Java 8 新特性

Java 8 引入了一系列重要的新特性，极大地增强了 Java 语言的功能，尤其是在 函数式编程、流处理、日期时间 API 和 默认方法 等方面。这些新特性不仅提升了代码的可读性和简洁性，还改善了并发处理的性能。以下是 Java 8 主要新特性的详细说明。

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1. Lambda 表达式

1.1 什么是 Lambda 表达式？

Lambda 表达式使得 Java 代码更加简洁，能够传递行为。它是 Java 函数式编程的核心，可以用来替代匿名内部类，减少代码量并增强可读性。

1.2 Lambda 基本语法

(parameters) -> expression

例如，使用 Lambda 表达式创建一个简单的线程：

Runnable r = () -> System.out.println("Hello from thread");
new Thread(r).start();

示例：

• 传统写法：

List<String> list = Arrays.asList("Java", "Python", "JavaScript");
Collections.sort(list, new Comparator<String>() {public int compare(String s1, String s2) {return s1.compareTo(s2);}
});

• 使用 Lambda 表达式：

List<String> list = Arrays.asList("Java", "Python", "JavaScript");
Collections.sort(list, (s1, s2) -> s1.compareTo(s2));

使用场景：

• 使用 Lambda 表达式可以替代匿名内部类，使得代码更加简洁和可读。
• 常用于 集合的遍历、排序、过滤等操作。

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2. 函数式接口

2.1 什么是函数式接口？

一个接口如果只有 一个抽象方法，它就可以作为 函数式接口 使用，并可以用 @FunctionalInterface 注解进行标识。函数式接口可以直接用于 Lambda 表达式和方法引用。

@FunctionalInterface
interface MyFunction {void execute();  // 仅一个抽象方法
}

2.2 常用函数式接口

Java 8 提供了很多常用的内置函数式接口，例如：

• Runnable：无返回值的操作。
• Consumer：接受一个参数并执行操作，但没有返回值。
• Function<T, R>：接受一个参数并返回一个结果。
• Predicate：接受一个参数并返回一个布尔值。
• Supplier：无参数，返回一个结果。

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3. Stream API（流式 API）

3.1 什么是 Stream？

Stream 是对集合的 函数式编程式操作，可以用于 过滤、映射、排序等操作，使得 Java 集合操作更加简洁。

3.2 Stream 操作分类

• 中间操作：返回一个新的 Stream，支持链式调用。常见的操作有：filter()、map()、sorted()、distinct() 等。
• 终止操作：触发计算并产生结果。常见的操作有：collect()、forEach()、reduce() 等。

3.3 示例：

List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "orange", "kiwi");// 使用 Stream 进行过滤和转换
List<String> result = list.stream().filter(s -> s.startsWith("a")).map(String::toUpperCase).collect(Collectors.toList());
System.out.println(result);  // [APPLE]

使用场景：

• 数据处理和转换：Stream 使得数据处理更加直观和简洁，尤其是在处理集合（如 List、Set）时。
• 并行处理：Stream 可以轻松实现 并行处理，提高大数据集的处理效率。

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4. 默认方法（Default Methods）

4.1 什么是默认方法？

默认方法是接口中可以定义有实现的方法。通过使用 default 关键字，接口可以提供 默认实现，从而避免修改现有接口时影响已有实现。

4.2 示例：

interface MyInterface {default void print() {System.out.println("Hello from MyInterface");}
}class MyClass implements MyInterface {// 无需实现 print() 方法，接口提供了默认实现
}public class Test {public static void main(String[] args) {MyClass obj = new MyClass();obj.print();  // 输出：Hello from MyInterface}
}

使用场景：

• 当接口需要在多个实现类中使用相同的默认方法时，使用默认方法可以避免在所有实现类中都重复实现该方法。

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5. 新的日期时间 API（java.time）

5.1 引入新的日期时间 API

Java 8 引入了新的日期时间 API (java.time)，其中包括：

• LocalDate：表示日期（无时间）。
• LocalTime：表示时间（无日期）。
• LocalDateTime：表示日期和时间。
• ZonedDateTime：表示带时区的日期时间。

5.2 新 API 示例

import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalTime;
import java.time.LocalDateTime;public class DateTimeExample {public static void main(String[] args) {LocalDate date = LocalDate.now();  // 获取当前日期LocalTime time = LocalTime.now();  // 获取当前时间LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.now();  // 获取当前日期和时间System.out.println("Current Date: " + date);System.out.println("Current Time: " + time);System.out.println("Current DateTime: " + dateTime);}
}

使用场景：

• 处理日期、时间和时区时使用新的 java.time 包，避免了旧 API（java.util.Date 和 Calendar）的一些不便之处，如线程不安全、可变性等问题。

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6. Optional 类

6.1 什么是 Optional？

Optional 类是一个容器对象，用来表示可能为 null 的值，避免显式的空值检查。它主要通过 ifPresent()、orElse()、map() 等方法来处理 null 值。

6.2 示例：

import java.util.Optional;public class OptionalExample {public static void main(String[] args) {String name = "Java";Optional<String> optName = Optional.ofNullable(name);  // 包装非 null 值// 如果值存在，打印optName.ifPresent(System.out::println);  // Java// 如果值为空，提供默认值System.out.println(optName.orElse("Unknown"));  // Java}
}

使用场景：

• Optional 常用于方法返回值，表示该值可能为空，避免了显式的空值检查和 NullPointerException。

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7. 方法引用（Method References）

7.1 什么是方法引用？

方法引用是 Lambda 表达式的一种简化形式，允许直接引用类的方法。可以用 Class::methodName 或 object::methodName 来引用方法。

7.2 示例：

import java.util.Arrays;
import java.util.List;public class MethodReferenceExample {public static void main(String[] args) {List<String> list = Arrays.asList("Java", "Python", "JavaScript");// 使用 Lambda 表达式list.forEach(s -> System.out.println(s));// 使用方法引用list.forEach(System.out::println);}
}

使用场景：

• 方法引用可以简化代码，尤其是在使用集合处理和流操作时，提升代码的简洁性。

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8. 并行流（Parallel Streams）

8.1 什么是并行流？

Java 8 的 Stream API 支持并行流（Parallel Stream），它可以将流的操作自动分成多个任务并并行执行，利用多核 CPU 提高性能。

8.2 示例：

import java.util.Arrays;
import java.util.List;public class ParallelStreamExample {public static void main(String[] args) {List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);// 使用并行流进行计算int sum = list.parallelStream().mapToInt(Integer::intValue).sum();System.out.println(sum);  // 输出 55}
}

使用场景：

• 适用于数据量大的操作，尤其是需要进行计算和聚合时，可以通过并行流充分利用多核处理器提高性能。

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总结

Java 8 引入的多个特性，如 Lambda 表达式、Stream API、Optional、默认方法等，极大地提高了代码的简洁性和可维护性。它们使得 Java 在 函数式编程 和 并行计算 方面的能力得到了显著提升。