Java8

Optional

Optional不是函数式接口，而是用于防止 NullPointerException 的漂亮工具。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。

//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"

修改前

public static String getName(User u) {
    if (u == null || u.name == null)
        return "Unknown";
    return u.name;
}

改写后

public static String getName(User u) {
    return Optional.ofNullable(u)
                    .map(user->user.name)
                    .orElse("Unknown");
}

修改前

public static String getChampionName(Competition comp) throws IllegalArgumentException {
    if (comp != null) {
        CompResult result = comp.getResult();
        if (result != null) {
            User champion = result.getChampion();
            if (champion != null) {
                return champion.getName();
            }
        }
    }
    throw new IllegalArgumentException("The value of param comp isn't available.");
}

修改后

public static String getChampionName(Competition comp) throws IllegalArgumentException {
    return Optional.ofNullable(comp)
            .map(Competition::getResult)  // 相当于c -> c.getResult()，下同
            .map(CompResult::getChampion)
            .map(User::getName)
            .orElseThrow(()->new IllegalArgumentException("The value of param comp isn't available."));
}

Stream

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。

Java 8扩展了集合类，可以通过 Collection.stream() 或者 Collection.parallelStream() 来创建一个Stream。

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

Filter

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

Sorted

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

Map

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。

        // 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

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

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

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。

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));

//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));

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

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()。

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。

Date API

Java 8在 java.time 包下包含一个全新的日期和时间API。

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

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

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

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.

interface Formula{

    double calculate(int a);

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

}

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);
    }
});

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：

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：

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：

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

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