Java 8 新特性詳解

前言： Java 8 已經發布很久了，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（發佈於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
• 運行時（JVM）

2. Java語言的新特性

Java 8是Java的一個重大版本，有人認爲，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表達式和函數式接口

Lambda表達式（也稱爲閉包）是Java 8中最大和最令人期待的語言改變。它允許我們將函數當成參數傳遞給某個方法，或者把代碼本身當作數據處理：函數式開發者非常熟悉這些概念。很多JVM平臺上的語言（Groovy、Scala等）從誕生之日就支持Lambda表達式，但是Java開發者沒有選擇，只能使用匿名內部類代替Lambda表達式。

Lambda的設計耗費了很多時間和很大的社區力量，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表達式可由逗號分隔的參數列表、->符號和語句塊組成，例如：

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

在上面這個代碼中的參數e的類型是由編譯器推理得出的，你也可以顯式指定該參數的類型，例如：

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

如果Lambda表達式需要更復雜的語句塊，則可以使用花括號將該語句塊括起來，類似於Java中的函數體，例如：

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

Lambda表達式可以引用類成員和局部變量（會將這些變量隱式得轉換成final的），例如下列兩個代碼塊的效果完全相同：

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表達式有返回值，返回值的類型也由編譯器推理得出。如果Lambda表達式中的語句塊只有一行，則可以不用使用return語句，下列兩個代碼片段效果相同：

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的設計者們爲了讓現有的功能與Lambda表達式良好兼容，考慮了很多方法，於是產生了函數接口這個概念。函數接口指的是隻有一個函數的接口，這樣的接口可以隱式轉換爲Lambda表達式。java.lang.Runnable和java.util.concurrent.Callable是函數式接口的最佳例子。在實踐中，函數式接口非常脆弱：只要某個開發者在該接口中添加一個函數，則該接口就不再是函數式接口進而導致編譯失敗。爲了克服這種代碼層面的脆弱性，並顯式說明某個接口是函數式接口，Java 8 提供了一個特殊的註解@FunctionalInterface（Java 庫中的所有相關接口都已經帶有這個註解了），舉個簡單的函數式接口的定義：

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

不過有一點需要注意，默認方法和靜態方法不會破壞函數式接口的定義，因此如下的代碼是合法的。

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

Lambda表達式作爲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，並在純Java編程中使用函數式編程的概念。如果你需要了解更多Lambda表達式的細節，可以參考官方文檔。

2.2 接口的默認方法和靜態方法

Java 8使用兩個新概念擴展了接口的含義：默認方法和靜態方法。默認方法使得接口有點類似traits，不過要實現的目標不一樣。默認方法使得開發者可以在 不破壞二進制兼容性的前提下，往現存接口中添加新的方法，即不強制那些實現了該接口的類也同時實現這個新加的方法。

默認方法和抽象方法之間的區別在於抽象方法需要實現，而默認方法不需要。接口提供的默認方法會被接口的實現類繼承或者覆寫，例子代碼如下：

private interface Defaulable {
    // Interfaces now allow default methods, the implementer may or 
    // may not implement (override) them.
    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接口使用關鍵字default定義了一個默認方法notRequired()。DefaultableImpl類實現了這個接口，同時默認繼承了這個接口中的默認方法；OverridableImpl類也實現了這個接口，但覆寫了該接口的默認方法，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接口中可以定義靜態方法，例子代碼如下：

private interface DefaulableFactory {
    // Interfaces now allow static methods
    static Defaulable create( Supplier< Defaulable > supplier ) {
        return supplier.get();
    }
}

下面的代碼片段整合了默認方法和靜態方法的使用場景：

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() );
}

這段代碼的輸出結果如下：

Default implementation
Overridden implementation

由於JVM上的默認方法的實現在字節碼層面提供了支持，因此效率非常高。默認方法允許在不打破現有繼承體系的基礎上改進接口。該特性在官方庫中的應用是：給java.util.Collection接口添加新方法，如stream()、parallelStream()、forEach()和removeIf()等等。

儘管默認方法有這麼多好處，但在實際開發中應該謹慎使用：在複雜的繼承體系中，默認方法可能引起歧義和編譯錯誤。如果你想了解更多細節，可以參考官方文檔。

2.3 方法引用

方法引用使得開發者可以直接引用現存的方法、Java類的構造方法或者實例對象。方法引用和Lambda表達式配合使用，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代碼。

西門的例子中，Car類是不同方法引用的例子，可以幫助讀者區分四種類型的方法引用。

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() );
    }
}

第一種方法引用的類型是構造器引用，語法是Class::new，或者更一般的形式：Class<T>::new。注意：這個構造器沒有參數。

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

第二種方法引用的類型是靜態方法引用，語法是Class::static_method。注意：這個方法接受一個Car類型的參數。

cars.forEach( Car::collide );

第三種方法引用的類型是某個類的成員方法的引用，語法是Class::method，注意，這個方法沒有定義入參：

cars.forEach( Car::repair );

第四種方法引用的類型是某個實例對象的成員方法的引用，語法是instance::method。注意：這個方法接受一個Car類型的參數：

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

運行上述例子，可以在控制檯看到如下輸出（Car實例可能不同）：

Collided com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car</span><span class="hljs-variable" style="color:rgb(102,0,102);">@7a81197d</span></div></div></li><li><div class="hljs-ln-numbers"><div class="hljs-ln-line hljs-ln-n" data-line-number="2"></div></div><div class="hljs-ln-code"><div class="hljs-ln-line">Repaired com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences<span class="hljs-variable" style="color:rgb(102,0,102);">$Car@7a81197d
Following the com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197d

如果想了解和學習更詳細的內容，可以參考官方文檔

2.4 重複註解

自從Java 5中引入註解以來，這個特性開始變得非常流行，並在各個框架和項目中被廣泛使用。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，引入了重複註解的概念，允許在同一個地方多次使用同一個註解。

在Java 8中使用@Repeatable註解定義重複註解，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。可以利用下面的代碼說明：

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() );
        }
    }
}

正如我們所見，這裏的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屏蔽這些細節。這樣，Filterable接口可以用兩個Filter註解註釋（這裏並沒有提到任何關於Filters的信息）。

另外，反射API提供了一個新的方法：getAnnotationsByType()，可以返回某個類型的重複註解，例如Filterable.class.getAnnoation(Filters.class)將返回兩個Filter實例，輸出到控制檯的內容如下所示：

filter1
filter2

如果你希望瞭解更多內容，可以參考官方文檔。

2.5 更好的類型推斷

Java 8編譯器在類型推斷方面有很大的提升，在很多場景下編譯器可以推導出某個參數的數據類型，從而使得代碼更爲簡潔。例子代碼如下：

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;
    }
}

下列代碼是Value<String>類型的應用：

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() );
    }
}

參數Value.defaultValue()的類型由編譯器推導得出，不需要顯式指明。在Java 7中這段代碼會有編譯錯誤，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：局部變量、接口類型、超類和接口實現類，甚至可以用在函數的異常定義上。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 參數名稱

爲了在運行時獲得Java程序中方法的參數名稱，老一輩的Java程序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）和字節碼層面（使用新的javac編譯器以及-parameters參數）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中這個特性是默認關閉的，因此如果不帶-parameters參數編譯上述代碼並運行，則會輸出如下結果：

Parameter: arg0

如果帶-parameters參數，則會輸出如下結果（正確的結果）：

Parameter: args

如果你使用Maven進行項目管理，則可以在maven-compiler-plugin編譯器的配置項中配置-parameters參數：

<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>

4. Java官方庫的新特性

Java 8增加了很多新的工具類（date/time類），並擴展了現存的工具類，以支持現代的併發編程、函數式編程等。

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，從而避免源碼被各種null檢查污染，以便開發者寫出更加整潔的代碼。Java 8也將Optional加入了官方庫。

Optional僅僅是一個容易：存放T類型的值或者null。它提供了一些有用的接口來避免顯式的null檢查，可以參考Java 8官方文檔瞭解更多細節。

接下來看一點使用Optional的例子：可能爲空的值或者某個類型的值：

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實例持有一個非空值，則isPresent()方法返回true，否則返回false；orElseGet()方法，Optional實例持有null，則可以接受一個lambda表達式生成的默認值；map()方法可以將現有的Opetional實例的值轉換成新的值；orElse()方法與orElseGet()方法類似，但是在持有null的時候返回傳入的默認值。

上述代碼的輸出結果如下：

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

再看下另一個簡單的例子：

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();

這個例子的輸出是：

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

如果想了解更多的細節，請參考官方文檔。

4.2 Streams

新增的Stream API（java.util.stream）將生成環境的函數式編程引入了Java庫中。這是目前爲止最大的一次對Java庫的完善，以便開發者能夠寫出更加有效、更加簡潔和緊湊的代碼。

Steam 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：

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類有一個分數（或僞複雜度）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：

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循環遍歷task集合；但是在Java 8中可以利用steams解決：包括一系列元素的列表，並且支持順序和並行處理。

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

運行這個方法的控制檯輸出是：

Total points: 18

這裏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實例的Task::getPoints方法將task流轉換成Integer集合；最後，通過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之上的操作可分爲中間操作和晚期操作。

中間操作會返回一個新的steam——執行一箇中間操作（例如filter）並不會執行實際的過濾操作，而是創建一個新的steam，並將原steam中符合條件的元素放入新創建的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持並行處理（parallel processing）。對於上述的tasks集合，我們可以用下面的代碼計算所有任務的點數之和：

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

這裏我們使用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：

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，代碼如下：

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

控制檯的輸出如下：

{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，具體處理的代碼如下：

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

控制檯輸出結果如下：

[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（從文件或者網絡一行一行得讀取數據）可以受益於steam處理，這裏有一個小例子：

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 返回一個等價的有額外句柄的Stream，當Stream的close（）方法被調用的時候這個句柄會被執行。Stream API、Lambda表達式還有接口默認方法和靜態方法支持的方法引用，是Java 8對軟件開發的現代範式的響應。

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）。

因爲上面這些原因，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），如果某個實例需要修改，則返回一個新的對象。

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類使用時區來返回當前的納秒時間和日期。Clock可以替代System.currentTimeMillis()和TimeZone.getDefault()。

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

這個例子的輸出結果是：

2014-04-12T15:19:29.282Z
1397315969360

第二，關注下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。這兩個類的對象都可以使用Clock對象構建得到。

// Get the local date and local time
final LocalDate date = LocalDate.now();
final LocalDate dateFromClock = LocalDate.now( clock );
 
System.out.println( date );
System.out.println( dateFromClock );
 
// Get the local date and local time
final LocalTime time = LocalTime.now();
final LocalTime timeFromClock = LocalTime.now( clock );
 
System.out.println( time );
System.out.println( timeFromClock );

上述例子的輸出結果如下：

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

LocalDateTime類包含了LocalDate和LocalTime的信息，但是不包含ISO-8601日曆系統中的時區信息。這裏有一些關於LocalDate和LocalTime的例子：

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

上述這個例子的輸出結果如下：

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

如果你需要特定時區的data/time信息，則可以使用ZoneDateTime，它保存有ISO-8601日期系統的日期和時間，而且有時區信息。下面是一些使用不同時區的例子：

// Get the zoned date/time
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 );

這個例子的輸出結果是：

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，例子代碼如下：

// Get duration between two dates
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() );

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：

Duration in days: 365
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，一部分是因爲Joda-Time的積極影響，另一部分是因爲官方終於聽取了開發人員的需求。如果希望瞭解更多細節，可以參考官方文檔。

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上開發和運行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交互使用，例子代碼如下：

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;" ) );

這個代碼的輸出結果如下：

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

4.5 Base64

對Base64編碼的支持已經被加入到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，例子代碼如下：

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 );
    }
}

這個例子的輸出結果如下：

QmFzZTY0IGZpbmFsbHkgaW4gSmF2YSA4IQ==
Base64 finally in Java 8!

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

4.6 並行數組

Java8版本新增了很多新的方法，用於支持並行數組處理。最重要的方法是parallelSort()，可以顯著加快多核機器上的數組排序。下面的例子論證了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();
    }
}

上述這些代碼使用parallelSetAll()方法生成20000個隨機數，然後使用parallelSort()方法進行排序。這個程序會輸出亂序數組和排序數組的前10個元素。上述例子的代碼輸出的結果是：

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

4.7 併發性

基於新增的lambda表達式和steam特性，爲Java 8中爲java.util.concurrent.ConcurrentHashMap類添加了新的方法來支持聚焦操作；另外，也爲java.util.concurrentForkJoinPool類添加了新的方法來支持通用線程池操作（更多內容可以參考我們的併發編程課程）。

Java 8還添加了新的java.util.concurrent.locks.StampedLock類，用於支持基於容量的鎖——該鎖有三個模型用於支持讀寫操作（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行工具，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引擎的命令行工具，可以接受js源碼並執行。例如，我們寫一個func.js文件，內容如下：

function f() { 
     return 1; 
}; 
 
print( f() + 1 );

可以在命令行中執行這個命令：jjs func.js，控制檯輸出結果是：

2

如果需要了解細節，可以參考官方文檔。

5.2 類依賴分析器：jdeps

jdeps是一個相當棒的命令行工具，它可以展示包層級和類層級的Java類依賴關係，它以.class文件、目錄或者Jar文件爲輸入，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，爲了讓結果少一點，僅僅分析一個JAR文件：org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar。

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”.

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

更多的細節可以參考官方文檔。

6. JVM的新特性

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

7. 結論

通過爲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已經成爲主流，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）。作爲開發者，現在應該學習一些Java 8的知識，爲升級做好準備。

關於Spring：對於企業級開發，我們也應該關注Spring社區對Java 8的支持，可以參考這篇文章——Spring 4支持的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

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