Stream API

发表于 2016-11-15 更新于 2021-08-09 分类于 lang Valine：
本文字数： 1.4k 阅读时长 ≈ 1 分钟

Stream API 旨在让编码更高效率、干净、简洁。

从迭代器到Stream操作

当使用 Stream 时，我们一般会通过三个阶段建立一个流水线：

创建一个 Stream；
进行一个或多个中间操作;
使用终止操作产生一个结果,Stream 就不会再被使用了。

案例1：统计 List 中的单词长度大于6的个数

/**
* 案例1：统计 List 中的单词长度大于6的个数
*/
ArrayList<String> wordsList = new ArrayList<String>();
wordsList.add("Charles");
wordsList.add("Vincent");
wordsList.add("William");
wordsList.add("Joseph");
wordsList.add("Henry");
wordsList.add("Bill");
wordsList.add("Joan");
wordsList.add("Linda");
int count = 0;

Java8之前我们通常用迭代方法来完成上面的需求：

//迭代（Java8之前的常用方法）
//迭代不好的地方：1. 代码多；2 很难被并行运算。
for (String word : wordsList) {
    if (word.length() > 6) {
        count++;
    }
}
System.out.println(count);//3

Java8之前我们使用 Stream 一行代码就能解决了，而且可以瞬间转换为并行执行的效果：

//Stream
//将stream()改为parallelStream()就可以瞬间将代码编程并行执行的效果
long count2=wordsList.stream()
    .filter(w->w.length()>6)
    .count();
long count3=wordsList.parallelStream()
    .filter(w->w.length()>6)
    .count();
System.out.println(count2);
System.out.println(count3);

`distinct()`

去除 List 中重复的 String

1
2
3

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

`map`

map 方法用于映射每个元素到对应的结果，以下代码片段使用 map 输出了元素对应的平方数：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
// 获取 List 中每个元素对应的平方数并去重
List<Integer> squaresList = numbers.stream().map( i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList());
System.out.println(squaresList.toString());//[9, 4, 49, 25]

改进的类型推断

发表于 2016-11-15 更新于 2021-08-09 分类于 lang Valine：
本文字数： 1k 阅读时长 ≈ 1 分钟

1.什么是类型推断

类型推断就像它的字面意思一样，编译器根据你显示声明的已知的信息 推断出你没有显示声明的类型，这就是类型推断。
看过《Java编程思想第四版》的朋友可能还记得里面讲解泛型一章的时候，里面很多例子是下面这样的:

1	Map<String, Object> map = new Map<String, Object>();

而我们平常写的都是这样的:

1	Map<String, Object> map = new Map<>();

这就是类型推断，《Java编程思想第四版》这本书出书的时候最新的JDK只有1.6(JDK7推出的类型推断)，在Java编程思想里Bruce Eckel大叔还提到过这个问题
(可能JDK的官方人员看了Bruce Eckel大叔的Thinking in Java才加的类型推断，☺)，在JDK7中推出了上面这样的类型推断，可以减少一些无用的代码。
(Java编程思想到现在还只有第四版，是不是因为Bruce Eckel大叔觉得Java新推出的语言特性“然并卵”呢？/滑稽)

在JDK7中，类型推断只有上面例子的那样的能力，即只有在使用赋值语句时才能自动推断出泛型参数信息(即<>里的信息)，下面的官方文档里的例子在JDK7里会编译
错误

List<String> stringList = new ArrayList<>();
stringList.add("A");
//error : addAll(java.util.Collection<? extends java.lang.String>)in List cannot be applied to (java.util.List<java.lang.Object>)
stringList.addAll(Arrays.asList());

但是上面的代码在JDK8里可以通过，也就说，JDK8里，类型推断不仅可以用于赋值语句，而且可以根据代码中上下文里的信息推断出更多的信息，因此我们需要些的代码
会更少。加强的类型推断还有一个就是用于Lambda表达式了。

大家其实不必细究类型推断，在日常使用中IDE会自动判断，当IDE自己无法推断出足够的信息时，就需要我们额外做一下工作，比如在<>里添加更多的类型信息，
相信随着Java的进化，这些便利的功能会越来越强大。

JDK8--Lambda表达式

发表于 2016-11-15 更新于 2021-08-09 分类于 lang Valine：
本文字数： 7k 阅读时长 ≈ 6 分钟

1.什么是Lambda表达式

Lambda表达式实质上是一个可传递的代码块，Lambda又称为闭包或者匿名函数，是函数式编程语法，让方法可以像普通参数一样传递

2.Lambda表达式语法

-> {执行代码块}```

1	<br>参数列表可以为空```()->{}

可以加类型声明比如

para1, int para2) -> {return para1 + para2;}```我们可以看到，lambda同样可以有返回值.

1	<br>在编译器可以推断出类型的时候，可以将类型声明省略，比如```(para1, para2) -> {return para1 + para2;}

(lambda有点像动态类型语言语法。lambda在字节码层面是用invokedynamic实现的，而这条指令就是为了让JVM更好的支持运行在其上的动态类型语言)

3.函数式接口

在了解Lambda表达式之前，有必要先了解什么是函数式接口

**函数式接口指的是有且只有一个抽象(abstract)方法的接口**<br>
当需要一个函数式接口的对象时，就可以用Lambda表达式来实现，举个常用的例子:
<br>
```java
  Thread thread = new Thread(() -> {
      System.out.println("This is JDK8's Lambda!");
  });

这段代码和函数式接口有啥关系？我们回忆一下，Thread类的构造函数里是不是有一个以Runnable接口为参数的？

public Thread(Runnable target) {...}

/**
 * Runnable Interface
 */
@FunctionalInterface
public interface Runnable {  
    public abstract void run();
}

到这里大家可能已经明白了，Lambda表达式相当于一个匿名类或者说是一个匿名方法。上面Thread的例子相当于

Thread thread = new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Anonymous class");
    }
});

也就是说，上面的lambda表达式相当于实现了这个run()方法，然后当做参数传入(个人感觉可以这么理解,lambda表达式就是一个函数，只不过它的返回值、参数列表都
由编译器帮我们推断，因此可以减少很多代码量)。

Lambda也可以这样用 :

1	Runnable runnable = () -> {...};

其实这和上面的用法没有什么本质上的区别。

至此大家应该明白什么是函数式接口以及函数式接口和lambda表达式之间的关系了。在JDK8中修改了接口的规范，
目的是为了在给接口添加新的功能时保持向前兼容(个人理解)，比如一个已经定义了的函数式接口，某天我们想给它添加新功能，那么就不能保持向前兼容了，
因为在旧的接口规范下，添加新功能必定会破坏这个函数式接口(JDK8中接口规范)

除了上面说的Runnable接口之外，JDK中已经存在了很多函数式接口
比如(当然不止这些):

1
- ```java.util.Comparator

<br>**关于JDK中的预定义的函数式接口**

- JDK在```java.util.function```下预定义了很多函数式接口
  - ```Function<T, R> {R apply(T t);}``` 接受一个T对象，然后返回一个R对象，就像普通的函数。
  - ```Consumer<T> {void accept(T t);}``` 消费者 接受一个T对象，没有返回值。
  - ```Predicate<T> {boolean test(T t);}``` 判断，接受一个T对象，返回一个布尔值。
  - ```Supplier<T> {T get();} 提供者(工厂)``` 返回一个T对象。
  - 其他的跟上面的相似，大家可以看一下function包下的具体接口。
## 4.变量作用域
```java
public class VaraibleHide {
    @FunctionalInterface
    interface IInner {
        void printInt(int x);
    }
    public static void main(String[] args) {
        int x = 20;
        IInner inner = new IInner() {
            int x = 10;
            @Override
            public void printInt(int x) {
                System.out.println(x);
            }
        };
        inner.printInt(30);
        
        inner = (s) -> {
            //Variable used in lambda expression should be final or effectively final
            //!int x = 10;
            //!x= 50; error
            System.out.print(x);
        };
        inner.printInt(30);
    }
}
输出 :
30
20

对于lambda表达式

inner

<br>lambda表达式和内部类一样，对外部自由变量捕获时，外部自由变量必须为final或者是最终变量(effectively final)的，也就是说这个变量初始化后就不能为它赋新值，
同时lambda不像内部类/匿名类，lambda表达式与外围嵌套块有着相同的作用域，因此对变量命名的有关规则对lambda同样适用。大家阅读上面的代码对这些概念应该
不难理解。
## 5.方法引用
**只需要提供方法的名字，具体的调用过程由Lambda和函数式接口来确定，这样的方法调用成为方法引用。**
<br>下面的例子会打印list中的每个元素:
```java
List<Integer> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10; ++i) {
            list.add(i);
        }
        list.forEach(System.out::println);

其中

```(para)->{System.out.println(para);}```

<br>我们看一下List#forEach方法 ```default void forEach(Consumer<? super T> action)```可以看到它的参数是一个Consumer接口，该接口是一个函数式接口
```java
@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {
    void accept(T t);

大家能发现这个函数接口的方法和

<br>我们自己定义一个方法，看看能不能像标准输出的打印函数一样被调用
```java
public class MethodReference {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10; ++i) {
            list.add(i);
        }
        list.forEach(MethodReference::myPrint);
    }

    static void myPrint(int i) {
        System.out.print(i + ", ");
    }
}

输出: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,

可以看到，我们自己定义的方法也可以当做方法引用。

到这里大家多少对方法引用有了一定的了解，我们再来说一下方法引用的形式。

方法引用
- 类名::静态方法名
- 类名::实例方法名
- 类名::new (构造方法引用)
- 实例名::实例方法名
  可以看出，方法引用是通过(方法归属名)::(方法名)来调用的。通过上面的例子已经讲解了一个类名::静态方法名的使用方法了，下面再依次介绍其余的几种
  方法引用的使用方法。

类名::实例方法名

先来看一段代码

1 2	String[] strings = new String[10]; Arrays.sort(strings, String::compareToIgnoreCase);

上面的String::compareToIgnoreCase等价于(x, y) -> {return x.compareToIgnoreCase(y);}

我们看一下Arrays#sort方法public static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c),
可以看到第二个参数是一个Comparator接口，该接口也是一个函数式接口，其中的抽象方法是int compare(T o1, T o2);，再看一下
String#compareToIgnoreCase方法,public int compareToIgnoreCase(String str)，这个方法好像和上面讲方法引用中类名::静态方法名不大一样啊，它
的参数列表和函数式接口的参数列表不一样啊，虽然它的返回值一样？

是的，确实不一样但是别忘了，String类的这个方法是个实例方法，而不是静态方法，也就是说，这个方法是需要有一个接收者的。所谓接收者就是
instance.method(x)中的instance，
它是某个类的实例，有的朋友可能已经明白了。上面函数式接口的compare(T o1, T o2)中的第一个参数作为了实例方法的接收者，而第二个参数作为了实例方法的
参数。我们再举一个自己实现的例子:

public class MethodReference {
    static Random random = new Random(47);
    public static void main(String[] args) {
        MethodReference[] methodReferences = new MethodReference[10];
        Arrays.sort(methodReferences, MethodReference::myCompare);
    }
    int myCompare(MethodReference o) {
        return random.nextInt(2) - 1;
    }
}

上面的例子可以在IDE里通过编译，大家有兴趣的可以模仿上面的例子自己写一个程序，打印出排序后的结果。

构造器引用

构造器引用仍然需要与特定的函数式接口配合使用，并不能像下面这样直接使用。IDE会提示String不是一个函数式接口

1 2	//compile error : String is not a functional interface String str = String::new;

下面是一个使用构造器引用的例子，可以看出构造器引用可以和这种工厂型的函数式接口一起使用的。

  interface IFunctional<T> {
    T func();
}

public class ConstructorReference {

    public ConstructorReference() {
    }

    public static void main(String[] args) {
        Supplier<ConstructorReference> supplier0 = () -> new ConstructorReference();
        Supplier<ConstructorReference> supplier1 = ConstructorReference::new;
        IFunctional<ConstructorReference> functional = () -> new ConstructorReference();
        IFunctional<ConstructorReference> functional1 = ConstructorReference::new;
    }
}

下面是一个JDK官方的例子

public static <T, SOURCE extends Collection<T>, DEST extends Collection<T>>
  DEST transferElements(
      SOURCE sourceCollection,
      Supplier<DEST> collectionFactory) {

      DEST result = collectionFactory.get();
      for (T t : sourceCollection) {
          result.add(t);
      }
      return result;
  }
  
  ...
  
  Set<Person> rosterSet = transferElements(
          roster, HashSet::new);

实例::实例方法

其实开始那个例子就是一个实例::实例方法的引用

List<Integer> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10; ++i) {
            list.add(i);
        }
        list.forEach(System.out::println);

其中System.out就是一个实例，println是一个实例方法。相信不用再给大家做解释了。

总结

Lambda表达式是JDK8引入Java的函数式编程语法，使用Lambda需要直接或者间接的与函数式接口配合，在开发中使用Lambda可以减少代码量，
但是并不是说必须要使用Lambda(虽然它是一个很酷的东西)。有些情况下使用Lambda会使代码的可读性急剧下降，并且也节省不了多少代码，
所以在实际开发中还是需要仔细斟酌是否要使用Lambda。和Lambda相似的还有JDK10中加入的var类型推断，同样对于这个特性需要斟酌使用。

通过反射获得方法的参数信息

发表于 2016-11-15 更新于 2021-08-09 分类于 lang Valine：
本文字数： 2.8k 阅读时长 ≈ 3 分钟

JDK8之前 .class文件是不会存储方法参数信息的，因此也就无法通过反射获取该信息(想想反射获取类信息的入口是什么？当然就是Class类了)。即是是在JDK11里
也不会默认生成这些信息，可以通过在javac加上-parameters参数来让javac生成这些信息(javac就是java编译器，可以把java文件编译成.class文件)。生成额外
的信息(运行时非必须信息)会消耗内存并且有可能公布敏感信息(某些方法参数比如password，JDK文档里这么说的)，并且确实很多信息javac并不会为我们生成，比如
LocalVariableTable，javac就不会默认生成，需要你加上 -g:vars来强制让编译器生成，同样的，方法参数信息也需要加上
-parameters来让javac为你在.class文件中生成这些信息，否则运行时反射是无法获取到这些信息的。在讲解Java语言层面的方法之前，先看一下javac加上该
参数和不加生成的信息有什么区别(不感兴趣想直接看运行代码的可以跳过这段)。下面是随便写的一个类。

public class ByteCodeParameters {
    public String simpleMethod(String canUGetMyName, Object yesICan) {
        return "9527";
    }
}

先来不加参数编译和反编译一下这个类javac ByteCodeParameters.java , javap -v ByteCodeParameters:

//只截取了部分信息
public java.lang.String simpleMethod(java.lang.String, java.lang.Object);
  descriptor: (Ljava/lang/String;Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String;
  flags: (0x0001) ACC_PUBLIC
  Code:
    stack=1, locals=3, args_size=3
       0: ldc           #2                  // String 9527
       2: areturn
    LineNumberTable:
      line 5: 0
//这个方法的描述到这里就结束了

接下来我们加上参数javac -parameters ByteCodeParameters.java 再来看反编译的信息:

public java.lang.String simpleMethod(java.lang.String, java.lang.Object);
   descriptor: (Ljava/lang/String;Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String;
   flags: (0x0001) ACC_PUBLIC
   Code:
     stack=1, locals=3, args_size=3
        0: ldc           #2                  // String 9527
        2: areturn
     LineNumberTable:
       line 8: 0
   MethodParameters:
     Name                           Flags
     canUGetMyName
     yesICan

可以看到.class文件里多了一个MethodParameters信息，这就是参数的名字，可以看到默认是不保存的。

下面看一下在Intelj Idea里运行的这个例子，我们试一下通过反射获取方法名 :

public class ByteCodeParameters {
    public String simpleMethod(String canUGetMyName, Object yesICan) {
        return "9527";
    }

    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
        Class<?> clazz = ByteCodeParameters.class;
        Method simple = clazz.getDeclaredMethod("simpleMethod", String.class, Object.class);
        Parameter[] parameters = simple.getParameters();
        for (Parameter p : parameters) {
            System.out.println(p.getName());
        }
    }
}
输出 :
arg0
arg1

？？？说好的方法名呢？？？？别急，哈哈。前面说了，默认是不生成参数名信息的，因此我们需要做一些配置，我们找到IDEA的settings里的Java Compiler选项，在
Additional command line parameters:一行加上-parameters(Eclipse 也是找到Java Compiler选中Stoer information about method parameters)，或者自
己编译一个.class文件放在IDEA的out下，然后再来运行 :

1
2
3

输出 :
canUGetMyName
yesICan

这样我们就通过反射获取到参数信息了。想要了解更多的同学可以自己研究一下 [官方文档]
(https://docs.oracle.com/javase/tutorial/reflect/member/methodparameterreflection.html)

总结与补充

在JDK8之后，可以通过-parameters参数来让编译器生成参数信息然后在运行时通过反射获取方法参数信息，其实在SpringFramework
里面也有一个LocalVariableTableParameterNameDiscoverer对象可以获取方法参数名信息，有兴趣的同学可以自行百度(这个类在打印日志时可能会比较有用吧，个人感觉)。

Java 8 Tutoria

发表于 2016-10-12 更新于 2021-08-09 分类于 lang Valine：
本文字数： 23k 阅读时长 ≈ 21 分钟

随着 Java 8 的普及度越来越高，很多人都提到面试中关于Java 8 也是非常常问的知识点。应各位要求和需要，我打算对这部分知识做一个总结。本来准备自己总结的，后面看到Github 上有一个相关的仓库，地址：
https://github.com/winterbe/java8-tutorial。这个仓库是英文的，我对其进行了翻译并添加和修改了部分内容，下面是正文了。

Java 8 Tutorial

Java 8 Tutorial

欢迎阅读我对Java 8的介绍。本教程将逐步指导您完成所有新语言功能。在简短的代码示例的基础上，您将学习如何使用默认接口方法，lambda表达式，方法引用和可重复注释。在本文的最后，您将熟悉最新的 API 更改，如流，函数式接口(Functional Interfaces)，Map 类的扩展和新的 Date API。没有大段枯燥的文字，只有一堆注释的代码片段。

接口的默认方法(Default Methods for Interfaces)

Java 8使我们能够通过使用 default 关键字向接口添加非抽象方法实现。此功能也称为虚拟扩展方法。

第一个例子：

interface Formula{

    double calculate(int a);

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

}

Formula 接口中除了抽象方法计算接口公式还定义了默认方法 sqrt。实现该接口的类只需要实现抽象方法 calculate。默认方法sqrt 可以直接使用。当然你也可以直接通过接口创建对象，然后实现接口中的默认方法就可以了，我们通过代码演示一下这种方式。

public class Main {

  public static void main(String[] args) {
    // TODO 通过匿名内部类方式访问接口
    Formula formula = new Formula() {
        @Override
        public double calculate(int a) {
            return sqrt(a * 100);
        }
    };

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

  }

}

formula 是作为匿名对象实现的。该代码非常容易理解，6行代码实现了计算 sqrt(a * 100)。在下一节中，我们将会看到在 Java 8 中实现单个方法对象有一种更好更方便的方法。

译者注： 不管是抽象类还是接口，都可以通过匿名内部类的方式访问。不能通过抽象类或者接口直接创建对象。对于上面通过匿名内部类方式访问接口，我们可以这样理解：一个内部类实现了接口里的抽象方法并且返回一个内部类对象，之后我们让接口的引用来指向这个对象。

Lambda表达式(Lambda expressions)

首先看看在老版本的Java中是如何排列字符串的：

List<String> names = Arrays.asList("peter", "anna", "mike", "xenia");

Collections.sort(names, new Comparator<String>() {
    @Override
    public int compare(String a, String b) {
        return b.compareTo(a);
    }
});

只需要给静态方法Collections.sort 传入一个 List 对象以及一个比较器来按指定顺序排列。通常做法都是创建一个匿名的比较器对象然后将其传递给 sort 方法。

在Java 8 中你就没必要使用这种传统的匿名对象的方式了，Java 8提供了更简洁的语法，lambda表达式：

1
2
3

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

可以看出，代码变得更段且更具有可读性，但是实际上还可以写得更短：

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

对于函数体只有一行代码的，你可以去掉大括号{}以及return关键字，但是你还可以写得更短点：

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

List 类本身就有一个 sort 方法。并且Java编译器可以自动推导出参数类型，所以你可以不用再写一次类型。接下来我们看看lambda表达式还有什么其他用法。

函数式接口(Functional Interfaces)

译者注： 原文对这部分解释不太清楚，故做了修改！

Java 语言设计者们投入了大量精力来思考如何使现有的函数友好地支持Lambda。最终采取的方法是：增加函数式接口的概念。“函数式接口”是指仅仅只包含一个抽象方法,但是可以有多个非抽象方法(也就是上面提到的默认方法)的接口。 像这样的接口，可以被隐式转换为lambda表达式。java.lang.Runnable 与 java.util.concurrent.Callable 是函数式接口最典型的两个例子。Java 8增加了一种特殊的注解@FunctionalInterface,但是这个注解通常不是必须的(某些情况建议使用)，只要接口只包含一个抽象方法，虚拟机会自动判断该接口为函数式接口。一般建议在接口上使用@FunctionalInterface 注解进行声明，这样的话，编译器如果发现你标注了这个注解的接口有多于一个抽象方法的时候会报错的，如下图所示

@FunctionalInterface 注解

示例：

@FunctionalInterface
public interface Converter<F, T> {
  T convert(F from);
}

// TODO 将数字字符串转换为整数类型
Converter<String, Integer> converter = (from) -> Integer.valueOf(from);
Integer converted = converter.convert("123");
System.out.println(converted.getClass()); //class java.lang.Integer

译者注： 大部分函数式接口都不用我们自己写，Java8都给我们实现好了，这些接口都在java.util.function包里。

方法和构造函数引用(Method and Constructor References)

前一节中的代码还可以通过静态方法引用来表示：

1
2
3

Converter<String, Integer> converter = Integer::valueOf;
Integer converted = converter.convert("123");
System.out.println(converted.getClass());   //class java.lang.Integer

Java 8允许您通过::关键字传递方法或构造函数的引用。上面的示例显示了如何引用静态方法。但我们也可以引用对象方法：

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

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

接下来看看构造函数是如何使用::关键字来引用的，首先我们定义一个包含多个构造函数的简单类：

class Person {
    String firstName;
    String lastName;

    Person() {}

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

接下来我们指定一个用来创建Person对象的对象工厂接口：

1
2
3

interface PersonFactory<P extends Person> {
    P create(String firstName, String lastName);
}

这里我们使用构造函数引用来将他们关联起来，而不是手动实现一个完整的工厂：

1 2	PersonFactory<Person> personFactory = Person::new; Person person = personFactory.create("Peter", "Parker");

我们只需要使用 Person::new 来获取Person类构造函数的引用，Java编译器会自动根据PersonFactory.create方法的参数类型来选择合适的构造函数。

Lamda 表达式作用域(Lambda Scopes)

访问局部变量

我们可以直接在 lambda 表达式中访问外部的局部变量：

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

stringConverter.convert(2);     // 3

但是和匿名对象不同的是，这里的变量num可以不用声明为final，该代码同样正确：

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

stringConverter.convert(2);     // 3

不过这里的 num 必须不可被后面的代码修改（即隐性的具有final的语义），例如下面的就无法编译：

int num = 1;
Converter<Integer, String> stringConverter =
        (from) -> String.valueOf(from + num);
num = 3;//在lambda表达式中试图修改num同样是不允许的。

访问字段和静态变量

与局部变量相比，我们对lambda表达式中的实例字段和静态变量都有读写访问权限。该行为和匿名对象是一致的。

class Lambda4 {
    static int outerStaticNum;
    int outerNum;

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

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

访问默认接口方法

还记得第一节中的 formula 示例吗？ Formula 接口定义了一个默认方法sqrt，可以从包含匿名对象的每个 formula 实例访问该方法。这不适用于lambda表达式。

无法从 lambda 表达式中访问默认方法,故以下代码无法编译：

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

内置函数式接口(Built-in Functional Interfaces)

JDK 1.8 API包含许多内置函数式接口。其中一些借口在老版本的 Java 中是比较常见的比如： Comparator 或Runnable，这些接口都增加了@FunctionalInterface注解以便能用在 lambda 表达式上。

但是 Java 8 API 同样还提供了很多全新的函数式接口来让你的编程工作更加方便，有一些接口是来自 Google Guava 库里的，即便你对这些很熟悉了，还是有必要看看这些是如何扩展到lambda上使用的。

Predicates

Predicate 接口是只有一个参数的返回布尔类型值的 断言型 接口。该接口包含多种默认方法来将 Predicate 组合成其他复杂的逻辑（比如：与，或，非）：

译者注： Predicate 接口源码如下

package java.util.function;
import java.util.Objects;

@FunctionalInterface
public interface Predicate<T> {
    
    // 该方法是接受一个传入类型,返回一个布尔值.此方法应用于判断.
    boolean test(T t);

    //and方法与关系型运算符"&&"相似，两边都成立才返回true
    default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) {
        Objects.requireNonNull(other);
        return (t) -> test(t) && other.test(t);
    }
    // 与关系运算符"!"相似，对判断进行取反
    default Predicate<T> negate() {
        return (t) -> !test(t);
    }
    //or方法与关系型运算符"||"相似，两边只要有一个成立就返回true
    default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other) {
        Objects.requireNonNull(other);
        return (t) -> test(t) || other.test(t);
    }
   // 该方法接收一个Object对象,返回一个Predicate类型.此方法用于判断第一个test的方法与第二个test方法相同(equal).
    static <T> Predicate<T> isEqual(Object targetRef) {
        return (null == targetRef)
                ? Objects::isNull
                : object -> targetRef.equals(object);
    }

示例：

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

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

Predicate<Boolean> nonNull = Objects::nonNull;
Predicate<Boolean> isNull = Objects::isNull;

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

Functions

Function 接口接受一个参数并生成结果。默认方法可用于将多个函数链接在一起（compose, andThen）：

译者注： Function 接口源码如下


package java.util.function;
 
import java.util.Objects;
 
@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {
    
    //将Function对象应用到输入的参数上，然后返回计算结果。
    R apply(T t);
    //将两个Function整合，并返回一个能够执行两个Function对象功能的Function对象。
    default <V> Function<V, R> compose(Function<? super V, ? extends T> before) {
        Objects.requireNonNull(before);
        return (V v) -> apply(before.apply(v));
    }
    // 
    default <V> Function<T, V> andThen(Function<? super R, ? extends V> after) {
        Objects.requireNonNull(after);
        return (T t) -> after.apply(apply(t));
    }
 
    static <T> Function<T, T> identity() {
        return t -> t;
    }
}

1
2
3

Function<String, Integer> toInteger = Integer::valueOf;
Function<String, String> backToString = toInteger.andThen(String::valueOf);
backToString.apply("123");     // "123"

Suppliers

Supplier 接口产生给定泛型类型的结果。与 Function 接口不同，Supplier 接口不接受参数。

1 2	Supplier<Person> personSupplier = Person::new; personSupplier.get(); // new Person

Consumers

Consumer 接口表示要对单个输入参数执行的操作。

1 2	Consumer<Person> greeter = (p) -> System.out.println("Hello, " + p.firstName); greeter.accept(new Person("Luke", "Skywalker"));

Comparators

Comparator 是老Java中的经典接口， Java 8在此之上添加了多种默认方法：

Comparator<Person> 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

Optionals不是函数式接口，而是用于防止 NullPointerException 的漂亮工具。这是下一节的一个重要概念，让我们快速了解一下Optionals的工作原理。

Optional 是一个简单的容器，其值可能是null或者不是null。在Java 8之前一般某个函数应该返回非空对象但是有时却什么也没有返回，而在Java 8中，你应该返回 Optional 而不是 null。

译者注：示例中每个方法的作用已经添加。

//of（）：为非null的值创建一个Optional
Optional<String> optional = Optional.of("bam");
// isPresent（）： 如果值存在返回true，否则返回false
optional.isPresent();           // true
//get()：如果Optional有值则将其返回，否则抛出NoSuchElementException
optional.get();                 // "bam"
//orElse（）：如果有值则将其返回，否则返回指定的其它值
optional.orElse("fallback");    // "bam"
//ifPresent（）：如果Optional实例有值则为其调用consumer，否则不做处理
optional.ifPresent((s) -> System.out.println(s.charAt(0)));     // "b"

推荐阅读：[Java8]如何正确使用Optional

Streams(流)

java.util.Stream 表示能应用在一组元素上一次执行的操作序列。Stream 操作分为中间操作或者最终操作两种，最终操作返回一特定类型的计算结果，而中间操作返回Stream本身，这样你就可以将多个操作依次串起来。Stream 的创建需要指定一个数据源，比如java.util.Collection 的子类，List 或者 Set， Map 不支持。Stream 的操作可以串行执行或者并行执行。

首先看看Stream是怎么用，首先创建实例代码的用到的数据List：

List<String> stringCollection = new ArrayList<>();
stringCollection.add("ddd2");
stringCollection.add("aaa2");
stringCollection.add("bbb1");
stringCollection.add("aaa1");
stringCollection.add("bbb3");
stringCollection.add("ccc");
stringCollection.add("bbb2");
stringCollection.add("ddd1");

Java 8扩展了集合类，可以通过 Collection.stream() 或者 Collection.parallelStream() 来创建一个Stream。下面几节将详细解释常用的Stream操作：

Filter(过滤)

过滤通过一个predicate接口来过滤并只保留符合条件的元素，该操作属于中间操作，所以我们可以在过滤后的结果来应用其他Stream操作（比如forEach）。forEach需要一个函数来对过滤后的元素依次执行。forEach是一个最终操作，所以我们不能在forEach之后来执行其他Stream操作。

// 测试 Filter(过滤)
stringList
        .stream()
        .filter((s) -> s.startsWith("a"))
        .forEach(System.out::println);//aaa2 aaa1

forEach 是为 Lambda 而设计的，保持了最紧凑的风格。而且 Lambda 表达式本身是可以重用的，非常方便。

Sorted(排序)

排序是一个 中间操作，返回的是排序好后的 Stream。如果你不指定一个自定义的 Comparator 则会使用默认排序。

// 测试 Sort (排序)
stringList
        .stream()
        .sorted()
        .filter((s) -> s.startsWith("a"))
        .forEach(System.out::println);// aaa1 aaa2

需要注意的是，排序只创建了一个排列好后的Stream，而不会影响原有的数据源，排序之后原数据stringCollection是不会被修改的：

1	System.out.println(stringList);// ddd2, aaa2, bbb1, aaa1, bbb3, ccc, bbb2, ddd1

Map(映射)

中间操作 map 会将元素根据指定的 Function 接口来依次将元素转成另外的对象。

下面的示例展示了将字符串转换为大写字符串。你也可以通过map来讲对象转换成其他类型，map返回的Stream类型是根据你map传递进去的函数的返回值决定的。

// 测试 Map 操作
stringList
        .stream()
        .map(String::toUpperCase)
        .sorted((a, b) -> b.compareTo(a))
        .forEach(System.out::println);// "DDD2", "DDD1", "CCC", "BBB3", "BBB2", "AAA2", "AAA1"

Match(匹配)

Stream提供了多种匹配操作，允许检测指定的Predicate是否匹配整个Stream。所有的匹配操作都是 最终操作 ，并返回一个 boolean 类型的值。

// 测试 Match (匹配)操作
boolean anyStartsWithA =
        stringList
                .stream()
                .anyMatch((s) -> s.startsWith("a"));
System.out.println(anyStartsWithA);      // true

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

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

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

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

Count(计数)

计数是一个 最终操作，返回Stream中元素的个数，返回值类型是 long。

//测试 Count (计数)操作
  long startsWithB =
          stringList
                  .stream()
                  .filter((s) -> s.startsWith("b"))
                  .count();
  System.out.println(startsWithB);    // 3

Reduce(规约)

这是一个 最终操作 ，允许通过指定的函数来讲stream中的多个元素规约为一个元素，规约后的结果是通过Optional 接口表示的：

//测试 Reduce (规约)操作
Optional<String> reduced =
        stringList
                .stream()
                .sorted()
                .reduce((s1, s2) -> s1 + "#" + s2);

reduced.ifPresent(System.out::println);//aaa1#aaa2#bbb1#bbb2#bbb3#ccc#ddd1#ddd2

译者注： 这个方法的主要作用是把 Stream 元素组合起来。它提供一个起始值（种子），然后依照运算规则（BinaryOperator），和前面 Stream 的第一个、第二个、第 n 个元素组合。从这个意义上说，字符串拼接、数值的 sum、min、max、average 都是特殊的 reduce。例如 Stream 的 sum 就相当于Integer sum = integers.reduce(0, (a, b) -> a+b);也有没有起始值的情况，这时会把 Stream 的前面两个元素组合起来，返回的是 Optional。

// 字符串连接，concat = "ABCD"
String concat = Stream.of("A", "B", "C", "D").reduce("", String::concat); 
// 求最小值，minValue = -3.0
double minValue = Stream.of(-1.5, 1.0, -3.0, -2.0).reduce(Double.MAX_VALUE, Double::min); 
// 求和，sumValue = 10, 有起始值
int sumValue = Stream.of(1, 2, 3, 4).reduce(0, Integer::sum);
// 求和，sumValue = 10, 无起始值
sumValue = Stream.of(1, 2, 3, 4).reduce(Integer::sum).get();
// 过滤，字符串连接，concat = "ace"
concat = Stream.of("a", "B", "c", "D", "e", "F").
 filter(x -> x.compareTo("Z") > 0).
 reduce("", String::concat);

上面代码例如第一个示例的 reduce()，第一个参数（空白字符）即为起始值，第二个参数（String::concat）为 BinaryOperator。这类有起始值的 reduce() 都返回具体的对象。而对于第四个示例没有起始值的 reduce()，由于可能没有足够的元素，返回的是 Optional，请留意这个区别。更多内容查看： IBM：Java 8 中的 Streams API 详解

Parallel Streams(并行流)

前面提到过Stream有串行和并行两种，串行Stream上的操作是在一个线程中依次完成，而并行Stream则是在多个线程上同时执行。

下面的例子展示了是如何通过并行Stream来提升性能：

首先我们创建一个没有重复元素的大表：

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

我们分别用串行和并行两种方式对其进行排序，最后看看所用时间的对比。

Sequential Sort(串行排序)

//串行排序
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));

1 2	1000000 sequential sort took: 709 ms//串行排序所用的时间

Parallel Sort(并行排序)

//并行排序
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));

1 2	1000000 parallel sort took: 475 ms//串行排序所用的时间

上面两个代码几乎是一样的，但是并行版的快了 50% 左右，唯一需要做的改动就是将 stream() 改为parallelStream()。

Maps

前面提到过，Map 类型不支持 streams，不过Map提供了一些新的有用的方法来处理一些日常任务。Map接口本身没有可用的 stream（）方法，但是你可以在键，值上创建专门的流或者通过 map.keySet().stream(),map.values().stream()和map.entrySet().stream()。

此外,Maps 支持各种新的和有用的方法来执行常见任务。

Map<Integer, String> map = new HashMap<>();

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

map.forEach((id, val) -> System.out.println(val));//val0 val1 val2 val3 val4 val5 val6 val7 val8 val9

putIfAbsent 阻止我们在null检查时写入额外的代码;forEach接受一个 consumer 来对 map 中的每个元素操作。

此示例显示如何使用函数在 map 上计算代码：

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

接下来展示如何在Map里删除一个键值全都匹配的项：

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

另外一个有用的方法：

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

对Map的元素做合并也变得很容易了：

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

Merge 做的事情是如果键名不存在则插入，否则则对原键对应的值做合并操作并重新插入到map中。

Date API(日期相关API)

Java 8在 java.time 包下包含一个全新的日期和时间API。新的Date API与Joda-Time库相似，但它们不一样。以下示例涵盖了此新 API 的最重要部分。译者对这部分内容参考相关书籍做了大部分修改。

译者注(总结)：

Clock 类提供了访问当前日期和时间的方法，Clock 是时区敏感的，可以用来取代 System.currentTimeMillis() 来获取当前的微秒数。某一个特定的时间点也可以使用 Instant 类来表示，Instant 类也可以用来创建旧版本的java.util.Date 对象。
在新API中时区使用 ZoneId 来表示。时区可以很方便的使用静态方法of来获取到。抽象类ZoneId（在java.time包中）表示一个区域标识符。它有一个名为getAvailableZoneIds的静态方法，它返回所有区域标识符。
jdk1.8中新增了 LocalDate 与 LocalDateTime等类来解决日期处理方法，同时引入了一个新的类DateTimeFormatter 来解决日期格式化问题。可以使用Instant代替 Date，LocalDateTime代替 Calendar，DateTimeFormatter 代替 SimpleDateFormat。

Clock

Clock 类提供了访问当前日期和时间的方法，Clock 是时区敏感的，可以用来取代 System.currentTimeMillis() 来获取当前的微秒数。某一个特定的时间点也可以使用 Instant 类来表示，Instant 类也可以用来创建旧版本的java.util.Date 对象。

Clock clock = Clock.systemDefaultZone();
long millis = clock.millis();
System.out.println(millis);//1552379579043
Instant instant = clock.instant();
System.out.println(instant);
Date legacyDate = Date.from(instant); //2019-03-12T08:46:42.588Z
System.out.println(legacyDate);//Tue Mar 12 16:32:59 CST 2019

Timezones(时区)

在新API中时区使用 ZoneId 来表示。时区可以很方便的使用静态方法of来获取到。抽象类ZoneId（在java.time包中）表示一个区域标识符。它有一个名为getAvailableZoneIds的静态方法，它返回所有区域标识符。

//输出所有区域标识符
System.out.println(ZoneId.getAvailableZoneIds());

ZoneId zone1 = ZoneId.of("Europe/Berlin");
ZoneId zone2 = ZoneId.of("Brazil/East");
System.out.println(zone1.getRules());// ZoneRules[currentStandardOffset=+01:00]
System.out.println(zone2.getRules());// ZoneRules[currentStandardOffset=-03:00]

LocalTime(本地时间)

LocalTime 定义了一个没有时区信息的时间，例如晚上10点或者 17:30:15。下面的例子使用前面代码创建的时区创建了两个本地时间。之后比较时间并以小时和分钟为单位计算两个时间的时间差：

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 提供了多种工厂方法来简化对象的创建，包括解析时间字符串.

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(本地日期)

LocalDate 表示了一个确切的日期，比如 2014-03-11。该对象值是不可变的，用起来和LocalTime基本一致。下面的例子展示了如何给Date对象加减天/月/年。另外要注意的是这些对象是不可变的，操作返回的总是一个新实例。

LocalDate today = LocalDate.now();//获取现在的日期
System.out.println("今天的日期: "+today);//2019-03-12
LocalDate tomorrow = today.plus(1, ChronoUnit.DAYS);
System.out.println("明天的日期: "+tomorrow);//2019-03-13
LocalDate yesterday = tomorrow.minusDays(2);
System.out.println("昨天的日期: "+yesterday);//2019-03-11
LocalDate independenceDay = LocalDate.of(2019, Month.MARCH, 12);
DayOfWeek dayOfWeek = independenceDay.getDayOfWeek();
System.out.println("今天是周几:"+dayOfWeek);//TUESDAY

从字符串解析一个 LocalDate 类型和解析 LocalTime 一样简单,下面是使用 DateTimeFormatter 解析字符串的例子：

String str1 = "2014==04==12 01时06分09秒";
    // 根据需要解析的日期、时间字符串定义解析所用的格式器
    DateTimeFormatter fomatter1 = DateTimeFormatter
            .ofPattern("yyyy==MM==dd HH时mm分ss秒");

    LocalDateTime dt1 = LocalDateTime.parse(str1, fomatter1);
    System.out.println(dt1); // 输出 2014-04-12T01:06:09

    String str2 = "2014$$$四月$$$13 20小时";
    DateTimeFormatter fomatter2 = DateTimeFormatter
            .ofPattern("yyy$$$MMM$$$dd HH小时");
    LocalDateTime dt2 = LocalDateTime.parse(str2, fomatter2);
    System.out.println(dt2); // 输出 2014-04-13T20:00

再来看一个使用 DateTimeFormatter 格式化日期的示例

LocalDateTime rightNow=LocalDateTime.now();
String date=DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE_TIME.format(rightNow);
System.out.println(date);//2019-03-12T16:26:48.29
DateTimeFormatter formatter=DateTimeFormatter.ofPattern("YYYY-MM-dd HH:mm:ss");
System.out.println(formatter.format(rightNow));//2019-03-12 16:26:48

LocalDateTime(本地日期时间)

LocalDateTime 同时表示了时间和日期，相当于前两节内容合并到一个对象上了。LocalDateTime 和 LocalTime还有 LocalDate 一样，都是不可变的。LocalDateTime 提供了一些能访问具体字段的方法。

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

只要附加上时区信息，就可以将其转换为一个时间点Instant对象，Instant时间点对象可以很容易的转换为老式的java.util.Date。

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

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

格式化LocalDateTime和格式化时间和日期一样的，除了使用预定义好的格式外，我们也可以自己定义格式：

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

和java.text.NumberFormat不一样的是新版的DateTimeFormatter是不可变的，所以它是线程安全的。
关于时间日期格式的详细信息在这里。

Annotations(注解)

在Java 8中支持多重注解了，先看个例子来理解一下是什么意思。
首先定义一个包装类Hints注解用来放置一组具体的Hint注解：

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

Java 8允许我们把同一个类型的注解使用多次，只需要给该注解标注一下@Repeatable即可。

例 1: 使用包装类当容器来存多个注解（老方法）

1 2	@Hints({@Hint("hint1"), @Hint("hint2")}) class Person {}

例 2：使用多重注解（新方法）

1
2
3

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

第二个例子里java编译器会隐性的帮你定义好@Hints注解，了解这一点有助于你用反射来获取这些信息：

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

即便我们没有在 Person类上定义 @Hints注解，我们还是可以通过 getAnnotation(Hints.class)来获取 @Hints注解，更加方便的方法是使用 getAnnotationsByType 可以直接获取到所有的@Hint注解。
另外Java 8的注解还增加到两种新的target上了：

1 2	@Target({ElementType.TYPE_PARAMETER, ElementType.TYPE_USE}) @interface MyAnnotation {}

Whete to go from here?

关于Java 8的新特性就写到这了，肯定还有更多的特性等待发掘。JDK 1.8里还有很多很有用的东西，比如Arrays.parallelSort, StampedLock和CompletableFuture等等。

Frank

优秀是一种习惯

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