java8新特性-终极版

本文由 简悦 SimpRead 转码， 原文地址 https://www.jianshu.com/p/5b800057f2d8

声明：本文翻译自 Java 8 Features Tutorial – The ULTIMATE Guide，翻译过程中发现并发编程网已经有同学翻译过了：Java 8 特性 – 终极手册，我还是坚持自己翻译了一版（写作驱动学习，加深印象），有些地方参考了该同学的。

Java 8

前言： Java 8 已经发布很久了，很多报道表明 Java 8 是一次重大的版本升级。在 Java Code Geeks 上已经有很多介绍 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。本文还参考了一些其他资料，例如：15 Must Read Java 8 Tutorials 和 The Dark Side of Java 8。本文综合了上述资料，整理成一份关于 Java 8 新特性的参考教材，希望你有所收获。

毫无疑问，Java 8 是 Java 自 Java 5（发布于 2004 年）之后的最重要的版本。这个版本包含语言、编译器、库、工具和 JVM 等方面的十多个新特性。在本文中我们将学习这些新特性，并用实际的例子说明在什么场景下适合使用。

这个教程包含 Java 开发者经常面对的几类问题：

• 语言
• 编译器
• 库
• 工具
• 运行时（JVM）

Java 8 是 Java 的一个重大版本，有人认为，虽然这些新特性领 Java 开发人员十分期待，但同时也需要花不少精力去学习。在这一小节中，我们将介绍 Java 8 的大部分新特性。

2.1 Lambda 表达式和函数式接口

Lambda 表达式（也称为闭包）是 Java 8 中最大和最令人期待的语言改变。它允许我们将函数当成参数传递给某个方法，或者把代码本身当作数据处理：函数式开发者非常熟悉这些概念。很多 JVM 平台上的语言（Groovy、Scala 等）从诞生之日就支持 Lambda 表达式，但是 Java 开发者没有选择，只能使用匿名内部类代替 Lambda 表达式。

Lambda 的设计耗费了很多时间和很大的社区力量，最终找到一种折中的实现方案，可以实现简洁而紧凑的语言结构。最简单的 Lambda 表达式可由逗号分隔的参数列表、-> 符号和语句块组成，例如：

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

在上面这个代码中的参数 e 的类型是由编译器推理得出的，你也可以显式指定该参数的类型，例如：

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

如果 Lambda 表达式需要更复杂的语句块，则可以使用花括号将该语句块括起来，类似于 Java 中的函数体，例如：

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

Lambda 表达式可以引用类成员和局部变量（会将这些变量隐式得转换成 final 的），例如下列两个代码块的效果完全相同：

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

和

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

Lambda 表达式有返回值，返回值的类型也由编译器推理得出。如果 Lambda 表达式中的语句块只有一行，则可以不用使用 return 语句，下列两个代码片段效果相同：

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

和

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

Lambda 的设计者们为了让现有的功能与 Lambda 表达式良好兼容，考虑了很多方法，于是产生了函数接口这个概念。函数接口指的是只有一个函数的接口，这样的接口可以隐式转换为 Lambda 表达式。java.lang.Runnable 和 java.util.concurrent.Callable 是函数式接口的最佳例子。在实践中，函数式接口非常脆弱：只要某个开发者在该接口中添加一个函数，则该接口就不再是函数式接口进而导致编译失败。为了克服这种代码层面的脆弱性，并显式说明某个接口是函数式接口，Java 8 提供了一个特殊的注解 @FunctionalInterface（Java 库中的所有相关接口都已经带有这个注解了），举个简单的函数式接口的定义：

@FunctionalInterface
public interface Functional {
    void method();
}

不过有一点需要注意，默认方法和静态方法不会破坏函数式接口的定义，因此如下的代码是合法的。

@FunctionalInterface
public interface FunctionalDefaultMethods {
    void method();
        
    default void defaultMethod() {            
    }        
}

Lambda 表达式作为 Java 8 的最大卖点，它有潜力吸引更多的开发者加入到 JVM 平台，并在纯 Java 编程中使用函数式编程的概念。如果你需要了解更多 Lambda 表达式的细节，可以参考官方文档。

2.2 接口的默认方法和静态方法

Java 8 使用两个新概念扩展了接口的含义：默认方法和静态方法。默认方法使得接口有点类似 traits，不过要实现的目标不一样。默认方法使得开发者可以在 不破坏二进制兼容性的前提下，往现存接口中添加新的方法，即不强制那些实现了该接口的类也同时实现这个新加的方法。

默认方法和抽象方法之间的区别在于抽象方法需要实现，而默认方法不需要。接口提供的默认方法会被接口的实现类继承或者覆写，例子代码如下：

private interface Defaulable {
    
    
    default String notRequired() { 
        return "Default implementation"; 
    }        
}
        
private static class DefaultableImpl implements Defaulable {
}
    
private static class OverridableImpl implements Defaulable {
    @Override
    public String notRequired() {
        return "Overridden implementation";
    }
}

Defaulable 接口使用关键字 default 定义了一个默认方法 notRequired()。DefaultableImpl 类实现了这个接口，同时默认继承了这个接口中的默认方法；OverridableImpl 类也实现了这个接口，但覆写了该接口的默认方法，并提供了一个不同的实现。

Java 8 带来的另一个有趣的特性是在接口中可以定义静态方法，例子代码如下：

private interface DefaulableFactory {
    
    static Defaulable create( Supplier< Defaulable > supplier ) {
        return supplier.get();
    }
}

下面的代码片段整合了默认方法和静态方法的使用场景：

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

这段代码的输出结果如下：

Default implementation
Overridden implementation

由于 JVM 上的默认方法的实现在字节码层面提供了支持，因此效率非常高。默认方法允许在不打破现有继承体系的基础上改进接口。该特性在官方库中的应用是：给 java.util.Collection 接口添加新方法，如 stream()、parallelStream()、forEach() 和 removeIf() 等等。

尽管默认方法有这么多好处，但在实际开发中应该谨慎使用：在复杂的继承体系中，默认方法可能引起歧义和编译错误。如果你想了解更多细节，可以参考官方文档。

2.3 方法引用

方法引用使得开发者可以直接引用现存的方法、Java 类的构造方法或者实例对象。方法引用和 Lambda 表达式配合使用，使得 java 类的构造方法看起来紧凑而简洁，没有很多复杂的模板代码。

西门的例子中，Car 类是不同方法引用的例子，可以帮助读者区分四种类型的方法引用。

public static class Car {
    public static Car create( final Supplier< Car > supplier ) {
        return supplier.get();
    }              
        
    public static void collide( final Car car ) {
        System.out.println( "Collided " + car.toString() );
    }
        
    public void follow( final Car another ) {
        System.out.println( "Following the " + another.toString() );
    }
        
    public void repair() {   
        System.out.println( "Repaired " + this.toString() );
    }
}

第一种方法引用的类型是构造器引用，语法是 Class::new，或者更一般的形式：Class::new。注意：这个构造器没有参数。

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

第二种方法引用的类型是静态方法引用，语法是 Class::static_method。注意：这个方法接受一个 Car 类型的参数。

cars.forEach( Car::collide );

第三种方法引用的类型是某个类的成员方法的引用，语法是 Class::method，注意，这个方法没有定义入参：

cars.forEach( Car::repair );

第四种方法引用的类型是某个实例对象的成员方法的引用，语法是 instance::method。注意：这个方法接受一个 Car 类型的参数：

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

运行上述例子，可以在控制台看到如下输出（Car 实例可能不同）：

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

如果想了解和学习更详细的内容，可以参考官方文档

2.4 重复注解

自从 Java 5 中引入注解以来，这个特性开始变得非常流行，并在各个框架和项目中被广泛使用。不过，注解有一个很大的限制是：在同一个地方不能多次使用同一个注解。Java 8 打破了这个限制，引入了重复注解的概念，允许在同一个地方多次使用同一个注解。

在 Java 8 中使用 @Repeatable 注解定义重复注解，实际上，这并不是语言层面的改进，而是编译器做的一个 trick，底层的技术仍然相同。可以利用下面的代码说明：

package com.javacodegeeks.java8.repeatable.annotations;

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

public class RepeatingAnnotations {
    @Target( ElementType.TYPE )
    @Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )
    public @interface Filters {
        Filter[] value();
    }
    
    @Target( ElementType.TYPE )
    @Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )
    @Repeatable( Filters.class )
    public @interface Filter {
        String value();
    };
    
    @Filter( "filter1" )
    @Filter( "filter2" )
    public interface Filterable {        
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        for( Filter filter: Filterable.class.getAnnotationsByType( Filter.class ) ) {
            System.out.println( filter.value() );
        }
    }
}

正如我们所见，这里的 Filter 类使用 @Repeatable(Filters.class) 注解修饰，而 Filters 是存放 Filter 注解的容器，编译器尽量对开发者屏蔽这些细节。这样，Filterable 接口可以用两个 Filter 注解注释（这里并没有提到任何关于 Filters 的信息）。

另外，反射 API 提供了一个新的方法：getAnnotationsByType()，可以返回某个类型的重复注解，例如Filterable.class.getAnnoation(Filters.class)将返回两个 Filter 实例，输出到控制台的内容如下所示：

如果你希望了解更多内容，可以参考官方文档。

2.5 更好的类型推断

Java 8 编译器在类型推断方面有很大的提升，在很多场景下编译器可以推导出某个参数的数据类型，从而使得代码更为简洁。例子代码如下：

package com.javacodegeeks.java8.type.inference;

public class Value< T > {
    public static< T > T defaultValue() { 
        return null; 
    }
    
    public T getOrDefault( T value, T defaultValue ) {
        return ( value != null ) ? value : defaultValue;
    }
}

下列代码是 Value 类型的应用：

package com.javacodegeeks.java8.type.inference;

public class TypeInference {
    public static void main(String[] args) {
        final Value< String > value = new Value<>();
        value.getOrDefault( "22", Value.defaultValue() );
    }
}

参数 Value.defaultValue() 的类型由编译器推导得出，不需要显式指明。在 Java 7 中这段代码会有编译错误，除非使用Value.<String>defaultValue()。

2.6 拓宽注解的应用场景

Java 8 拓宽了注解的应用场景。现在，注解几乎可以使用在任何元素上：局部变量、接口类型、超类和接口实现类，甚至可以用在函数的异常定义上。下面是一些例子：

package com.javacodegeeks.java8.annotations;

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;

public class Annotations {
    @Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )
    @Target( { ElementType.TYPE_USE, ElementType.TYPE_PARAMETER } )
    public @interface NonEmpty {        
    }
        
    public static class Holder< @NonEmpty T > extends @NonEmpty Object {
        public void method() throws @NonEmpty Exception {           
        }
    }
        
    @SuppressWarnings( "unused" )
    public static void main(String[] args) {
        final Holder< String > holder = new @NonEmpty Holder< String >();       
        @NonEmpty Collection< @NonEmpty String > strings = new ArrayList<>();       
    }
}

ElementType.TYPE_USER 和 ElementType.TYPE_PARAMETER 是 Java 8 新增的两个注解，用于描述注解的使用场景。Java 语言也做了对应的改变，以识别这些新增的注解。

3.1 参数名称

为了在运行时获得 Java 程序中方法的参数名称，老一辈的 Java 程序员必须使用不同方法，例如 Paranamer liberary。Java 8 终于将这个特性规范化，在语言层面（使用反射 API 和 Parameter.getName() 方法）和字节码层面（使用新的 javac 编译器以及 -parameters 参数）提供支持。

package com.javacodegeeks.java8.parameter.names;

import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Parameter;

public class ParameterNames {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Method method = ParameterNames.class.getMethod( "main", String[].class );
        for( final Parameter parameter: method.getParameters() ) {
            System.out.println( "Parameter: " + parameter.getName() );
        }
    }
}

在 Java 8 中这个特性是默认关闭的，因此如果不带 -parameters 参数编译上述代码并运行，则会输出如下结果：

如果带 -parameters 参数，则会输出如下结果（正确的结果）：

如果你使用 Maven 进行项目管理，则可以在 maven-compiler-plugin 编译器的配置项中配置 -parameters 参数：

<plugin>
    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
    <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
    <version>3.1</version>
    <configuration>
        <compilerArgument>-parameters</compilerArgument>
        <source>1.8</source>
        <target>1.8</target>
    </configuration>
</plugin>

Java 8 增加了很多新的工具类（date/time 类），并扩展了现存的工具类，以支持现代的并发编程、函数式编程等。

4.1 Optional

Java 应用中最常见的 bug 就是空值异常。在 Java 8 之前，Google Guava 引入了 Optionals 类来解决 NullPointerException，从而避免源码被各种 null 检查污染，以便开发者写出更加整洁的代码。Java 8 也将 Optional 加入了官方库。

Optional 仅仅是一个容易：存放 T 类型的值或者 null。它提供了一些有用的接口来避免显式的 null 检查，可以参考 Java 8 官方文档了解更多细节。

接下来看一点使用 Optional 的例子：可能为空的值或者某个类型的值：

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

如果 Optional 实例持有一个非空值，则 isPresent() 方法返回 true，否则返回 false；orElseGet() 方法，Optional 实例持有 null，则可以接受一个 lambda 表达式生成的默认值；map() 方法可以将现有的 Opetional 实例的值转换成新的值；orElse() 方法与 orElseGet() 方法类似，但是在持有 null 的时候返回传入的默认值。

上述代码的输出结果如下：

Full Name is set? false
Full Name: [none]
Hey Stranger!

再看下另一个简单的例子：

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

这个例子的输出是：

First Name is set? true
First Name: Tom
Hey Tom!

如果想了解更多的细节，请参考官方文档。

4.2 Streams

新增的 Stream API（java.util.stream）将生成环境的函数式编程引入了 Java 库中。这是目前为止最大的一次对 Java 库的完善，以便开发者能够写出更加有效、更加简洁和紧凑的代码。

Stream API 极大得简化了集合操作（后面我们会看到不止是集合），首先看下这个叫 Task 的类：

public class Streams  {
    private enum Status {
        OPEN, CLOSED
    };
    
    private static final class Task {
        private final Status status;
        private final Integer points;

        Task( final Status status, final Integer points ) {
            this.status = status;
            this.points = points;
        }
        
        public Integer getPoints() {
            return points;
        }
        
        public Status getStatus() {
            return status;
        }
        
        @Override
        public String toString() {
            return String.format( "[%s, %d]", status, points );
        }
    }
}

Task 类有一个分数（或伪复杂度）的概念，另外还有两种状态：OPEN 或者 CLOSED。现在假设有一个 task 集合：

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

首先看一个问题：在这个 task 集合中一共有多少个 OPEN 状态的点？在 Java 8 之前，要解决这个问题，则需要使用 foreach 循环遍历 task 集合；但是在 Java 8 中可以利用 steams 解决：包括一系列元素的列表，并且支持顺序和并行处理。

final long totalPointsOfOpenTasks = tasks
    .stream()
    .filter( task -> task.getStatus() == Status.OPEN )
    .mapToInt( Task::getPoints )
    .sum();
        
System.out.println( "Total points: " + totalPointsOfOpenTasks );

运行这个方法的控制台输出是：

这里有很多知识点值得说。首先，tasks 集合被转换成 steam 表示；其次，在 steam 上的 filter 操作会过滤掉所有 CLOSED 的 task；第三，mapToInt 操作基于每个 task 实例的 Task::getPoints 方法将 task 流转换成 Integer 集合；最后，通过 sum 方法计算总和，得出最后的结果。

在学习下一个例子之前，还需要记住一些 steams（点此更多细节）的知识点。Steam 之上的操作可分为中间操作和晚期操作。

中间操作会返回一个新的 steam——执行一个中间操作（例如 filter）并不会执行实际的过滤操作，而是创建一个新的 steam，并将原 steam 中符合条件的元素放入新创建的 steam。

晚期操作（例如 forEach 或者 sum），会遍历 steam 并得出结果或者附带结果；在执行晚期操作之后，steam 处理线已经处理完毕，就不能使用了。在几乎所有情况下，晚期操作都是立刻对 steam 进行遍历。

steam 的另一个价值是创造性地支持并行处理（parallel processing）。对于上述的 tasks 集合，我们可以用下面的代码计算所有任务的点数之和：

final double totalPoints = tasks
   .stream()
   .parallel()
   .map( task -> task.getPoints() ) 
   .reduce( 0, Integer::sum );
    
System.out.println( "Total points (all tasks): " + totalPoints );

这里我们使用 parallel 方法并行处理所有的 task，并使用 reduce 方法计算最终的结果。控制台输出如下：

Total points（all tasks）: 26.0

对于一个集合，经常需要根据某些条件对其中的元素分组。利用 steam 提供的 API 可以很快完成这类任务，代码如下：

final Map< Status, List< Task > > map = tasks
    .stream()
    .collect( Collectors.groupingBy( Task::getStatus ) );
System.out.println( map );

控制台的输出如下：

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

最后一个关于 tasks 集合的例子问题是：如何计算集合中每个任务的点数在集合中所占的比重，具体处理的代码如下：

final Collection< String > result = tasks
    .stream()                                        
    .mapToInt( Task::getPoints )                     
    .asLongStream()                                  
    .mapToDouble( points -> points / totalPoints )   
    .boxed()                                         
    .mapToLong( weigth -> ( long )( weigth * 100 ) ) 
    .mapToObj( percentage -> percentage + "%" )      
    .collect( Collectors.toList() );                 
        
System.out.println( result );

控制台输出结果如下：

最后，正如之前所说，Steam API 不仅可以作用于 Java 集合，传统的 IO 操作（从文件或者网络一行一行得读取数据）可以受益于 steam 处理，这里有一个小例子：

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

Stream 的方法 onClose 返回一个等价的有额外句柄的 Stream，当 Stream 的 close（）方法被调用的时候这个句柄会被执行。Stream API、Lambda 表达式还有接口默认方法和静态方法支持的方法引用，是 Java 8 对软件开发的现代范式的响应。

4.3 Date/Time API(JSR 310)

Java 8 引入了新的 Date-Time API(JSR 310) 来改进时间、日期的处理。时间和日期的管理一直是最令 Java 开发者痛苦的问题。java.util.Date 和后来的 java.util.Calendar 一直没有解决这个问题（甚至令开发者更加迷茫）。

因为上面这些原因，诞生了第三方库 Joda-Time，可以替代 Java 的时间管理 API。Java 8 中新的时间和日期管理 API 深受 Joda-Time 影响，并吸收了很多 Joda-Time 的精华。新的 java.time 包包含了所有关于日期、时间、时区、Instant（跟日期类似但是精确到纳秒）、duration（持续时间）和时钟操作的类。新设计的 API 认真考虑了这些类的不变性（从 java.util.Calendar 吸取的教训），如果某个实例需要修改，则返回一个新的对象。

我们接下来看看 java.time 包中的关键类和各自的使用例子。首先，Clock 类使用时区来返回当前的纳秒时间和日期。Clock 可以替代 System.currentTimeMillis() 和 TimeZone.getDefault()。

final Clock clock = Clock.systemUTC();
System.out.println( clock.instant() );
System.out.println( clock.millis() );

这个例子的输出结果是：

2014-04-12T15:19:29.282Z

第二，关注下 LocalDate 和 LocalTime 类。LocalDate 仅仅包含 ISO-8601 日历系统中的日期部分；LocalTime 则仅仅包含该日历系统中的时间部分。这两个类的对象都可以使用 Clock 对象构建得到。

final LocalDate date = LocalDate.now();
final LocalDate dateFromClock = LocalDate.now( clock );
        
System.out.println( date );
System.out.println( dateFromClock );
        

final LocalTime time = LocalTime.now();
final LocalTime timeFromClock = LocalTime.now( clock );
        
System.out.println( time );
System.out.println( timeFromClock );

上述例子的输出结果如下：

2014-04-12
2014-04-12
11:25:54.568
15:25:54.568

LocalDateTime 类包含了 LocalDate 和 LocalTime 的信息，但是不包含 ISO-8601 日历系统中的时区信息。这里有一些关于 LocalDate 和 LocalTime 的例子：

final LocalDateTime datetime = LocalDateTime.now();
final LocalDateTime datetimeFromClock = LocalDateTime.now( clock );
        
System.out.println( datetime );
System.out.println( datetimeFromClock );

上述这个例子的输出结果如下：

2014-04-12T11:37:52.309
2014-04-12T15:37:52.309

如果你需要特定时区的 data/time 信息，则可以使用 ZoneDateTime，它保存有 ISO-8601 日期系统的日期和时间，而且有时区信息。下面是一些使用不同时区的例子：

final ZonedDateTime zonedDatetime = ZonedDateTime.now();
final ZonedDateTime zonedDatetimeFromClock = ZonedDateTime.now( clock );
final ZonedDateTime zonedDatetimeFromZone = ZonedDateTime.now( ZoneId.of( "America/Los_Angeles" ) );
        
System.out.println( zonedDatetime );
System.out.println( zonedDatetimeFromClock );
System.out.println( zonedDatetimeFromZone );

这个例子的输出结果是：

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

最后看下 Duration 类，它持有的时间精确到秒和纳秒。这使得我们可以很容易得计算两个日期之间的不同，例子代码如下：

final LocalDateTime from = LocalDateTime.of( 2014, Month.APRIL, 16, 0, 0, 0 );
final LocalDateTime to = LocalDateTime.of( 2015, Month.APRIL, 16, 23, 59, 59 );

final Duration duration = Duration.between( from, to );
System.out.println( "Duration in days: " + duration.toDays() );
System.out.println( "Duration in hours: " + duration.toHours() );

这个例子用于计算 2014 年 4 月 16 日和 2015 年 4 月 16 日之间的天数和小时数，输出结果如下：

Duration in days: 365
Duration in hours: 8783

对于 Java 8 的新日期时间的总体印象还是比较积极的，一部分是因为 Joda-Time 的积极影响，另一部分是因为官方终于听取了开发人员的需求。如果希望了解更多细节，可以参考官方文档。

4.4 Nashorn JavaScript 引擎

Java 8 提供了新的 Nashorn JavaScript 引擎，使得我们可以在 JVM 上开发和运行 JS 应用。Nashorn JavaScript 引擎是 javax.script.ScriptEngine 的另一个实现版本，这类 Script 引擎遵循相同的规则，允许 Java 和 JavaScript 交互使用，例子代码如下：

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

这个代码的输出结果如下：

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

4.5 Base64

对 Base64 编码的支持已经被加入到 Java 8 官方库中，这样不需要使用第三方库就可以进行 Base64 编码，例子代码如下：

package com.javacodegeeks.java8.base64;

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Base64;

public class Base64s {
    public static void main(String[] args) {
        final String text = "Base64 finally in Java 8!";
        
        final String encoded = Base64
            .getEncoder()
            .encodeToString( text.getBytes( StandardCharsets.UTF_8 ) );
        System.out.println( encoded );
        
        final String decoded = new String( 
            Base64.getDecoder().decode( encoded ),
            StandardCharsets.UTF_8 );
        System.out.println( decoded );
    }
}

这个例子的输出结果如下：

QmFzZTY0IGZpbmFsbHkgaW4gSmF2YSA4IQ==
Base64 finally in Java 8!

新的 Base64API 也支持 URL 和 MINE 的编码解码。
(_Base64._getUrlEncoder()** / _Base64._getUrlDecoder(), _Base64._getMimeEncoder() / _Base64._getMimeDecoder()**)。

4.6 并行数组

Java8 版本新增了很多新的方法，用于支持并行数组处理。最重要的方法是 parallelSort()，可以显著加快多核机器上的数组排序。下面的例子论证了 parallexXxx 系列的方法：

package com.javacodegeeks.java8.parallel.arrays;

import java.util.Arrays;
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;

public class ParallelArrays {
    public static void main( String[] args ) {
        long[] arrayOfLong = new long [ 20000 ];        
        
        Arrays.parallelSetAll( arrayOfLong, 
            index -> ThreadLocalRandom.current().nextInt( 1000000 ) );
        Arrays.stream( arrayOfLong ).limit( 10 ).forEach( 
            i -> System.out.print( i + " " ) );
        System.out.println();
        
        Arrays.parallelSort( arrayOfLong );     
        Arrays.stream( arrayOfLong ).limit( 10 ).forEach( 
            i -> System.out.print( i + " " ) );
        System.out.println();
    }
}

上述这些代码使用 parallelSetAll() 方法生成 20000 个随机数，然后使用 parallelSort() 方法进行排序。这个程序会输出乱序数组和排序数组的前 10 个元素。上述例子的代码输出的结果是：

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

4.7 并发性

基于新增的 lambda 表达式和 steam 特性，为 Java 8 中为 java.util.concurrent.ConcurrentHashMap 类添加了新的方法来支持聚焦操作；另外，也为 java.util.concurrentForkJoinPool 类添加了新的方法来支持通用线程池操作（更多内容可以参考我们的并发编程课程）。

Java 8 还添加了新的 java.util.concurrent.locks.StampedLock 类，用于支持基于容量的锁——该锁有三个模型用于支持读写操作（可以把这个锁当做是 java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock 的替代者）。

在 java.util.concurrent.atomic 包中也新增了不少工具类，列举如下：

• DoubleAccumulator
• DoubleAdder
• LongAccumulator
• LongAdder

Java 8 提供了一些新的命令行工具，这部分会讲解一些对开发者最有用的工具。

5.1 Nashorn 引擎：jjs

jjs 是一个基于标准 Nashorn 引擎的命令行工具，可以接受 js 源码并执行。例如，我们写一个 func.js 文件，内容如下：

function f() { 
     return 1; 
}; 

print( f() + 1 );

可以在命令行中执行这个命令：jjs func.js，控制台输出结果是：

如果需要了解细节，可以参考官方文档。

5.2 类依赖分析器：jdeps

jdeps 是一个相当棒的命令行工具，它可以展示包层级和类层级的 Java 类依赖关系，它以.class 文件、目录或者 Jar 文件为输入，然后会把依赖关系输出到控制台。

我们可以利用 jedps 分析下 Spring Framework 库，为了让结果少一点，仅仅分析一个 JAR 文件：org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar。

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

这个命令会输出很多结果，我们仅看下其中的一部分：依赖关系按照包分组，如果在 classpath 上找不到依赖，则显示 “not found”.

org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar -> C:\Program Files\Java\jdk1.8.0\jre\lib\rt.jar
   org.springframework.core (org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar)
      -> java.io                                            
      -> java.lang                                          
      -> java.lang.annotation                               
      -> java.lang.ref                                      
      -> java.lang.reflect                                  
      -> java.util                                          
      -> java.util.concurrent                               
      -> org.apache.commons.logging                         not found
      -> org.springframework.asm                            not found
      -> org.springframework.asm.commons                    not found
   org.springframework.core.annotation (org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar)
      -> java.lang                                          
      -> java.lang.annotation                               
      -> java.lang.reflect                                  
      -> java.util

更多的细节可以参考官方文档。

使用 Metaspace（JEP 122）代替持久代（PermGen space）。在 JVM 参数方面，使用 -XX:MetaSpaceSize 和 -XX:MaxMetaspaceSize 代替原来的 -XX:PermSize 和 -XX:MaxPermSize。

通过为开发者提供很多能够提高生产力的特性，Java 8 使得 Java 平台前进了一大步。现在还不太适合将 Java 8 应用在生产系统中，但是在之后的几个月中 Java 8 的应用率一定会逐步提高（PS: 原文时间是 2014 年 5 月 9 日，现在在很多公司 Java 8 已经成为主流，我司由于体量太大，现在也在一点点上 Java 8，虽然慢但是好歹在升级了）。作为开发者，现在应该学习一些 Java 8 的知识，为升级做好准备。

关于 Spring：对于企业级开发，我们也应该关注 Spring 社区对 Java 8 的支持，可以参考这篇文章——Spring 4 支持的 Java 8 新特性一览

• 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

本号专注于后端技术、JVM 问题排查和优化、Java 面试题、个人成长和自我管理等主题，为读者提供一线开发者的工作和成长经验，期待你能在这里有所收获。

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