JDK 8+新特性（Stream API、Optional、模块化等）

JDK 8+新特性（Stream API、Optional、模块化等）

一、Stream API

1.1 概述

Stream API 是 Java 8 引入的一个新的抽象概念，它允许以声明式的方式处理数据集合。Stream 不是一个数据结构，而是对数据源（如集合、数组等）进行一系列操作的管道。这些操作可以是中间操作（如过滤、映射）和终端操作（如收集、计数）。使用 Stream API 可以使代码更加简洁、易读，并且可以利用多核处理器的并行处理能力。

1.2 基本操作

中间操作

• filter：用于过滤满足条件的元素。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;public class StreamFilterExample {public static void main(String[] args) {List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6);List<Integer> evenNumbers = numbers.stream().filter(n -> n % 2 == 0).collect(Collectors.toList());System.out.println(evenNumbers);}
}

• map：用于将元素进行转换。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;public class StreamMapExample {public static void main(String[] args) {List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3);List<Integer> squaredNumbers = numbers.stream().map(n -> n * n).collect(Collectors.toList());System.out.println(squaredNumbers);}
}

终端操作

• collect：用于将流中的元素收集到一个集合中。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;public class StreamCollectExample {public static void main(String[] args) {List<String> words = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");String result = words.stream().collect(Collectors.joining(", "));System.out.println(result);}
}

• count：用于统计流中元素的数量。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;public class StreamCountExample {public static void main(String[] args) {List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);long count = numbers.stream().filter(n -> n > 3).count();System.out.println(count);}
}

1.3 并行流

Stream API 支持并行流，可以利用多核处理器的并行处理能力来提高性能。使用 parallelStream() 方法可以将顺序流转换为并行流。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;public class ParallelStreamExample {public static void main(String[] args) {List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);long sum = numbers.parallelStream().mapToInt(Integer::intValue).sum();System.out.println(sum);}
}

二、Optional

2.1 概述

Optional 是 Java 8 引入的一个容器类，用于表示一个值可能存在或不存在的情况。它可以避免空指针异常（NullPointerException），使代码更加健壮。

2.2 基本用法

• 创建 Optional 对象：
  • Optional.of(T value)：创建一个包含非空值的 Optional 对象。如果传入的值为 null，会抛出 NullPointerException。
  • Optional.ofNullable(T value)：创建一个可能包含 null 值的 Optional 对象。如果传入的值为 null，则返回一个空的 Optional 对象。
  • Optional.empty()：创建一个空的 Optional 对象。

import java.util.Optional;public class OptionalCreationExample {public static void main(String[] args) {Optional<String> nonEmptyOptional = Optional.of("Hello");Optional<String> nullableOptional = Optional.ofNullable(null);Optional<String> emptyOptional = Optional.empty();}
}

• 判断值是否存在：
  • isPresent()：判断 Optional 对象中是否包含值。
  • ifPresent(Consumer<? super T> action)：如果 Optional 对象中包含值，则执行指定的操作。

import java.util.Optional;public class OptionalIsPresentExample {public static void main(String[] args) {Optional<String> optional = Optional.of("Hello");if (optional.isPresent()) {System.out.println(optional.get());}optional.ifPresent(s -> System.out.println(s.toUpperCase()));}
}

• 获取值：
  • get()：如果 Optional 对象中包含值，则返回该值；否则抛出 NoSuchElementException。
  • orElse(T other)：如果 Optional 对象中包含值，则返回该值；否则返回指定的默认值。
  • orElseGet(Supplier<? extends T> other)：如果 Optional 对象中包含值，则返回该值；否则通过调用指定的 Supplier 函数获取默认值。

import java.util.Optional;public class OptionalGetValueExample {public static void main(String[] args) {Optional<String> optional = Optional.ofNullable(null);String value = optional.orElse("Default");System.out.println(value);String value2 = optional.orElseGet(() -> "Generated Default");System.out.println(value2);}
}

三、模块化（Java 9+）

3.1 概述

Java 9 引入了模块化系统（Project Jigsaw），它允许将代码组织成模块，每个模块有自己的声明性依赖和访问控制。模块化可以提高代码的可维护性、安全性和可扩展性，并且可以减少类路径的复杂性。

3.2 模块定义

在 Java 9+ 中，每个模块由一个 module-info.java 文件来定义。该文件位于模块的根目录下，用于声明模块的名称、依赖关系和导出的包。

// module-info.java
module myModule {// 声明依赖的模块requires java.base;requires anotherModule;// 导出的包exports com.example.myPackage;
}

3.3 模块的优点

• 封装性：模块可以控制哪些包对外可见，从而提高代码的封装性和安全性。
• 可维护性：模块之间的依赖关系明确，便于代码的维护和升级。
• 性能优化：模块化系统可以减少类加载的开销，提高应用程序的启动性能。

3.4 模块的使用

在编译和运行时，需要指定模块路径和主模块。例如：

# 编译模块
javac --module-path path/to/modules -d out module-info.java com/example/myPackage/MyClass.java# 运行模块
java --module-path path/to/modules -m myModule/com.example.myPackage.MyClass

四、其他 JDK 8+ 新特性

4.1 接口默认方法和静态方法

Java 8 允许在接口中定义默认方法和静态方法。默认方法使用 default 关键字修饰，为接口提供了默认的实现；静态方法使用 static 关键字修饰，可以直接通过接口名调用。

interface MyInterface {// 默认方法default void defaultMethod() {System.out.println("This is a default method.");}// 静态方法static void staticMethod() {System.out.println("This is a static method.");}
}

4.2 日期时间 API

Java 8 引入了新的日期时间 API（java.time 包），它提供了更简洁、线程安全的日期和时间处理方式。例如：

import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.LocalTime;public class DateTimeExample {public static void main(String[] args) {LocalDate currentDate = LocalDate.now();LocalTime currentTime = LocalTime.now();LocalDateTime currentDateTime = LocalDateTime.now();System.out.println("Current date: " + currentDate);System.out.println("Current time: " + currentTime);System.out.println("Current date and time: " + currentDateTime);}
}

4.3 方法引用

方法引用是 Lambda 表达式的一种简洁形式，它允许直接引用已有的方法。方法引用使用 :: 符号，常见的方法引用有：

• 静态方法引用：ClassName::staticMethodName
• 实例方法引用：instance::instanceMethodName
• 构造方法引用：ClassName::new

import java.util.Arrays;
import java.util.List;public class MethodReferenceExample {public static void main(String[] args) {List<String> words = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");words.forEach(System.out::println);}
}