JAVA8의 상위 10가지 새로운 기능에 대한 자세한 설명

“Java는 아직 죽지 않았으며 사람들은 그것을 알아내기 시작했습니다.”

이 튜토리얼에서는 간단한 주석이 달린 코드를 사용하여 새로운 기능을 설명하므로 큰 텍스트 블록은 볼 수 없습니다.

1. 인터페이스의 기본 메소드

Java 8에서는 기본 키워드를 사용하여 인터페이스에 비추상 메소드 구현을 추가할 수 있습니다. 예는 다음과 같습니다. ：

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

Formula 인터페이스는 계산 메소드 외에 sqrt 메소드도 정의합니다. Formula 인터페이스를 구현하는 하위 클래스는 계산 메소드만 구현하면 됩니다. 서브클래스.

Formula formula = new Formula() {
    @Override
    public double calculate(int a) {
        return sqrt(a * 100);
    }
};
formula.calculate(100);     // 100.0
formula.sqrt(16);           // 4.0

기사의 공식은 익명 클래스의 인스턴스로 구현되었습니다. 코드는 6줄의 코드로 구현되어 매우 이해하기 쉽습니다. 다음 섹션에서는 단일 메서드 인터페이스를 구현하는 더 간단한 방법을 살펴보겠습니다.

번역가의 메모: Java에는 단일 상속만 있습니다. 클래스에 새로운 특성을 부여하려는 경우 일반적으로 C++에서 다중 상속이 지원되므로 하위 클래스가 여러 부모를 가질 수 있습니다. 클래스의 인터페이스와 기능. 다른 언어에서는 클래스에 재사용 가능한 다른 코드를 동시에 허용하는 방법을 믹스인(mixin)이라고 합니다. 새로운 Java 8의 이 기능은 컴파일러 구현의 관점에서 Scala 특성에 더 가깝습니다. C#에는 확장 메소드라는 개념이 있는데, 이는 기존 유형에 대한 확장 메소드를 허용합니다. 이는 Java 8과 의미상 다릅니다.

2. 람다 표현식

먼저, 이전 버전의 Java에서 문자열이 어떻게 배열되는지 살펴보겠습니다.

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);
    }
});

정적 메서드 컬렉션만 전달하면 됩니다. .sort 지정된 순서로 항목을 정렬하기 위한 List 객체 및 비교기입니다. 일반적인 접근 방식은 익명 비교기 개체를 생성하여 정렬 메서드에 전달하는 것입니다.

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

코드 한 줄만 있는 함수 본문의 경우 중괄호 {}와 return 키워드를 제거할 수 있지만 더 짧게 작성할 수도 있습니다.

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

Java 컴파일러는 매개변수 유형을 자동으로 추론할 수 있으므로 유형을 다시 작성할 필요가 없습니다. 다음으로, 람다 표현식이 더 편리하게 만들 수 있는 것이 무엇인지 살펴보겠습니다.

3. 기능적 인터페이스

자바 유형 시스템에서 람다 표현식은 어떻게 표현되나요? 각 람다 식은 유형(일반적으로 인터페이스 유형)에 해당합니다. "기능적 인터페이스"는 하나의 추상 메소드만 포함하는 인터페이스를 나타냅니다. 이 유형의 모든 람다 표현식은 이 추상 메소드와 일치합니다. 기본 메서드는 추상 메서드로 간주되지 않으므로 기능 인터페이스에 기본 메서드를 추가할 수도 있습니다.

인터페이스가 이 요구 사항을 충족하는지 확인하려면 @FunctionalInterface 주석만 추가하면 됩니다. 컴파일러는 이 주석으로 주석을 추가한 인터페이스에 둘 이상의 추상 메서드가 있음을 발견하면 오류를 보고합니다.

예제는 다음과 같습니다.

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

@FunctionalInterface를 지정하지 않은 경우에도 위 코드가 맞는다는 점에 유의하시기 바랍니다.

번역자 참고 사항: 람다 표현식을 단일 메서드 인터페이스에 매핑 이 접근 방식은 Rhino JavaScript 인터프리터와 같은 Java 8 이전의 다른 언어에서 구현되었습니다. 함수 매개변수는 단일 메서드 인터페이스를 받고 이를 함수에 전달하면 Rhino 인터프리터는 자동으로 단일 인터페이스 인스턴스에서 함수에 대한 어댑터를 생성합니다. 두 번째 매개변수는 다음과 같습니다. addEventListener는 EventListener입니다.

4. 메소드 및 생성자 참조

이전 섹션의 코드는 정적 메소드 참조로 표시될 수도 있습니다.

@FunctionalInterface
interface Converter<F, T> {
    T convert(F from);
}
Converter<String, Integer> converter = (from) -> Integer.valueOf(from);
Integer converted = converter.convert("123");
System.out.println(converted);    // 123

Java 8에서는 :: 키워드를 사용할 수 있습니다. 메서드 또는 생성자 참조를 전달하기 위해 위 코드는 개체의 메서드를 참조하는 방법을 보여줍니다.

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

다음으로 먼저 :: 키워드를 사용하여 생성자를 참조하는 방법을 살펴보겠습니다. 여러 생성자를 포함하는 간단한 클래스를 정의합니다.

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

다음으로 Person 개체를 만드는 데 사용되는 개체 팩토리 인터페이스를 지정합니다.

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

여기서는 전체 팩토리를 구현하는 대신 생성자 참조를 사용하여 연결합니다. :

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

Person 클래스 생성자에 대한 참조를 얻으려면 Person::new만 사용하면 되며, Java 컴파일러는 자동으로 PersonFactory.create 메서드의 서명을 따라 적절한 생성자를 선택합니다.

5. 람다 범위

람다 식에서 외부 범위에 액세스하는 방법은 이전 버전의 익명 객체와 매우 유사합니다. final로 표시된 외부 지역 변수나 인스턴스 필드 및 정적 변수에 직접 액세스할 수 있습니다.

6. 지역 변수에 액세스

람다 식에서 외부 지역 변수에 직접 액세스할 수 있습니다.

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

그러나 익명 개체와 달리 여기서 변수는 num이 될 필요가 없습니다. final로 선언된 경우 코드도 정확합니다.

final int num = 1;
Converter<Integer, String> stringConverter =
        (from) -> String.valueOf(from + num);
stringConverter.convert(2);     // 3

그러나 여기의 num은 후속 코드에서 수정되어서는 안 됩니다(즉, 암시적인 최종 의미 체계가 있음).

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。

七、访问对象字段与静态变量

和本地变量不同的是，lambda内部对于实例的字段以及静态变量是即可读又可写。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);
        };
    }
}

八、访问接口的默认方法

还记得第一节中的formula例子么，接口Formula定义了一个默认方法sqrt可以直接被formula的实例包括匿名对象访问到，但是在lambda表达式中这个是不行的。
Lambda表达式中是无法访问到默认方法的，以下代码将无法编译：

Formula formula = (a) -> sqrt( a * 100);
Built-in Functional Interfaces

JDK 1.8 API包含了很多内建的函数式接口，在老Java中常用到的比如Comparator或者Runnable接口，这些接口都增加了@FunctionalInterface注解以便能用在lambda上。
Java 8 API同样还提供了很多全新的函数式接口来让工作更加方便，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。

Predicate接口

Predicate 接口只有一个参数，返回boolean类型。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）：

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();

Function 接口

Function 接口有一个参数并且返回一个结果，并附带了一些可以和其他函数组合的默认方法（compose, andThen）：

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

Supplier 接口

Supplier 接口返回一个任意范型的值，和Function接口不同的是该接口没有任何参数

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

Consumer 接口

Consumer 接口表示执行在单个参数上的操作。

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

Comparator 接口

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

Optional 接口

Optional 不是函数是接口，这是个用来防止NullPointerException异常的辅助类型，这是下一届中将要用到的重要概念，现在先简单的看看这个接口能干什么：

Optional 被定义为一个简单的容器，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偶尔却可能返回了null，而在Java 8中，不推荐你返回null而是返回Optional。

Optional<String> optional = Optional.of("bam");
optional.isPresent();           // true
optional.get();                 // "bam"
optional.orElse("fallback");    // "bam"
optional.ifPresent((s) -> System.out.println(s.charAt(0)));     // "b"

Stream 接口

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。

stringCollection
    .stream()
    .filter((s) -> s.startsWith("a"))
    .forEach(System.out::println);
// "aaa2", "aaa1"

Sort 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。

stringCollection
    .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：

System.out.println(stringCollection);
// 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。

stringCollection
    .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。

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 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。

long startsWithB = 
    stringCollection
        .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，规越后的结果是通过Optional接口表示的：

Optional<String> reduced =
    stringCollection
        .stream()
        .sorted()
        .reduce((s1, s2) -> s1 + "#" + s2);
reduced.ifPresent(System.out::println);
// "aaa1#aaa2#bbb1#bbb2#bbb3#ccc#ddd1#ddd2"

并行Streams

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());
}

然后我们计算一下排序这个Stream要耗时多久，
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));

// 串行耗时: 899 ms
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));

// 并行排序耗时: 472 ms
上面两个代码几乎是一样的，但是并行版的快了50%之多，唯一需要做的改动就是将stream()改为parallelStream()。

Map

前面提到过，Map类型不支持stream，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<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));
以上代码很容易理解， putIfAbsent 不需要我们做额外的存在性检查，而forEach则接收一个Consumer接口来对map里的每一个键值对进行操作。

下面的例子展示了map上的其他有用的函数：

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：

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。

九、Date API

Java 8 在包java.time下包含了一组全新的时间日期API。新的日期API和开源的Joda-Time库差不多，但又不完全一样，下面的例子展示了这组新API里最重要的一些部分：

Clock 时钟

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类也可以用来创建老的java.util.Date对象。

Clock clock = Clock.systemDefaultZone();
long millis = clock.millis();
Instant instant = clock.instant();
Date legacyDate = Date.from(instant);   // legacy java.util.Date

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。 时区定义了到UTS时间的时间差，在Instant时间点对象到本地日期对象之间转换的时候是极其重要的。

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 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();
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
从字符串解析一个LocalDate类型和解析LocalTime一样简单：

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 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：http://download.java.net/jdk8/docs/api/java/time/format/DateTimeFormatter.html

十、Annotation 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）

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

例 2：使用多重注解（新方法）

@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：

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

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。

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