摘要：首先我們定義一個(gè)有兩個(gè)不同控制器的然后，我們創(chuàng)建一個(gè)特定的工廠接口來(lái)創(chuàng)建新的對(duì)象不需要手動(dòng)的去繼承實(shí)現(xiàn)該工廠接口，我們只需要將控制器的引用傳遞給該接口對(duì)象就好了的控制器會(huì)自動(dòng)選擇合適的構(gòu)造器方法。這種指向時(shí)間軸的對(duì)象即是類。

本文為翻譯文章，原文地址 這里

歡迎來(lái)到本人對(duì)于Java 8的系列介紹教程，本教程會(huì)引導(dǎo)你一步步領(lǐng)略最新的語(yǔ)法特性。通過一些簡(jiǎn)單的代碼示例你即可以學(xué)到默認(rèn)的接口方法、Lambda表達(dá)式、方法引用以及重復(fù)注解等等。本文的最后還提供了譬如Stream API之類的詳細(xì)的介紹。

Java 8 允許我們利用default關(guān)鍵字來(lái)向接口中添加非抽象的方法作為默認(rèn)方法。下面是一個(gè)小例子：

interface Formula {
    double calculate(int a);

    default double sqrt(int a) {
        return Math.sqrt(a);
    }
}

在接口Formula中，除了抽象方法calculate之外，還定義了一個(gè)默認(rèn)的方法sqrt。實(shí)現(xiàn)類只需要實(shí)現(xiàn)抽象方法calculate，而sqrt方法可以跟普通方法一樣調(diào)用。

Formula formula = new Formula() {
    @Override
    public double calculate(int a) {
        return sqrt(a * 100);
    }
};

formula.calculate(100);     // 100.0
formula.sqrt(16);           // 4.0

首先以簡(jiǎn)單的字符串排序?yàn)槔齺?lái)展示：

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);
    }
});

靜態(tài)的工具類方法Collections.sort接受一個(gè)列表參數(shù)和一個(gè)比較器對(duì)象來(lái)對(duì)于指定列表中的元素進(jìn)行排序。我們常常需要?jiǎng)?chuàng)建匿名比較器并且將他們傳遞給排序方法。而Java 8中提供的一種更短的Lambda表達(dá)式的方法來(lái)完成該工作：

Collections.sort(names, (String a, String b) -> {
    return b.compareTo(a);
});

可以發(fā)現(xiàn)用如上的方法寫會(huì)更短并且更加的可讀，并且可以更短：

Collections.sort(names, (String a, String b) -> b.compareTo(a));

這種寫法就完全不需要{}以及return關(guān)鍵字，再進(jìn)一步簡(jiǎn)化的話，就變成了：

names.sort((a, b) -> b.compareTo(a));

Lambda表達(dá)式是如何適配進(jìn)Java現(xiàn)存的類型系統(tǒng)的呢？每個(gè)Lambda表達(dá)式都會(huì)關(guān)聯(lián)到一個(gè)由接口確定的給定的類型。這種所謂的函數(shù)式接口必須只能包含一個(gè)抽象方法，而每個(gè)該類型的Lambda表達(dá)式都會(huì)關(guān)聯(lián)到這個(gè)抽象方法。不過由于默認(rèn)方法不是抽象的，因此可以隨便添加幾個(gè)默認(rèn)的方法到函數(shù)式接口中。我們可以將任意的接口作為L(zhǎng)ambda表達(dá)式使用，只要該接口僅含有一個(gè)抽象方法即可。為了保證你的接口滿足這個(gè)需求，應(yīng)該添加@FunctionalInterface這個(gè)注解。編譯器會(huì)在你打算向某個(gè)函數(shù)式接口中添加第二個(gè)抽象方法時(shí)候報(bào)錯(cuò)。

//聲明
@FunctionalInterface
interface Converter {
    T convert(F from);
}

//使用
Converter converter = (from) -> Integer.valueOf(from);
Integer converted = converter.convert("123");
System.out.println(converted);    // 123

上述的代碼可以使用靜態(tài)方法引用而更加的簡(jiǎn)化：

Converter converter = Integer::valueOf;
Integer converted = converter.convert("123");
System.out.println(converted);   // 123

Java 8允許將方法或則構(gòu)造器的引用通過::關(guān)鍵字進(jìn)行傳遞，上述的例子是演示了如何關(guān)聯(lián)一個(gè)靜態(tài)方法，不過我們也可以關(guān)聯(lián)一個(gè)對(duì)象方法：

class Something {
    String startsWith(String s) {
        return String.valueOf(s.charAt(0));
    }
}

Something something = new Something();
Converter converter = something::startsWith;
String converted = converter.convert("Java");
System.out.println(converted);    // "J"

接下來(lái)看 :: 關(guān)鍵字怎么在構(gòu)造器中起作用。首先我們定義一個(gè)有兩個(gè)不同控制器的Java Bean：

class Person {
    String firstName;
    String lastName;

    Person() {}

    Person(String firstName, String lastName) {
        this.firstName = firstName;
        this.lastName = lastName;
    }
}

然后，我們創(chuàng)建一個(gè)特定的Person工廠接口來(lái)創(chuàng)建新的Person對(duì)象：

interface PersonFactory
 {
    P create(String firstName, String lastName);
}

不需要手動(dòng)的去繼承實(shí)現(xiàn)該工廠接口，我們只需要將控制器的引用傳遞給該接口對(duì)象就好了：

PersonFactory personFactory = Person::new;
Person person = personFactory.create("Peter", "Parker");

Java的控制器會(huì)自動(dòng)選擇合適的構(gòu)造器方法。

從Lambda表達(dá)式中訪問外部作用域中變量非常類似于匿名對(duì)象，可以訪問本地的final變量、實(shí)例域以及靜態(tài)變量。

在匿名對(duì)象中，我們可以從Lambda表達(dá)式的域中訪問外部的final變量。

final int num = 1;
Converter stringConverter =
        (from) -> String.valueOf(from + num);

stringConverter.convert(2);     // 3

但是不同于匿名對(duì)象只能訪問final變量，Lambda表達(dá)式中可以訪問final變量：

int num = 1;
Converter stringConverter =
        (from) -> String.valueOf(from + num);

stringConverter.convert(2);     // 3

不過需要注意的是，盡管變量不需要聲明為final，但是也是隱式的不可變：

int num = 1;
Converter stringConverter =
        (from) -> String.valueOf(from + num);
num = 3;

譬如如上的寫法就會(huì)被報(bào)錯(cuò)。

不同于本地變量，我們可以在Lambda表達(dá)式中任意的讀寫：

class Lambda4 {
    static int outerStaticNum;
    int outerNum;

    void testScopes() {
        Converter stringConverter1 = (from) -> {
            outerNum = 23;
            return String.valueOf(from);
        };

        Converter stringConverter2 = (from) -> {
            outerStaticNum = 72;
            return String.valueOf(from);
        };
    }
}

注意，Lambda表達(dá)式中是不可以訪問默認(rèn)方法的：

Formula formula = (a) -> sqrt( a * 100);

上述代碼是編譯通不過的。

JDK 1.8 的API中包含了許多的內(nèi)建的函數(shù)式接口，其中部分的譬如Comparator、Runnable被改寫成了可以由Lambda表達(dá)式支持的方式。除此之外，Java 8還添加了許多來(lái)自于Guava中的依賴庫(kù)，并將其改造為了Lambda接口。

Predicates是包含一個(gè)參數(shù)的返回為布爾值的接口，接口包含了許多的默認(rèn)方法來(lái)進(jìn)行不同的復(fù)雜的邏輯組合：

Predicate predicate = (s) -> s.length() > 0;

predicate.test("foo");              // true
predicate.negate().test("foo");     // false

Predicate nonNull = Objects::nonNull;
Predicate isNull = Objects::isNull;

Predicate isEmpty = String::isEmpty;
Predicate isNotEmpty = isEmpty.negate();

Functions接口接受一個(gè)參數(shù)并且產(chǎn)生一個(gè)結(jié)果，同樣提供了部分默認(rèn)的方法來(lái)鏈?zhǔn)浇M合不同的函數(shù)(compose，andThen)。

Function toInteger = Integer::valueOf;
Function backToString = toInteger.andThen(String::valueOf);

backToString.apply("123");     // "123"

Supplier personSupplier = Person::new;
personSupplier.get();   // new Person

Consumer greeter = (p) -> System.out.println("Hello, " + p.firstName);
greeter.accept(new Person("Luke", "Skywalker"));

Comparators類似于舊版本中的用法，Java 8是添加了一些默認(rèn)的用法。

Comparator comparator = (p1, p2) -> p1.firstName.compareTo(p2.firstName);

Person p1 = new Person("John", "Doe");
Person p2 = new Person("Alice", "Wonderland");

comparator.compare(p1, p2);             // > 0
comparator.reversed().compare(p1, p2);  // < 0

Optionals并不是一個(gè)函數(shù)式接口，但是非常有用的工具類來(lái)防止NullPointerException。Optional是一個(gè)簡(jiǎn)單的容器用于存放那些可能為空的值。對(duì)于那種可能返回為null的方法可以考慮返回Optional而不是null：

Optional optional = Optional.of("bam");

optional.isPresent();           // true
optional.get();                 // "bam"
optional.orElse("fallback");    // "bam"

optional.ifPresent((s) -> System.out.println(s.charAt(0)));     // "b"

一個(gè)Java的Stream對(duì)象代表了一系列可以被附加多個(gè)操作的元素的序列集合。常用的Stream API分為媒介操作與終止操作。其中終止操作會(huì)返回某個(gè)特定類型的值，而媒介操作則會(huì)返回流本身以方便下一步的鏈?zhǔn)讲僮?。Streams可以從java.util.Collection的數(shù)據(jù)類型譬如lists或者sets(不支持maps)中創(chuàng)建。而Streams的操作可以順序執(zhí)行也可以并發(fā)地執(zhí)行。

Stream.js是一個(gè)利用JavaScript實(shí)現(xiàn)的Java 8的流接口。

首先我們創(chuàng)建待處理的數(shù)據(jù)：

List stringCollection = new ArrayList<>();
stringCollection.add("ffffd2");
stringCollection.add("aaa2");
stringCollection.add("bbb1");
stringCollection.add("aaa1");
stringCollection.add("bbb3");
stringCollection.add("ccc");
stringCollection.add("bbb2");
stringCollection.add("ffffd1");

接下來(lái)可以利用Collection.stream() or Collection.parallelStream()來(lái)轉(zhuǎn)化為一個(gè)流對(duì)象。

Filter會(huì)接受一個(gè)Predicate對(duì)象來(lái)過濾流中的元素，這個(gè)操作屬于媒介操作，譬如可以在該操作之后調(diào)用另一個(gè)流操作(forEach)。ForEach操作屬于終止操作，接受一個(gè)Consumer對(duì)象來(lái)對(duì)于過濾之后的流中的每一個(gè)元素進(jìn)行操作。

stringCollection
    .stream()
    .filter((s) -> s.startsWith("a"))
    .forEach(System.out::println);

// "aaa2", "aaa1"

Sorted操作屬于一個(gè)媒介操作，會(huì)將流對(duì)象作為返回值返回。元素會(huì)默認(rèn)按照自然的順序返回，除非你傳入了一個(gè)自定義的Comparator對(duì)象。

stringCollection
    .stream()
    .sorted()
    .filter((s) -> s.startsWith("a"))
    .forEach(System.out::println);

// "aaa1", "aaa2"

需要記住的是，Sorted操作并不會(huì)改變流中的元素的順序，只會(huì)創(chuàng)建一個(gè)經(jīng)過排序的視圖，譬如：

System.out.println(stringCollection);
// ffffd2, aaa2, bbb1, aaa1, bbb3, ccc, bbb2, ffffd1

map操作也是媒介操作的一種，可以通過給定的函數(shù)將每個(gè)元素映射到其他對(duì)象。下面的代碼示例就是將所有的字符串轉(zhuǎn)化為大寫字符串。不過map操作是可以將任意對(duì)象轉(zhuǎn)化為任意類型，流返回的泛型類型取決于傳遞給map的函數(shù)的返回值。

stringCollection
    .stream()
    .map(String::toUpperCase)
    .sorted((a, b) -> b.compareTo(a))
    .forEach(System.out::println);

// "DDD2", "DDD1", "CCC", "BBB3", "BBB2", "AAA2", "AAA1"

Java 8提供了一些列的匹配的終止操作符來(lái)幫助開發(fā)者判斷流當(dāng)中的元素是否符合某些判斷規(guī)則。所有的匹配類型的操作都會(huì)返回布爾類型。

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

System.out.println(anyStartsWithA);      // true

boolean allStartsWithA =
    stringCollection
        .stream()
        .allMatch((s) -> s.startsWith("a"));

System.out.println(allStartsWithA);      // false

boolean noneStartsWithZ =
    stringCollection
        .stream()
        .noneMatch((s) -> s.startsWith("z"));

System.out.println(noneStartsWithZ);      // true

Count 也是終止操作的一種，它會(huì)返回流中的元素的數(shù)目。

long startsWithB =
    stringCollection
        .stream()
        .filter((s) -> s.startsWith("b"))
        .count();

System.out.println(startsWithB);    // 3

該操作根據(jù)指定的方程對(duì)于流中的元素進(jìn)行了指定的減少的操作。結(jié)果是Optional類型。

Optional reduced =
    stringCollection
        .stream()
        .sorted()
        .reduce((s1, s2) -> s1 + "#" + s2);

reduced.ifPresent(System.out::println);
// "aaa1#aaa2#bbb1#bbb2#bbb3#ccc#ffffd1#ffffd2"

正如上文中提及的，流可以是順序的也可以是并行的。所有在順序流上執(zhí)行的流操作都是在單線程中運(yùn)行的，而在并行流中進(jìn)行的操作都是在多線程中運(yùn)行的。如下的代碼演示了如何利用并行流來(lái)提供性能，首先我們創(chuàng)建一個(gè)待比較的序列：

int max = 1000000;
List values = new ArrayList<>(max);
for (int i = 0; i < max; i++) {
    UUID uuid = UUID.randomUUID();
    values.add(uuid.toString());
}

long t0 = System.nanoTime();

long count = values.stream().sorted().count();
System.out.println(count);

long t1 = System.nanoTime();

long millis = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(t1 - t0);
System.out.println(String.format("sequential sort took: %d ms", millis));

// sequential sort took: 899 ms

long t0 = System.nanoTime();

long count = values.parallelStream().sorted().count();
System.out.println(count);

long t1 = System.nanoTime();

long millis = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(t1 - t0);
System.out.println(String.format("parallel sort took: %d ms", millis));

// parallel sort took: 472 ms

正如上文所說，Map并不支持流操作，但是也提供了很多有用的方法來(lái)進(jìn)行通用的操作。

Map map = new HashMap<>();

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    map.putIfAbsent(i, "val" + i);
}

map.forEach((id, val) -> System.out.println(val));

上述的代碼中，putIfAbsent避免了寫太多額外的空檢查。forEach會(huì)接受一個(gè)Consumer參數(shù)來(lái)遍歷Map中的元素。下面的代碼演示如何進(jìn)行計(jì)算：

map.computeIfPresent(3, (num, val) -> val + num);
map.get(3);             // val33

map.computeIfPresent(9, (num, val) -> null);
map.containsKey(9);     // false

map.computeIfAbsent(23, num -> "val" + num);
map.containsKey(23);    // true

map.computeIfAbsent(3, num -> "bam");
map.get(3);             // val33

還有，Map提供了如何根據(jù)給定的key，vaue來(lái)刪除Map中給定的元素：

map.remove(3, "val3");
map.get(3);             // val33

map.remove(3, "val33");
map.get(3);             // null

還有一個(gè)比較有用的方法：

map.getOrDefault(42, "not found");  // not found

同時(shí)，Map還提供了merge方法來(lái)幫助有效地對(duì)于值進(jìn)行修正：

map.merge(9, "val9", (value, newValue) -> value.concat(newValue));
map.get(9);             // val9

map.merge(9, "concat", (value, newValue) -> value.concat(newValue));
map.get(9);             // val9concat

Java 8包含了一個(gè)全新的日期與時(shí)間的API，在java.time包下，新的時(shí)間API集成了Joda-Time的庫(kù)。

Clock方便我們?nèi)プx取當(dāng)前的日期與時(shí)間。Clocks可以根據(jù)不同的時(shí)區(qū)來(lái)進(jìn)行創(chuàng)建，并且可以作為System.currentTimeMillis()的替代。這種指向時(shí)間軸的對(duì)象即是Instant類。Instants可以被用于創(chuàng)建java.util.Date對(duì)象。

Clock clock = Clock.systemDefaultZone();
long millis = clock.millis();

Instant instant = clock.instant();
Date legacyDate = Date.from(instant);   // legacy java.util.Date

Timezones以ZoneId來(lái)區(qū)分?？梢酝ㄟ^靜態(tài)構(gòu)造方法很容易的創(chuàng)建，Timezones定義了Instants與Local Dates之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系：

System.out.println(ZoneId.getAvailableZoneIds());
// prints all available timezone ids

ZoneId zone1 = ZoneId.of("Europe/Berlin");
ZoneId zone2 = ZoneId.of("Brazil/East");
System.out.println(zone1.getRules());
System.out.println(zone2.getRules());

// ZoneRules[currentStandardOffset=+01:00]
// ZoneRules[currentStandardOffset=-03:00]

LocalTime代表了一個(gè)與時(shí)間無(wú)關(guān)的本地時(shí)間，譬如 10pm 或者 17:30:15。下述的代碼展示了根據(jù)不同的時(shí)間軸創(chuàng)建的不同的本地時(shí)間：

LocalTime now1 = LocalTime.now(zone1);
LocalTime now2 = LocalTime.now(zone2);

System.out.println(now1.isBefore(now2));  // false

long hoursBetween = ChronoUnit.HOURS.between(now1, now2);
long minutesBetween = ChronoUnit.MINUTES.between(now1, now2);

System.out.println(hoursBetween);       // -3
System.out.println(minutesBetween);     // -239

LocalTime提供了很多的工廠方法來(lái)簡(jiǎn)化創(chuàng)建實(shí)例的步驟，以及對(duì)于時(shí)間字符串的解析：

LocalTime late = LocalTime.of(23, 59, 59);
System.out.println(late);       // 23:59:59

DateTimeFormatter germanFormatter =
    DateTimeFormatter
        .ofLocalizedTime(FormatStyle.SHORT)
        .withLocale(Locale.GERMAN);

LocalTime leetTime = LocalTime.parse("13:37", germanFormatter);
System.out.println(leetTime);   // 13:37

LocalDate代表了一個(gè)獨(dú)立的時(shí)間類型，譬如2014-03-11。它是一個(gè)不可變的對(duì)象并且很類似于LocalTime。下列代碼展示了如何通過增減時(shí)間年月來(lái)計(jì)算日期：

LocalDate today = LocalDate.now();
LocalDate tomorrow = today.plus(1, ChronoUnit.DAYS);
LocalDate yesterday = tomorrow.minusDays(2);

LocalDate independenceDay = LocalDate.of(2014, Month.JULY, 4);
DayOfWeek dayOfWeek = independenceDay.getDayOfWeek();
System.out.println(dayOfWeek);    // FRIDAY

從字符串解析得到LocalDate對(duì)象也像LocalTime一樣簡(jiǎn)單：

DateTimeFormatter germanFormatter =
    DateTimeFormatter
        .ofLocalizedDate(FormatStyle.MEDIUM)
        .withLocale(Locale.GERMAN);

LocalDate xmas = LocalDate.parse("24.12.2014", germanFormatter);
System.out.println(xmas);   // 2014-12-24

LocalDateTime代表了時(shí)間日期類型，它組合了上文提到的Date類型以及Time類型。LocalDateTime同樣也是一種不可變類型，很類似于LocalTime以及LocalDate。

LocalDateTime sylvester = LocalDateTime.of(2014, Month.DECEMBER, 31, 23, 59, 59);

DayOfWeek dayOfWeek = sylvester.getDayOfWeek();
System.out.println(dayOfWeek);      // WEDNESDAY

Month month = sylvester.getMonth();
System.out.println(month);          // DECEMBER

long minuteOfDay = sylvester.getLong(ChronoField.MINUTE_OF_DAY);
System.out.println(minuteOfDay);    // 1439

上文中提及的Instant也可以用來(lái)將時(shí)間根據(jù)時(shí)區(qū)轉(zhuǎn)化：

Instant instant = sylvester
        .atZone(ZoneId.systemDefault())
        .toInstant();

Date legacyDate = Date.from(instant);
System.out.println(legacyDate);     // Wed Dec 31 23:59:59 CET 2014

從格式化字符串中解析獲取到數(shù)據(jù)對(duì)象，也是非常簡(jiǎn)單：

DateTimeFormatter formatter =
    DateTimeFormatter
        .ofPattern("MMM dd, yyyy - HH:mm");

LocalDateTime parsed = LocalDateTime.parse("Nov 03, 2014 - 07:13", formatter);
String string = formatter.format(parsed);
System.out.println(string);     // Nov 03, 2014 - 07:13

Java 8中的注解現(xiàn)在是可以重復(fù)的，下面我們用例子直接說明。首先，創(chuàng)建一個(gè)容器注解可以用來(lái)存儲(chǔ)一系列真實(shí)的注解：

@interface Hints {
    Hint[] value();
}

@Repeatable(Hints.class)
@interface Hint {
    String value();
}

通過添加 @Repeatable注解，就可以在同一個(gè)類型中使用多個(gè)注解。

@Hints({@Hint("hint1"), @Hint("hint2")})
class Person {}

@Hint("hint1")
@Hint("hint2")
class Person {}

Hint hint = Person.class.getAnnotation(Hint.class);
System.out.println(hint);                   // null

Hints hints1 = Person.class.getAnnotation(Hints.class);
System.out.println(hints1.value().length);  // 2

Hint[] hints2 = Person.class.getAnnotationsByType(Hint.class);
System.out.println(hints2.length);          // 2

Java 8 Stream Tutorial

Java 8 Nashorn Tutorial

Java 8 Concurrency Tutorial: Threads and Executors

Java 8 Concurrency Tutorial: Synchronization and Locks

Java 8 Concurrency Tutorial: Atomic Variables and ConcurrentMap

Java 8 API by Example: Strings, Numbers, Math and Files

Avoid Null Checks in Java 8

Fixing Java 8 Stream Gotchas with IntelliJ IDEA

Using Backbone.js with Java 8 Nashorn