JDK8 新特性

1. Lambda 表达式

Lambda 表达式是 JDK 8 中引入的一项重要特性，它为 Java 引入了函数式编程的概念，使得代码变得更为简洁、灵活。Lambda 表达式主要用于替代匿名内部类的写法，可以将函数作为参数传递给方法，使得代码更加具有表达力。本节将详细解释 Lambda 表达式的语法和使用方法，并提供一些示例来说明其用法。

Lambda 表达式语法

Lambda 表达式的语法比较简洁，主要由以下几个部分组成：

形参列表：Lambda 表达式可以有零个或多个参数，如果没有参数，则使用空括号表示。
箭头符号 ->：箭头符号将形参列表和Lambda 表达式的主体分开。
Lambda 表达式的主体：可以是一个表达式或一段代码块。如果是一个表达式，则不需要使用大括号 {} 包裹；如果是一段代码块，则需要使用大括号包裹，并且需要使用 return 关键字返回结果。

Lambda 表达式的基本语法如下所示：

(parameters) -> expression

(parameters) -> { statements; }

示例 1：简单的 Lambda 表达式

假设我们有一个接口 MathOperation，其中定义了一个抽象方法 operate(int a, int b)，用于执行某种数学操作。我们可以使用 Lambda 表达式来实现该接口的实例，如下所示：

interface MathOperation {
    int operate(int a, int b);
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Lambda 表达式实现加法操作
        MathOperation addition = (a, b) -> a + b;
        System.out.println("5 + 3 = " + addition.operate(5, 3));
    }
}

示例 2：使用 Lambda 表达式遍历集合

另一个常见的用途是使用 Lambda 表达式遍历集合，如下所示：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = new ArrayList<>();
        names.add("Alice");
        names.add("Bob");
        names.add("Charlie");
        
        // 使用 Lambda 表达式遍历集合
        names.forEach(name -> System.out.println(name));
    }
}

在这个示例中，我们使用 forEach 方法和 Lambda 表达式来遍历 names 集合，并打印出每个元素的值。

Lambda 表达式的优势

Lambda 表达式的引入使得代码变得更加简洁、易读，特别是在处理集合、事件监听器等场景下更为突出。通过 Lambda 表达式，可以减少冗余的代码，使得程序更加清晰和易于维护。因此，熟练掌握 Lambda 表达式是成为 Java 开发者的一项重要技能。

2. Stream API

Stream API 是 JDK 8 中另一个重要的新特性，它为集合操作提供了一种流式处理的方式。通过 Stream API，可以轻松地进行过滤、映射、排序等操作，而无需编写繁琐的循环结构。

Stream 的主要特性

Stream 是不可变的：每次对 Stream 的操作都会返回一个新的 Stream。
Stream 不存储数据：它们只处理从数据源（如集合、数组等）提供的数据。
Stream 是惰性求值的：它们会延迟到真正需要结果的时候才执行。

Stream 的操作

Stream 操作分为中间操作和终端操作：

中间操作

中间操作返回一个新的 Stream，允许链式调用。这些操作是惰性求值的，仅在终端操作执行时才会实际处理数据。

filter(): 过滤元素
map(): 映射元素
flatMap(): 扁平化映射
distinct(): 去重
sorted(): 排序
peek(): 对每个元素执行操作并返回一个新的 Stream

终端操作

终端操作触发 Stream 的执行，并生成结果。终端操作之后，Stream 不能再被使用。

forEach(): 对每个元素执行操作
collect(): 收集结果到集合、数组等
count(): 计算元素数量
reduce(): 规约操作，将元素组合成一个值
toArray(): 将 Stream 转换为数组
findFirst(): 返回第一个元素
anyMatch(), allMatch(), noneMatch(): 匹配操作

Stream 的并行处理

Java 8 还引入了并行流，允许利用多核处理器来提高性能。可以使用 parallelStream() 或 parallel() 方法将一个流转换为并行流。

并行处理会出现的问题

1. 线程安全问题

2. 不适合的小任务

3. 顺序依赖

4. 性能不一致

5. 合并操作的复杂性

6. 使用不适合的 Spliterator

7. 并行流的副作用

3. 接口的默认方法

JDK 8 引入了接口的默认方法，使得接口可以包含具有默认实现的方法。这为接口的演化提供了更大的灵活性，可以在不破坏现有实现的情况下向接口中添加新的方法。

4. 函数式接口和新的注解

JDK 8 提供了一些新的函数式接口，如 Function、Predicate、Consumer 等，使得在使用 Lambda 表达式时更加方便。此外，还引入了诸如 @FunctionalInterface、@Repeatable 等新的注解，进一步增强了 Java 语言的表达能力。

@FunctionalInterface

这个注解用于标识一个接口为函数式接口。虽然没有这个注解也可以定义函数式接口，但使用它可以让编译器强制检查该接口是否满足函数式接口的要求（即只有一个抽象方法）。

`@Repeatable`

@Repeatable

这个注解用于定义可重复注解。在 Java 8 之前，同一个注解不能在同一声明或类型上重复使用。使用 @Repeatable 可以让注解在同一声明或类型上重复使用。

定义可重复注解

首先定义一个容器注解：

import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Schedules {
    Schedule[] value();
}

然后定义可重复注解，并使用 @Repeatable 指定容器注解：

import java.lang.annotation.Repeatable;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Repeatable(Schedules.class)
public @interface Schedule {
    String day();
    String time();
}

然后定义可重复注解，并使用 @Repeatable 指定容器注解：

import java.lang.annotation.Repeatable;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Repeatable(Schedules.class)
public @interface Schedule {
    String day();
    String time();
}

使用可重复注解

public class RepeatingAnnotations {

    @Schedule(day = "Monday", time = "9AM")
    @Schedule(day = "Tuesday", time = "10AM")
    public void scheduledTask() {
        // 方法实现
    }
}

通过反射可以访问这些重复注解：

import java.lang.reflect.Method;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Method method = RepeatingAnnotations.class.getMethod("scheduledTask");
            
            // 获取单个 Schedule 注解
            Schedule[] schedules = method.getAnnotationsByType(Schedule.class);
            for (Schedule schedule : schedules) {
                System.out.println(schedule.day() + " at " + schedule.time());
            }

            // 获取容器注解
            Schedules container = method.getAnnotation(Schedules.class);
            if (container != null) {
                for (Schedule schedule : container.value()) {
                    System.out.println(schedule.day() + " at " + schedule.time());
                }
            }
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

5. 新的日期和时间 API

JDK 8 引入了全新的日期和时间 API，以取代旧的 Date 和 Calendar 类。新的 API 设计更加清晰、易用，并提供了丰富的操作方法，使得日期和时间的处理变得更加简单和安全。

6. Optional 类

Optional 是一个容器类，表示一个值可能存在也可能不存在。
用于避免 NullPointerException。
语法示例：Optional<String> optional = Optional.ofNullable(value);