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【譯】Java 8的新特性—終極版

2018-08-19 分類：後端 閱讀(335) 評論(0)

宣告：本文翻譯自Java 8 Features Tutorial – The ULTIMATE Guide，翻譯過程中發現併發程式設計網已經有同學翻譯過了：Java 8 特性 – 終極手冊，我還是堅持自己翻譯了一版（寫作驅動學習，加深印象），有些地方參考了該同學的。

前言： Java 8 已經釋出很久了，很多報道表明Java 8 是一次重大的版本升級。在Java Code Geeks上已經有很多介紹Java 8新特性的文章，例如Playing with Java 8 – Lambdas and Concurrency、Java 8 Date Time API Tutorial : LocalDateTime和Abstract Class Versus Interface in the JDK 8 Era。本文還參考了一些其他資料，例如：15 Must Read Java 8 Tutorials和The Dark Side of Java 8。本文綜合了上述資料，整理成一份關於Java 8新特性的參考教材，希望你有所收穫。

1. 簡介

毫無疑問，Java 8是Java自Java 5（釋出於2004年）之後的最重要的版本。這個版本包含語言、編譯器、庫、工具和JVM等方面的十多個新特性。在本文中我們將學習這些新特性，並用實際的例子說明在什麼場景下適合使用。

這個教程包含Java開發者經常面對的幾類問題：

  • 語言

  • 編譯器

  • 庫

  • 工具

  • 執行時（JVM）

2. Java語言的新特性

Java 8是Java的一個重大版本，有人認為，雖然這些新特性領Java開發人員十分期待，但同時也需要花不少精力去學習。在這一小節中，我們將介紹Java 8的大部分新特性。

2.1 Lambda運算式和函式式介面

Lambda運算式（也稱為閉包）是Java 8中最大和最令人期待的語言改變。它允許我們將函式當成引數傳遞給某個方法，或者把程式碼本身當作資料處理：函式式開發者非常熟悉這些概念。很多JVM平臺上的語言（Groovy、Scala等）從誕生之日就支援Lambda運算式，但是Java開發者沒有選擇，只能使用匿名內部類代替Lambda運算式。

Lambda的設計耗費了很多時間和很大的社群力量，最終找到一種折中的實現方案，可以實現簡潔而緊湊的語言結構。最簡單的Lambda運算式可由逗號分隔的引數串列、->符號和陳述句塊組成，例如：

  1. Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( e -> System.out.println( e ) );

在上面這個程式碼中的引數e的型別是由編譯器推理得出的，你也可以顯式指定該引數的型別，例如：

  1. Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( ( String e ) -> System.out.println( e ) );

如果Lambda運算式需要更複雜的陳述句塊，則可以使用花括號將該陳述句塊括起來，類似於Java中的函式體，例如：

  1. Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( e -> {
  2.     System.out.print( e );
  3.     System.out.print( e );
  4. } );

Lambda運算式可以取用類成員和區域性變數（會將這些變數隱式得轉換成final的），例如下列兩個程式碼塊的效果完全相同：

  1. String separator = ",";
  2. Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( 
  3.     ( String e ) -> System.out.print( e + separator ) );

和

  1. final String separator = ",";
  2. Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( 
  3.     ( String e ) -> System.out.print( e + separator ) );

Lambda運算式有傳回值，傳回值的型別也由編譯器推理得出。如果Lambda運算式中的陳述句塊只有一行，則可以不用使用return陳述句，下列兩個程式碼片段效果相同：

  1. Arrays.asList( "a", "b", "d" ).sort( ( e1, e2 ) -> e1.compareTo( e2 ) );

和

  1. Arrays.asList( "a", "b", "d" ).sort( ( e1, e2 ) -> {
  2.     int result = e1.compareTo( e2 );
  3.     return result;
  4. } );

Lambda的設計者們為了讓現有的功能與Lambda運算式良好相容，考慮了很多方法，於是產生了函式介面這個概念。函式介面指的是隻有一個函式的介面，這樣的介面可以隱式轉換為Lambda運算式。java.lang.Runnable和java.util.concurrent.Callable是函式式介面的最佳例子。在實踐中，函式式介面非常脆弱：只要某個開發者在該介面中新增一個函式，則該介面就不再是函式式介面進而導致編譯失敗。為了剋服這種程式碼層面的脆弱性，並顯式說明某個介面是函式式介面，Java 8 提供了一個特殊的註解@FunctionalInterface（Java 庫中的所有相關介面都已經帶有這個註解了），舉個簡單的函式式介面的定義：

  1. @FunctionalInterface
  2. public interface Functional {
  3.     void method();
  4. }

不過有一點需要註意，預設方法和靜態方法不會破壞函式式介面的定義，因此如下的程式碼是合法的。

  1. @FunctionalInterface
  2. public interface FunctionalDefaultMethods {
  3.     void method();
  5.     default void defaultMethod() {            
  6.     }        
  7. }

Lambda運算式作為Java 8的最大賣點，它有潛力吸引更多的開發者加入到JVM平臺，併在純Java程式設計中使用函式式程式設計的概念。如果你需要瞭解更多Lambda運算式的細節，可以參考官方檔案。

2.2 介面的預設方法和靜態方法

Java 8使用兩個新概念擴充套件了介面的含義：預設方法和靜態方法。預設方法使得介面有點類似traits，不過要實現的標的不一樣。預設方法使得開發者可以在 不破壞二進位制相容性的前提下，往現存介面中新增新的方法，即不強制那些實現了該介面的類也同時實現這個新加的方法。

預設方法和抽象方法之間的區別在於抽象方法需要實現，而預設方法不需要。介面提供的預設方法會被介面的實現類繼承或者覆寫，例子程式碼如下：

  1. private interface Defaulable {
  2.     // Interfaces now allow default methods, the implementer may or 
  3.     // may not implement (override) them.
  4.     default String notRequired() { 
  5.         return "Default implementation"; 
  6.     }        
  7. }
  9. private static class DefaultableImpl implements Defaulable {
  10. }
  12. private static class OverridableImpl implements Defaulable {
  13.     @Override
  14.     public String notRequired() {
  15.         return "Overridden implementation";
  16.     }
  17. }

Defaulable介面使用關鍵字default定義了一個預設方法notRequired()。DefaultableImpl類實現了這個介面，同時預設繼承了這個介面中的預設方法；OverridableImpl類也實現了這個介面，但覆寫了該介面的預設方法，並提供了一個不同的實現。

Java 8帶來的另一個有趣的特性是在介面中可以定義靜態方法，例子程式碼如下：

  1. private interface DefaulableFactory {
  2.     // Interfaces now allow static methods
  3.     static Defaulable create( Supplier< Defaulable > supplier ) {
  4.         return supplier.get();
  5.     }
  6. }

下麵的程式碼片段整合了預設方法和靜態方法的使用場景：

  1. public static void main( String[] args ) {
  2.     Defaulable defaulable = DefaulableFactory.create( DefaultableImpl::new );
  3.     System.out.println( defaulable.notRequired() );
  5.     defaulable = DefaulableFactory.create( OverridableImpl::new );
  6.     System.out.println( defaulable.notRequired() );
  7. }

這段程式碼的輸出結果如下：

  1. Default implementation
  2. Overridden implementation

由於JVM上的預設方法的實現在位元組碼層面提供了支援，因此效率非常高。預設方法允許在不打破現有繼承體系的基礎上改進介面。該特性在官方庫中的應用是：給java.util.Collection介面新增新方法，如stream()、parallelStream()、forEach()和removeIf()等等。

儘管預設方法有這麼多好處，但在實際開發中應該謹慎使用：在複雜的繼承體系中，預設方法可能引起歧義和編譯錯誤。如果你想瞭解更多細節，可以參考官方檔案。

2.3 方法取用

方法取用使得開發者可以直接取用現存的方法、Java類的構造方法或者實體物件。方法取用和Lambda運算式配合使用，使得java類的構造方法看起來緊湊而簡潔，沒有很多複雜的模板程式碼。

西門的例子中，Car類是不同方法取用的例子，可以幫助讀者區分四種型別的方法取用。

  1. public static class Car {
  2.     public static Car create( final Supplier< Car > supplier ) {
  3.         return supplier.get();
  4.     }              
  6.     public static void collide( final Car car ) {
  7.         System.out.println( "Collided " + car.toString() );
  8.     }
  10.     public void follow( final Car another ) {
  11.         System.out.println( "Following the " + another.toString() );
  12.     }
  14.     public void repair() {   
  15.         System.out.println( "Repaired " + this.toString() );
  16.     }
  17. }

第一種方法取用的型別是建構式取用，語法是Class::new，或者更一般的形式：Class::new。註意：這個建構式沒有引數。

  1. final Car car = Car.create( Car::new );
  2. final List< Car > cars = Arrays.asList( car );

第二種方法取用的型別是靜態方法取用，語法是Class::static_method。註意：這個方法接受一個Car型別的引數。

  1. cars.forEach( Car::collide );

第三種方法取用的型別是某個類的成員方法的取用，語法是Class::method，註意，這個方法沒有定義入參：

  1. cars.forEach( Car::repair );

第四種方法取用的型別是某個實體物件的成員方法的取用，語法是instance::method。註意：這個方法接受一個Car型別的引數：

  1. final Car police = Car.create( Car::new );
  2. cars.forEach( police::follow );

執行上述例子，可以在控制檯看到如下輸出（Car實體可能不同）：

  1. Collided com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197d
  2. Repaired com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197d
  3. Following the com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197d

如果想瞭解和學習更詳細的內容，可以參考官方檔案

2.4 重覆註解

自從Java 5中引入註解以來，這個特性開始變得非常流行，併在各個框架和專案中被廣泛使用。不過，註解有一個很大的限制是：在同一個地方不能多次使用同一個註解。Java 8打破了這個限制，引入了重覆註解的概念，允許在同一個地方多次使用同一個註解。

在Java 8中使用@Repeatable註解定義重覆註解，實際上，這並不是語言層面的改進，而是編譯器做的一個trick，底層的技術仍然相同。可以利用下麵的程式碼說明：

  1. package com.javacodegeeks.java8.repeatable.annotations;
  3. import java.lang.annotation.ElementType;
  4. import java.lang.annotation.Repeatable;
  5. import java.lang.annotation.Retention;
  6. import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
  7. import java.lang.annotation.Target;
  9. public class RepeatingAnnotations {
  10.     @Target( ElementType.TYPE )
  11.     @Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )
  12.     public @interface Filters {
  13.         Filter[] value();
  14.     }
  16.     @Target( ElementType.TYPE )
  17.     @Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )
  18.     @Repeatable( Filters.class )
  19.     public @interface Filter {
  20.         String value();
  21.     };
  23.     @Filter( "filter1" )
  24.     @Filter( "filter2" )
  25.     public interface Filterable {        
  26.     }
  28.     public static void main(String[] args) {
  29.         for( Filter filter: Filterable.class.getAnnotationsByType( Filter.class ) ) {
  30.             System.out.println( filter.value() );
  31.         }
  32.     }
  33. }

正如我們所見，這裡的Filter類使用@Repeatable(Filters.class)註解修飾，而Filters是存放Filter註解的容器，編譯器儘量對開發者遮蔽這些細節。這樣，Filterable介面可以用兩個Filter註解註釋（這裡並沒有提到任何關於Filters的資訊）。

另外，反射API提供了一個新的方法：getAnnotationsByType()，可以傳回某個型別的重覆註解，例如 Filterable.class.getAnnoation(Filters.class)將傳回兩個Filter實體，輸出到控制檯的內容如下所示：

  1. filter1
  2. filter2

如果你希望瞭解更多內容，可以參考官方檔案。

2.5 更好的型別推斷

Java 8編譯器在型別推斷方面有很大的提升，在很多場景下編譯器可以推匯出某個引數的資料型別，從而使得程式碼更為簡潔。例子程式碼如下：

  1. package com.javacodegeeks.java8.type.inference;
  3. public class Value< T > {
  4.     public static< T > T defaultValue() { 
  5.         return null; 
  6.     }
  8.     public T getOrDefault( T value, T defaultValue ) {
  9.         return ( value != null ) ? value : defaultValue;
  10.     }
  11. }

下列程式碼是Value型別的應用：

  1. package com.javacodegeeks.java8.type.inference;
  3. public class TypeInference {
  4.     public static void main(String[] args) {
  5.         final Value< String > value = new Value<>();
  6.         value.getOrDefault( "22", Value.defaultValue() );
  7.     }
  8. }

引數Value.defaultValue()的型別由編譯器推導得出，不需要顯式指明。在Java 7中這段程式碼會有編譯錯誤，除非使用 Value.<String>defaultValue()。

2.6 拓寬註解的應用場景

Java 8拓寬了註解的應用場景。現在，註解幾乎可以使用在任何元素上：區域性變數、介面型別、超類和介面實現類，甚至可以用在函式的異常定義上。下麵是一些例子：

  1. package com.javacodegeeks.java8.annotations;
  3. import java.lang.annotation.ElementType;
  4. import java.lang.annotation.Retention;
  5. import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
  6. import java.lang.annotation.Target;
  7. import java.util.ArrayList;
  8. import java.util.Collection;
  10. public class Annotations {
  11.     @Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )
  12.     @Target( { ElementType.TYPE_USE, ElementType.TYPE_PARAMETER } )
  13.     public @interface NonEmpty {        
  14.     }
  16.     public static class Holder< @NonEmpty T > extends @NonEmpty Object {
  17.         public void method() throws @NonEmpty Exception {            
  18.         }
  19.     }
  21.     @SuppressWarnings( "unused" )
  22.     public static void main(String[] args) {
  23.         final Holder< String > holder = new @NonEmpty Holder< String >();        
  24.         @NonEmpty Collection< @NonEmpty String > strings = new ArrayList<>();        
  25.     }
  26. }

ElementType.TYPEUSER和ElementType.TYPEPARAMETER是Java 8新增的兩個註解，用於描述註解的使用場景。Java 語言也做了對應的改變，以識別這些新增的註解。

3. Java編譯器的新特性

3.1 引數名稱

為了在執行時獲得Java程式中方法的引數名稱，老一輩的Java程式員必須使用不同方法，例如Paranamer liberary。Java 8終於將這個特性規範化，在語言層面（使用反射API和Parameter.getName()方法）和位元組碼層面（使用新的javac編譯器以及-parameters引數）提供支援。

  1. package com.javacodegeeks.java8.parameter.names;
  3. import java.lang.reflect.Method;
  4. import java.lang.reflect.Parameter;
  6. public class ParameterNames {
  7.     public static void main(String[] args) throws Exception {
  8.         Method method = ParameterNames.class.getMethod( "main", String[].class );
  9.         for( final Parameter parameter: method.getParameters() ) {
  10.             System.out.println( "Parameter: " + parameter.getName() );
  11.         }
  12.     }
  13. }

在Java 8中這個特性是預設關閉的，因此如果不帶-parameters引數編譯上述程式碼並執行，則會輸出如下結果：

  1. Parameter: arg0

如果帶-parameters引數，則會輸出如下結果（正確的結果）：

  1. Parameter: args

如果你使用Maven進行專案管理，則可以在maven-compiler-plugin編譯器的配置項中配置-parameters引數：

  2.     org.apache.maven.plugins

  •    maven-compiler-plugin

  •    3.1

  •    

  •        -parameters

  •        1.8

  •        1.8

  •    

    • 4. Java官方庫的新特性

    Java 8增加了很多新的工具類（date/time類），並擴充套件了現存的工具類，以支援現代的併發程式設計、函式式程式設計等。

    4.1 Optional

    Java應用中最常見的bug就是空值異常。在Java 8之前，Google Guava引入了Optionals類來解決NullPointerException，從而避免原始碼被各種null檢查汙染，以便開發者寫出更加整潔的程式碼。Java 8也將Optional加入了官方庫。

    Optional僅僅是一個容易：存放T型別的值或者null。它提供了一些有用的介面來避免顯式的null檢查，可以參考Java 8官方檔案瞭解更多細節。

    接下來看一點使用Optional的例子：可能為空的值或者某個型別的值：

    1. Optional< String > fullName = Optional.ofNullable( null );
    2. System.out.println( "Full Name is set? " + fullName.isPresent() );        
    3. System.out.println( "Full Name: " + fullName.orElseGet( () -> "[none]" ) ); 
    4. System.out.println( fullName.map( s -> "Hey " + s + "!" ).orElse( "Hey Stranger!" ) );

    如果Optional實體持有一個非空值，則isPresent()方法傳回true，否則傳回false；orElseGet()方法，Optional實體持有null，則可以接受一個lambda運算式生成的預設值；map()方法可以將現有的Opetional實體的值轉換成新的值；orElse()方法與orElseGet()方法類似，但是在持有null的時候傳回傳入的預設值。

    上述程式碼的輸出結果如下：

    1. Full Name is set? false
    2. Full Name: [none]
    3. Hey Stranger!

    再看下另一個簡單的例子：

    1. Optional< String > firstName = Optional.of( "Tom" );
    2. System.out.println( "First Name is set? " + firstName.isPresent() );        
    3. System.out.println( "First Name: " + firstName.orElseGet( () -> "[none]" ) ); 
    4. System.out.println( firstName.map( s -> "Hey " + s + "!" ).orElse( "Hey Stranger!" ) );
    5. System.out.println();

    這個例子的輸出是：

    1. First Name is set? true
    2. First Name: Tom
    3. Hey Tom!

    如果想瞭解更多的細節，請參考官方檔案。

    4.2 Streams

    新增的Stream API（java.util.stream）將生成環境的函式式程式設計引入了Java庫中。這是目前為止最大的一次對Java庫的完善，以便開發者能夠寫出更加有效、更加簡潔和緊湊的程式碼。

    Stream API極大得簡化了集合操作（後面我們會看到不止是集合），首先看下這個叫Task的類：

    1. public class Streams  {
    2.     private enum Status {
    3.         OPEN, CLOSED
    4.     };
    6.     private static final class Task {
    7.         private final Status status;
    8.         private final Integer points;
    10.         Task( final Status status, final Integer points ) {
    11.             this.status = status;
    12.             this.points = points;
    13.         }
    15.         public Integer getPoints() {
    16.             return points;
    17.         }
    19.         public Status getStatus() {
    20.             return status;
    21.         }
    23.         @Override
    24.         public String toString() {
    25.             return String.format( "[%s, %d]", status, points );
    26.         }
    27.     }
    28. }

    Task類有一個分數（或偽複雜度）的概念，另外還有兩種狀態：OPEN或者CLOSED。現在假設有一個task集合：

    1. final Collection< Task > tasks = Arrays.asList(
    2.     new Task( Status.OPEN, 5 ),
    3.     new Task( Status.OPEN, 13 ),
    4.     new Task( Status.CLOSED, 8 ) 
    5. );

    首先看一個問題：在這個task集合中一共有多少個OPEN狀態的點？在Java 8之前，要解決這個問題，則需要使用foreach迴圈遍歷task集合；但是在Java 8中可以利用steams解決：包括一系列元素的串列，並且支援順序和並行處理。

    1. // Calculate total points of all active tasks using sum()
    2. final long totalPointsOfOpenTasks = tasks
    3.     .stream()
    4.     .filter( task -> task.getStatus() == Status.OPEN )
    5.     .mapToInt( Task::getPoints )
    6.     .sum();
    8. System.out.println( "Total points: " + totalPointsOfOpenTasks );

    執行這個方法的控制檯輸出是：

    1. Total points: 18

    這裡有很多知識點值得說。首先，tasks集合被轉換成steam表示；其次，在steam上的filter操作會過濾掉所有CLOSED的task；第三，mapToInt操作基於每個task實體的Task::getPoints方法將task流轉換成Integer集合；最後，透過sum方法計算總和，得出最後的結果。

    在學習下一個例子之前，還需要記住一些steams（點此更多細節）的知識點。Steam之上的操作可分為中間操作和晚期操作。

    中間操作會傳回一個新的steam——執行一個中間操作（例如filter）並不會執行實際的過濾操作，而是建立一個新的steam，並將原steam中符合條件的元素放入新建立的steam。

    晚期操作（例如forEach或者sum），會遍歷steam並得出結果或者附帶結果；在執行晚期操作之後，steam處理線已經處理完畢，就不能使用了。在幾乎所有情況下，晚期操作都是立刻對steam進行遍歷。

    steam的另一個價值是創造性地支援並行處理（parallel processing）。對於上述的tasks集合，我們可以用下麵的程式碼計算所有任務的點數之和：

    1. // Calculate total points of all tasks
    2. final double totalPoints = tasks
    3.    .stream()
    4.    .parallel()
    5.    .map( task -> task.getPoints() ) // or map( Task::getPoints ) 
    6.    .reduce( 0, Integer::sum );
    8. System.out.println( "Total points (all tasks): " + totalPoints );

    這裡我們使用parallel方法並行處理所有的task，並使用reduce方法計算最終的結果。控制檯輸出如下：

    1. Total points（all tasks）: 26.0

    對於一個集合，經常需要根據某些條件對其中的元素分組。利用steam提供的API可以很快完成這類任務，程式碼如下：

    1. // Group tasks by their status
    2. final Map< Status, List< Task > > map = tasks
    3.     .stream()
    4.     .collect( Collectors.groupingBy( Task::getStatus ) );
    5. System.out.println( map );

    控制檯的輸出如下：

    1. {CLOSED=[[CLOSED, 8]], OPEN=[[OPEN, 5], [OPEN, 13]]}

    最後一個關於tasks集合的例子問題是：如何計算集合中每個任務的點數在集合中所佔的比重，具體處理的程式碼如下：

    1. // Calculate the weight of each tasks (as percent of total points) 
    2. final Collection< String > result = tasks
    3.     .stream()                                        // Stream< String >
    4.     .mapToInt( Task::getPoints )                     // IntStream
    5.     .asLongStream()                                  // LongStream
    6.     .mapToDouble( points -> points / totalPoints )   // DoubleStream
    7.     .boxed()                                         // Stream< Double >
    8.     .mapToLong( weigth -> ( long )( weigth * 100 ) ) // LongStream
    9.     .mapToObj( percentage -> percentage + "%" )      // Stream< String> 
    10.     .collect( Collectors.toList() );                 // List< String > 
    12. System.out.println( result );

    控制檯輸出結果如下：

    1. [19%, 50%, 30%]

    最後，正如之前所說，Steam API不僅可以作用於Java集合，傳統的IO操作（從檔案或者網路一行一行得讀取資料）可以受益於steam處理，這裡有一個小例子：

    1. final Path path = new File( filename ).toPath();
    2. try( Stream< String > lines = Files.lines( path, StandardCharsets.UTF_8 ) ) {
    3.     lines.onClose( () -> System.out.println("Done!") ).forEach( System.out::println );
    4. }

    Stream的方法onClose 傳回一個等價的有額外控制代碼的Stream，當Stream的close（）方法被呼叫的時候這個控制代碼會被執行。Stream API、Lambda運算式還有介面預設方法和靜態方法支援的方法取用，是Java 8對軟體開發的現代正規化的響應。

    4.3 Date/Time API(JSR 310)

    Java 8引入了新的Date-Time API(JSR 310)來改進時間、日期的處理。時間和日期的管理一直是最令Java開發者痛苦的問題。java.util.Date和後來的java.util.Calendar一直沒有解決這個問題（甚至令開發者更加迷茫）。

    因為上面這些原因，誕生了第三方庫Joda-Time，可以替代Java的時間管理API。Java 8中新的時間和日期管理API深受Joda-Time影響，並吸收了很多Joda-Time的精華。新的java.time包包含了所有關於日期、時間、時區、Instant（跟日期類似但是精確到納秒）、duration（持續時間）和時鐘操作的類。新設計的API認真考慮了這些類的不變性（從java.util.Calendar吸取的教訓），如果某個實體需要修改，則傳回一個新的物件。

    我們接下來看看java.time包中的關鍵類和各自的使用例子。首先，Clock類使用時區來傳回當前的納秒時間和日期。Clock可以替代System.currentTimeMillis()和TimeZone.getDefault()。

    1. // Get the system clock as UTC offset 
    2. final Clock clock = Clock.systemUTC();
    3. System.out.println( clock.instant() );
    4. System.out.println( clock.millis() );

    這個例子的輸出結果是：

    1. 2014-04-12T15:19:29.282Z
    2. 1397315969360

    第二，關註下LocalDate和LocalTime類。LocalDate僅僅包含ISO-8601日曆系統中的日期部分；LocalTime則僅僅包含該日曆系統中的時間部分。這兩個類的物件都可以使用Clock物件構建得到。

    1. // Get the local date and local time
    2. final LocalDate date = LocalDate.now();
    3. final LocalDate dateFromClock = LocalDate.now( clock );
    5. System.out.println( date );
    6. System.out.println( dateFromClock );
    8. // Get the local date and local time
    9. final LocalTime time = LocalTime.now();
    10. final LocalTime timeFromClock = LocalTime.now( clock );
    12. System.out.println( time );
    13. System.out.println( timeFromClock );

    上述例子的輸出結果如下：

    1. 2014-04-12
    2. 2014-04-12
    3. 11:25:54.568
    4. 15:25:54.568

    LocalDateTime類包含了LocalDate和LocalTime的資訊，但是不包含ISO-8601日曆系統中的時區資訊。這裡有一些關於LocalDate和LocalTime的例子：

    1. // Get the local date/time
    2. final LocalDateTime datetime = LocalDateTime.now();
    3. final LocalDateTime datetimeFromClock = LocalDateTime.now( clock );
    5. System.out.println( datetime );
    6. System.out.println( datetimeFromClock );

    上述這個例子的輸出結果如下：

    1. 2014-04-12T11:37:52.309
    2. 2014-04-12T15:37:52.309

    如果你需要特定時區的data/time資訊，則可以使用ZoneDateTime，它儲存有ISO-8601日期系統的日期和時間，而且有時區資訊。下麵是一些使用不同時區的例子：

    1. // Get the zoned date/time
    2. final ZonedDateTime zonedDatetime = ZonedDateTime.now();
    3. final ZonedDateTime zonedDatetimeFromClock = ZonedDateTime.now( clock );
    4. final ZonedDateTime zonedDatetimeFromZone = ZonedDateTime.now( ZoneId.of( "America/Los_Angeles" ) );
    6. System.out.println( zonedDatetime );
    7. System.out.println( zonedDatetimeFromClock );
    8. System.out.println( zonedDatetimeFromZone );

    這個例子的輸出結果是：

    1. 2014-04-12T11:47:01.017-04:00[America/New_York]
    2. 2014-04-12T15:47:01.017Z
    3. 2014-04-12T08:47:01.017-07:00[America/Los_Angeles]

    最後看下Duration類，它持有的時間精確到秒和納秒。這使得我們可以很容易得計算兩個日期之間的不同，例子程式碼如下：

    1. // Get duration between two dates
    2. final LocalDateTime from = LocalDateTime.of( 2014, Month.APRIL, 16, 0, 0, 0 );
    3. final LocalDateTime to = LocalDateTime.of( 2015, Month.APRIL, 16, 23, 59, 59 );
    5. final Duration duration = Duration.between( from, to );
    6. System.out.println( "Duration in days: " + duration.toDays() );
    7. System.out.println( "Duration in hours: " + duration.toHours() );

    這個例子用於計算2014年4月16日和2015年4月16日之間的天數和小時數，輸出結果如下：

    1. Duration in days: 365
    2. Duration in hours: 8783

    對於Java 8的新日期時間的總體印象還是比較積極的，一部分是因為Joda-Time的積極影響，另一部分是因為官方終於聽取了開發人員的需求。如果希望瞭解更多細節，可以參考官方檔案。

    4.4 Nashorn JavaScript引擎

    Java 8提供了新的Nashorn JavaScript引擎，使得我們可以在JVM上開發和執行JS應用。Nashorn JavaScript引擎是javax.script.ScriptEngine的另一個實現版本，這類Script引擎遵循相同的規則，允許Java和JavaScript互動使用，例子程式碼如下：

    1. ScriptEngineManager manager = new ScriptEngineManager();
    2. ScriptEngine engine = manager.getEngineByName( "JavaScript" );
    4. System.out.println( engine.getClass().getName() );
    5. System.out.println( "Result:" + engine.eval( "function f() { return 1; }; f() + 1;" ) );

    這個程式碼的輸出結果如下：

    1. jdk.nashorn.api.scripting.NashornScriptEngine
    2. Result: 2

    4.5 Base64

    對Base64編碼的支援已經被加入到Java 8官方庫中，這樣不需要使用第三方庫就可以進行Base64編碼，例子程式碼如下：

    1. package com.javacodegeeks.java8.base64;
    3. import java.nio.charset.StandardCharsets;
    4. import java.util.Base64;
    6. public class Base64s {
    7.     public static void main(String[] args) {
    8.         final String text = "Base64 finally in Java 8!";
    10.         final String encoded = Base64
    11.             .getEncoder()
    12.             .encodeToString( text.getBytes( StandardCharsets.UTF_8 ) );
    13.         System.out.println( encoded );
    15.         final String decoded = new String( 
    16.             Base64.getDecoder().decode( encoded ),
    17.             StandardCharsets.UTF_8 );
    18.         System.out.println( decoded );
    19.     }
    20. }

    這個例子的輸出結果如下：

    1. QmFzZTY0IGZpbmFsbHkgaW4gSmF2YSA4IQ==
    2. Base64 finally in Java 8!

    新的Base64API也支援URL和MINE的編碼解碼。
    (Base64.getUrlEncoder() / Base64.getUrlDecoder(), Base64.getMimeEncoder() / Base64.getMimeDecoder())。

    4.6 並行陣列

    Java8版本新增了很多新的方法，用於支援並行陣列處理。最重要的方法是parallelSort()，可以顯著加快多核機器上的陣列排序。下麵的例子論證了parallexXxx系列的方法：

    1. package com.javacodegeeks.java8.parallel.arrays;
    3. import java.util.Arrays;
    4. import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
    6. public class ParallelArrays {
    7.     public static void main( String[] args ) {
    8.         long[] arrayOfLong = new long [ 20000 ];        
    10.         Arrays.parallelSetAll( arrayOfLong, 
    11.             index -> ThreadLocalRandom.current().nextInt( 1000000 ) );
    12.         Arrays.stream( arrayOfLong ).limit( 10 ).forEach( 
    13.             i -> System.out.print( i + " " ) );
    14.         System.out.println();
    16.         Arrays.parallelSort( arrayOfLong );        
    17.         Arrays.stream( arrayOfLong ).limit( 10 ).forEach( 
    18.             i -> System.out.print( i + " " ) );
    19.         System.out.println();
    20.     }
    21. }

    上述這些程式碼使用parallelSetAll()方法生成20000個隨機數，然後使用parallelSort()方法進行排序。這個程式會輸出亂序陣列和排序陣列的前10個元素。上述例子的程式碼輸出的結果是：

    1. Unsorted: 591217 891976 443951 424479 766825 351964 242997 642839 119108 552378 
    2. Sorted: 39 220 263 268 325 607 655 678 723 793

    4.7 併發性

    基於新增的lambda運算式和steam特性，為Java 8中為java.util.concurrent.ConcurrentHashMap類添加了新的方法來支援聚焦操作；另外，也為java.util.concurrentForkJoinPool類添加了新的方法來支援通用執行緒池操作（更多內容可以參考我們的併發程式設計課程）。

    Java 8還添加了新的java.util.concurrent.locks.StampedLock類，用於支援基於容量的鎖——該鎖有三個模型用於支援讀寫操作（可以把這個鎖當做是java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock的替代者）。

    在java.util.concurrent.atomic包中也新增了不少工具類，列舉如下：

    • DoubleAccumulator

    • DoubleAdder

    • LongAccumulator

    • LongAdder

    5. 新的Java工具

    Java 8提供了一些新的命令列工具，這部分會講解一些對開發者最有用的工具。

    5.1 Nashorn引擎：jjs

    jjs是一個基於標準Nashorn引擎的命令列工具，可以接受js原始碼並執行。例如，我們寫一個func.js檔案，內容如下：

    1. function f() { 
    2.      return 1; 
    3. }; 
    5. print( f() + 1 );

    可以在命令列中執行這個命令： jjs func.js，控制檯輸出結果是：

    1. 2

    如果需要瞭解細節，可以參考官方檔案。

    5.2 類依賴分析器：jdeps

    jdeps是一個相當棒的命令列工具，它可以展示包層級和類層級的Java類依賴關係，它以.class檔案、目錄或者Jar檔案為輸入，然後會把依賴關係輸出到控制檯。

    我們可以利用jedps分析下Spring Framework庫，為了讓結果少一點，僅僅分析一個JAR檔案：org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar。

    1. jdeps org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar

    這個命令會輸出很多結果，我們僅看下其中的一部分：依賴關係按照包分組，如果在classpath上找不到依賴，則顯示"not found".

    1. org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar -> C:\Program Files\Java\jdk1.8.0\jre\lib\rt.jar
    2.    org.springframework.core (org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar)
    3.       -> java.io                                            
    4.       -> java.lang                                          
    5.       -> java.lang.annotation                               
    6.       -> java.lang.ref                                      
    7.       -> java.lang.reflect                                  
    8.       -> java.util                                          
    9.       -> java.util.concurrent                               
    10.       -> org.apache.commons.logging                         not found
    11.       -> org.springframework.asm                            not found
    12.       -> org.springframework.asm.commons                    not found
    13.    org.springframework.core.annotation (org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar)
    14.       -> java.lang                                          
    15.       -> java.lang.annotation                               
    16.       -> java.lang.reflect                                  
    17.       -> java.util

    更多的細節可以參考官方檔案。

    6. JVM的新特性

    使用Metaspace（JEP 122）代替持久代（PermGen space）。在JVM引數方面，使用-XX:MetaSpaceSize和-XX:MaxMetaspaceSize代替原來的-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize。

    7. 結論

    透過為開發者提供很多能夠提高生產力的特性，Java 8使得Java平臺前進了一大步。現在還不太適合將Java 8應用在生產系統中，但是在之後的幾個月中Java 8的應用率一定會逐步提高（PS:原文時間是2014年5月9日，現在在很多公司Java 8已經成為主流，我司由於體量太大，現在也在一點點上Java 8，雖然慢但是好歹在升級了）。作為開發者，現在應該學習一些Java 8的知識，為升級做好準備。

    關於Spring：對於企業級開發，我們也應該關註Spring社群對Java 8的支援，可以參考這篇文章——Spring 4支援的Java 8新特性一覽

    8. 參考資料

    • What’s New in JDK 8

    • The Java Tutorials

    • WildFly 8, JDK 8, NetBeans 8, Java EE

    • Java 8 Tutorial

    • JDK 8 Command-line Static Dependency Checker

    • The Illuminating Javadoc of JDK

    • The Dark Side of Java 8

    • Installing Java™ 8 Support in Eclipse Kepler SR2

    • Java 8

    • Oracle Nashorn. A Next-Generation JavaScript Engine for the JVM


    推薦一個我最近在學的JVM課程，來自Oracle高階研究員鄭宇迪在極客時間的JVM專欄，目前更新了12篇文章，我基本都跟下來了，質量值得信賴。


    整個專欄將分為四大模組。

    1. 基本原理：剖析 Java 虛擬機器的執行機制，逐一介紹 Java 虛擬機器的設計決策以及工程實現；

    2. 高效實現：探索 Java 編譯器，以及內嵌於 Java 虛擬機器中的即時編譯器，幫助你更好地理解 Java 語言特性，繼而寫出簡潔高效的程式碼；

    3. 程式碼最佳化：介紹如何利用工具定位並解決程式碼中的問題，以及在已有工具不適用的情況下，如何打造專屬輪子；

    4. 虛擬機器黑科技：介紹甲骨文實驗室近年來的前沿工作之一 GraalVM。包括如何在 JVM 上高效執行其他語言；如何混搭這些語言，實現 Polyglot；如何將這些語言事前編譯（Ahead-Of-Time，AOT）成機器指令，單獨執行甚至嵌入至資料庫中執行。



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