.out.println( dateFromClock );
// Get the local date and local time
final LocalTime time = LocalTime.now();
final LocalTime timeFromClock = LocalTime.now( clock );
System.out.println( time );
System.out.println( timeFromClock );
下面是程序在控制臺上的輸出:
2014-04-12
2014-04-12
11:25:54.568
15:25:54.568
下面是程序在控制臺上的輸出:
2014-04-12T11:47:01.017-04:00[America/New_York]
2014-04-12T15:47:01.017Z
2014-04-12T08:47:01.017-07:00[America/Los_Angeles]
最后,讓我們看一下Duration類:在秒與納秒級別上的一段時間。Duration使計算兩個日期間的不同變的十分簡單。下面讓我們看一個這方面的例子。
// Get duration between two dates
final LocalDateTime from = LocalDateTime.of( 2014, Month.APRIL, 16, 0, 0, 0 );
final LocalDateTime to = LocalDateTime.of( 2015, Month.APRIL, 16, 23, 59, 59 );
final Duration duration = Duration.between( from, to );
System.out.println( "Duration in days: " + duration.toDays() );
System.out.println( "Duration in hours: " + duration.toHours() );
上面的例子計算了兩個日期2014年4月16號與2014年4月16號之間的過程。下面是程序在控制臺上的輸出:
Duration in days: 365
Duration in hours: 8783
對Java 8在日期/時間API的改進整體印象是非常非常好的。一部分原因是因為它建立在“久戰(zhàn)殺場”的Joda-Time基礎(chǔ)上,另一方面是因為用來大量的時間來設(shè)計它,并且這次程序員的聲音得到了認可。更多詳情請參考官方文檔。
Java 8增加了大量的新方法來對數(shù)組進行并行處理??梢哉f,最重要的是parallelSort()方法,因為它可以在多核機器上極大提高數(shù)組排序的速度。下面的例子展示了新方法(parallelXxx)的使用。
package com.javacodegeeks.java8.parallel.arrays;
import java.util.Arrays;
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
public class ParallelArrays {
public static void main( String[] args ) {
long[] arrayOfLong = new long [ 20000 ];
Arrays.parallelSetAll( arrayOfLong,
index -> ThreadLocalRandom.current().nextInt( 1000000 ) );
Arrays.stream( arrayOfLong ).limit( 10 ).forEach(
i -> System.out.print( i + " " ) );
System.out.println();
Arrays.parallelSort( arrayOfLong );
Arrays.stream( arrayOfLong ).limit( 10 ).forEach(
i -> System.out.print( i + " " ) );
System.out.println();
}
}
上面的代碼片段使用了parallelSetAll()方法來對一個有20000個元素的數(shù)組進行隨機賦值。然后,調(diào)用parallelSort方法。這個程序首先打印出前10個元素的值,之后對整個數(shù)組排序。這個程序在控制臺上的輸出如下(請注意數(shù)組元素是隨機生產(chǎn)的):
Unsorted: 591217 891976 443951 424479 766825 351964 242997 642839 119108 552378
Sorted: 39 220 263 268 325 607 655 678 723 793
在Java8之前,我們會使用JDK提供的Future接口來進行一些異步的操作,其實CompletableFuture也是實現(xiàn)了Future接口, 并且基于ForkJoinPool來執(zhí)行任務(wù),因此本質(zhì)上來講,CompletableFuture只是對原有API的封裝, 而使用CompletableFuture與原來的Future的不同之處在于可以將兩個Future組合起來,或者如果兩個Future是有依賴關(guān)系的,可以等第一個執(zhí)行完畢后再實行第二個等特性。
先來看看基本的使用方式:
public Future getPriceAsync(final String product) {
final CompletableFuture futurePrice = new CompletableFuture<>();
new Thread(() -> {
double price = calculatePrice(product);
futurePrice.complete(price); //完成后使用complete方法,設(shè)置future的返回值
}).start();
return futurePrice;
}
得到Future之后就可以使用get方法來獲取結(jié)果,CompletableFuture提供了一些工廠方法來簡化這些API,并且使用函數(shù)式編程的方式來使用這些API,例如:
Fufure
代碼是不是一下子簡潔了許多呢。之前說了,CompletableFuture可以組合多個Future,不管是Future之間有依賴的,還是沒有依賴的。
如果第二個請求依賴于第一個請求的結(jié)果,那么可以使用thenCompose方法來組合兩個Future
public List findPriceAsync(String product) {
List> priceFutures = tasks.stream()
.map(task -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> task.getPrice(product),executor))
.map(future -> future.thenApply(Work::parse))
.map(future -> future.thenCompose(work -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> Count.applyCount(work), executor)))
.collect(Collectors.toList());
return priceFutures.stream().map(CompletableFuture::join).collect(Collectors.toList());
}
上面這段代碼使用了thenCompose來組合兩個CompletableFuture。supplyAsync方法第二個參數(shù)接受一個自定義的Executor。 首先使用CompletableFuture執(zhí)行一個任務(wù),調(diào)用getPrice方法,得到一個Future,之后使用thenApply方法,將Future的結(jié)果應(yīng)用parse方法, 之后再使用執(zhí)行完parse之后的結(jié)果作為參數(shù)再執(zhí)行一個applyCount方法,然后收集成一個CompletableFuture
注意,這里必須使用兩個流,如果在一個流里調(diào)用join方法,那么由于Stream的延遲特性,所有的操作還是會串行的執(zhí)行,并不是異步的。
再來看一個兩個Future之間沒有依賴關(guān)系的例子:
Future futurePriceInUsd = CompletableFuture.supplyAsync(() -> shop.getPrice(“price1”))
.thenCombine(CompletableFuture.supplyAsync(() -> shop.getPrice(“price2”)), (s1, s2) -> s1 + s2);
這里有兩個異步的任務(wù),使用thenCombine方法來組合兩個Future,thenCombine方法的第二個參數(shù)就是用來合并兩個Future方法返回值的操作函數(shù)。
有時候,我們并不需要等待所有的異步任務(wù)結(jié)束,只需要其中的一個完成就可以了,CompletableFuture也提供了這樣的方法:
//假設(shè)getStream方法返回一個Stream>
CompletableFuture[] futures = getStream(“l(fā)isten”).map(f -> f.thenAccept(System.out::println)).toArray(CompletableFuture[]::new);
//等待其中的一個執(zhí)行完畢
CompletableFuture.anyOf(futures).join();
使用anyOf方法來響應(yīng)CompletableFuture的completion事件。
PermGen空間被移除了,取而代之的是Metaspace(JEP 122)。JVM選項-XX:PermSize與-XX:MaxPermSize分別被-XX:MetaSpaceSize與-XX:MaxMetaspaceSize所代替。
更多展望:Java 8通過發(fā)布一些可以增加程序員生產(chǎn)力的特性來推進這個偉大的平臺的進步。現(xiàn)在把生產(chǎn)環(huán)境遷移到Java 8還為時尚早,但是在接下來的幾個月里,它會被大眾慢慢的接受。毫無疑問,現(xiàn)在是時候讓你的代碼與Java 8兼容,并且在Java 8足夠安全穩(wěn)定的時候遷移到Java 8。
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