Java8核心特性详解

1. Java8概述

Java 8是Java语言发展史上的一个重要里程碑，于2014年3月发布。它引入了许多革命性的新特性，极大地提升了开发效率和代码可读性。本文将详细介绍Java 8的四大核心特性：

Lambda表达式 - 函数式编程支持
Stream API - 集合处理新方式
新日期时间API - 解决旧Date/Calendar的问题
接口默认方法 - 接口的演进能力

2. Lambda表达式

2.1 什么是Lambda表达式

Lambda表达式是Java 8中最重要的新特性之一，它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），使代码更加简洁紧凑。

2.2 Lambda语法

基本语法：

1
2
3

(parameters) -> expression
或
(parameters) -> { statements; }

2.3 Lambda示例

示例1：无参数

1	() -> System.out.println("Hello Lambda");

示例2：一个参数

1	str -> System.out.println(str);

示例3：多个参数

1	(int a, int b) -> a + b

示例4：带返回值

(String s1, String s2) -> {
    System.out.println("Comparing " + s1 + " and " + s2);
    return s1.compareTo(s2);
}

2.4 函数式接口

Lambda表达式需要函数式接口的支持。函数式接口是指仅包含一个抽象方法的接口。Java 8提供了@FunctionalInterface注解来标识函数式接口。

@FunctionalInterface
interface MyFunctionalInterface {
    void execute();
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyFunctionalInterface fi = () -> System.out.println("Executing...");
        fi.execute();
    }
}

2.5 Java内置函数式接口

Java 8在java.util.function包中提供了许多内置函数式接口：

Consumer - 接受一个输入参数，无返回值
Supplier - 无参数，返回一个结果
Function<T,R> - 接受一个输入参数，返回一个结果
Predicate - 接受一个输入参数，返回布尔值
BiFunction<T,U,R> - 接受两个输入参数，返回一个结果

3. Stream API

3.1 什么是Stream

Stream是Java 8中处理集合的关键抽象概念，它可以对集合进行非常复杂的查找、过滤和映射数据等操作。

3.2 Stream特点

不是数据结构：不存储数据
不修改源数据：对Stream的操作会产生新Stream
惰性执行：中间操作是惰性的
可消费性：Stream只能被消费一次

3.3 创建Stream

从集合创建

1 2	List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c"); Stream<String> stream = list.stream();

从数组创建

1 2	String[] array = {"a", "b", "c"}; Stream<String> stream = Arrays.stream(array);

使用Stream.of()

1	Stream<String> stream = Stream.of("a", "b", "c");

生成无限流

1	Stream<Integer> infiniteStream = Stream.iterate(0, n -> n + 2);

3.4 中间操作

filter() - 过滤

1	list.stream().filter(s -> s.startsWith("a"));

map() - 映射

1	list.stream().map(String::toUpperCase);

sorted() - 排序

1	list.stream().sorted();

distinct() - 去重

1	list.stream().distinct();

limit() - 限制数量

1	list.stream().limit(10);

3.5 终止操作

forEach() - 遍历

1	list.stream().forEach(System.out::println);

collect() - 收集

1	List<String> newList = list.stream().collect(Collectors.toList());

count() - 计数

1	long count = list.stream().count();

reduce() - 归约

1	Optional<String> reduced = list.stream().reduce((s1, s2) -> s1 + "#" + s2);

anyMatch()/allMatch()/noneMatch() - 匹配

1	boolean anyStartsWithA = list.stream().anyMatch(s -> s.startsWith("a"));

3.6 并行流

1	list.parallelStream().forEach(System.out::println);

4. 新日期时间API

4.1 旧API的问题

Java 8之前的日期时间API存在以下问题：

非线程安全 - Date和Calendar不是线程安全的
设计差 - 日期和时间类没有明确区分
时区处理麻烦

4.2 新API核心类

Java 8在java.time包中提供了新的日期时间API：

LocalDate - 日期（年月日）
LocalTime - 时间（时分秒）
LocalDateTime - 日期时间
ZonedDateTime - 带时区的日期时间
Instant - 时间戳
Duration - 时间段
Period - 日期段
DateTimeFormatter - 日期时间格式化

4.3 基本使用

获取当前日期

1	LocalDate today = LocalDate.now();

创建指定日期

1	LocalDate date = LocalDate.of(2023, Month.NOVEMBER, 15);

日期运算

1 2	LocalDate nextWeek = today.plusWeeks(1); LocalDate previousYear = today.minusYears(1);

日期比较

1	boolean isAfter = today.isAfter(date);

格式化

1 2	DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd"); String formattedDate = today.format(formatter);

解析

1	LocalDate parsedDate = LocalDate.parse("2023-11-15", formatter);

5. 接口默认方法

5.1 什么是默认方法

Java 8允许在接口中定义具有实现的方法，称为默认方法，使用default关键字修饰。

5.2 默认方法示例

interface Vehicle {
    // 抽象方法
    void start();
    
    // 默认方法
    default void stop() {
        System.out.println("Vehicle stopped");
    }
}

class Car implements Vehicle {
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("Car started");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Car car = new Car();
        car.start();  // 实现的方法
        car.stop();   // 默认方法
    }
}

5.3 默认方法的作用

接口演进：可以向现有接口添加新方法而不破坏现有实现
多继承：解决Java中多继承的问题
提供通用功能：为所有实现类提供默认实现

5.4 默认方法冲突

当一个类实现多个接口，且这些接口有相同的默认方法时，需要解决冲突：

interface A {
    default void show() {
        System.out.println("A");
    }
}

interface B {
    default void show() {
        System.out.println("B");
    }
}

class C implements A, B {
    @Override
    public void show() {
        A.super.show();  // 显式调用A的默认方法
    }
}

6. 其他新特性

6.1 Optional类

用于避免NullPointerException：

1 2	Optional<String> optional = Optional.ofNullable(getString()); optional.ifPresent(System.out::println);

6.2 方法引用

简化Lambda表达式：

1 2	List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie"); names.forEach(System.out::println);

6.3 重复注解

@Repeatable(Authorities.class)
@interface Authority {
    String value();
}

@interface Authorities {
    Authority[] value();
}

@Authority("admin")
@Authority("user")
public class User {
    // ...
}

7. 总结

Java 8通过引入Lambda表达式、Stream API、新日期时间API和接口默认方法等特性，极大地提升了Java语言的表达能力和开发效率。这些特性使得Java能够更好地适应现代编程需求，特别是在函数式编程和大数据处理方面。

掌握这些核心特性，可以帮助开发者编写更简洁、更易读、更高效的Java代码。