JDK 每半年就会更新一次新特性,再不掌握就要落伍了:JDK8 的新特性

该图片由Alexandr PodvalnyPixabay上发布

你好,我是看山。

本文收录在 《Java 进阶》 系列专栏中。

从 2017 年开始,JDK 版本更新策略从原来的每两年一个新版本,改为每六个月一个新版本,以快速验证新特性,推动 Java 的发展。从 《JVM Ecosystem Report 2021》 中可以看出,目前开发环境中仍有近半的环境使用 JDK8,有近半的人转移到了 JDK11,随着 JDK17 的发布,相信比例会有所变化。

因此,准备出一个系列,配合示例讲解,阐述从 JDK8 开始各个版本的新特性。

概览

JDK8 从 2014 年问世,到现在已是数个年头。这个版本新增了 Stream API、Lambda 表达式、新时间 API 等各种新特性,相比很多新兴语言也不遑多让。今天就来聊聊 JDK8 中好玩好使的特性功能(完整特性请参见 这里)。

接口方法

在 JDK8 之前,接口只能够定义public abstract方法,默认可以不写修饰符。当在接口中新增方法定义,该接口的所有实现类都需要新增这个方法的实现,这样对于升级扩展很不友好。

从 JDK8 开始,我们可以在接口中定义静态方法和默认方法了,也就是我们可以在接口中定义具有具体操作行为的方法定义,这样接口的实现类可以有选择的实现接口方法。

静态方法

JDK8 之前,静态方法是类的专属技能,这样会引起概念上的一些歧义。比如,我们定义一个生产者Producer接口,所有生产者都继承该接口,这个时候,我们需要一个静态方法提供Producer的名字。这个时候,在单独定义一个类提供一个静态方法提供名字,可以实现功能,但是略显复杂。

现在我们直接在Producer生产者接口中定义静态方法即可:

static String producer() {
    return "target: " + System.currentTimeMillis();
}

沿用约定的限定范围,我们不需要在方法前面加public。这个静态方法只能通过接口调用,或者在接口内部直接引用。比如:

final String target = Producer.producer();

默认方法

接口的默认方法定义需要使用default关键字,接口中定义的默认方法可以在实现类中重写。

比如,我们的生产者Producer需要生产东西,我们可以在接口中定义一个默认方法:

default String produce() {
    return "NULL";
}

我们可以定义Producer的实现类是Hamburger,可以选择重写接口的默认方法,也可以不用重写。比如:

public class Hamburger implements Producer {
}

使用的时候直接调用:

final Producer producer = new Hamburger();
System.out.println(producer.produce());

这个时候会打印“NULL”。我们还可以在Hamburger中重写produce方法:

@Override
public String produce() {
    return "HAMBURGER";
}

这个时候会打印“HAMBURGER”。

方法引用

我们在使用 Lambda 表达式时,可以使用方法引用,使表达式更短、更易读。方法引用有四种表达形式:

  • 静态方法引用
  • 实例方法引用
  • 特定类型的实例方法引用
  • 构造方法引用

下面我们分别说一下。

静态方法引用

静态方法引用语法是:类名:: 方法名。假设我们需要判断一个List<String>队列中所有元素是否为空,通过 Stream API 我们可以这样判断:

final List<String> list = Lists.newArrayList("1", "2", "3", null, "4");
final boolean hasNullElement = list.stream()
        .anyMatch(x -> Objects.isNull(x));
System.out.println(hasNullElement);

可以看到,anyMath方法中只调用了Objects.isNull方法,而且方法的入参直接是列表中的元素,此时,我们可以直接使用静态方法引用,将代码改写一下:

final boolean hasNullElementAlso = list.stream().anyMatch(Objects::isNull);

这样看起来清爽多了。

实例方法引用

实例方法引用语法是:实例:: 方法名。比如,我们有一个列表中全是LocalDate类型数据,现在需要对其进行格式化,返回一个字符串列表。我们可以这样使用:

final DateTimeFormatter fmt = DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE;
final List<LocalDate> dates = Lists.newArrayList(
        LocalDate.MIN,
        LocalDate.now(),
        LocalDate.MAX
);
final List<String> dateStrs = dates.stream()
        .map(d -> fmt.format(d))
        .collect(Collectors.toList());

map方法中通过DateTimeFormatter的实例对象调用了format方法,入参也是 Lambda 表达式中的元素,这样就可以使用实例方法引用,代码可以改写为:

final List<String> dateStrList = dates.stream()
        .map(fmt::format)
        .collect(Collectors.toList());

这样写起来顺手多了。

特定类型的实例方法引用

这种方法引用有一个前提条件,就是必须是 Lambda 表达式元素类型对应的方法。语法是:特定类型:: 方法名。比如,我们需要判断一个全都不为null的字符串列表中,空字符的数量,我们可以这样写:

final List<String> nonNullList = Lists.newArrayList("1", "2", "3", "", "4", "");
final long emptyCount = nonNullList.stream()
        .filter(x -> x.isEmpty())
        .count();

我们可以看到,filter方法中引用的函数是利用 Lambda 表达式元素对象的方法,这个时候我们可以将代码改写为:

final long emptyElementCount = nonNullList.stream()
        .filter(String::isEmpty)
        .count();

这样能够清晰的看出是哪个类的方法了。

构造方法引用

构造方法引用的语法是:类名::new。在 Java 中,构造方法是一种特殊的方法,所以构造方法的引用与上面几种方法类似。比如,想要将字符串列表中的元素全部转换为Integer格式:

final List<String> allIntList = Lists.newArrayList("1", "2", "3", "4");
final List<Integer> ints = allIntList.stream()
        .map(x -> new Integer(x))
        .collect(Collectors.toList());

我们可以改写为:

final List<Integer> intList = allIntList.stream()
        .map(Integer::new)
        .collect(Collectors.toList());

Optional 神器

空指针异常(NullPointException,NPE)是特别低级但又很难避免的异常,说他低级是因为只要看到这个异常,就能够很容易的修复,但是我们很难百分之百的避免这个异常的存在。在 JDK8 之前,我们只能通过类似obj != null这种模板式方法判断。在 JDK8 新增的神器Optional可以更加优雅的解决这个问题。

创建 Optional

Optional的构造方法是使用private修饰的,其提供了三个静态方法,用于创建Optional实例,分别是emptyofofNullable,创建之后,Optional是不可变的。

我们可以使用empty定义一个具有空值的Optional对象:

final Optional<String> optional = Optional.empty();

使用of定义一个不为空的对象:

final String str = "value";
final Optional<String> optional = Optional.of(str);

这里需要注意一下,of方法赋值时,使用Objects.requireNonNull验证参数是否为空,为空就会抛出NullPointerException异常。

如果不太确定是否为空,可以使用ofNullable创建对象:

final String str = getSomeStr();
final Optional<String> optional = Optional.ofNullable(str);

使用 Optional

比如,我们需要返回一个字符串列表List<String>,当结果是null的时候,我们返回返回new ArrayList<>()。如果是在 JDK8 之前,我们得这样写:

List<String> list = getList();
List<String> listOpt = list != null ? list : new ArrayList<>();

现在,我们可以借助Optional的能力:

List<String> listOpt = Optional.ofNullable(getList())
        .orElse(new ArrayList<>());

小试牛刀,还不错,下面放大招。

前方高能,请注意

假设,我们有一个User类,内部有个Address类,在内部有个street属性,我们现在想要获取一个User对象的street值。如果是以前,我们需要各种判断是否是null,代码会写成这样:

User user = getUser();
if (user != null) {
    Address address = user.getAddress();
    if (address != null) {
        String street = address.getStreet();
        if (street != null) {
            return street;
        }
    }
}
return "not specified";

是不是似曾相识,或者以前亲手写过。现在有了Optional,我们就不需要这么麻烦了:

String result = Optional.ofNullable(getUser())
        .map(User::getAddress)
        .map(Address::getStreet)
        .orElse("not specified");

是不是相当的优雅,map方法返回的也是Optional对象,所以我们可以无限处理下去。

如果User类中的getAddress方法返回的本身就是Optional对象,我们可以使用flatMap替换map

还有一种情况是我们需要捕捉 NPE 的情况,但是需要包装为其他自定义异常,这个时候可以使用orElseThrow方法:

String value = null;
Optional<String> valueOpt = Optional.ofNullable(value);
String result = valueOpt.orElseThrow(CustomException::new).toUpperCase();

这里只是简单给出几个例子,更多功能可以参见 《一文掌握 Java8 的 Optional 的 6 种操作》

文末总结

本文给出了 JDK8 中几个比较有意思的特性,完整的特性清单可以从https://openjdk.java.net/projects/jdk8/features查看。

本文所有代码都可以通过在公众号「看山的小屋」回复“java”获取。

推荐阅读


你好,我是看山。游于码界,戏享人生。如果文章对您有帮助,请点赞、收藏、关注。我还整理了一些精品学习资料,关注公众号「看山的小屋」,回复“资料”即可获得。

个人主页:https://www.howardliu.cn
个人博文:JDK 每半年就会更新一次新特性,再不掌握就要落伍了:JDK8 的新特性
CSDN 主页:https://kanshan.blog.csdn.net/
CSDN 博文:JDK 每半年就会更新一次新特性,再不掌握就要落伍了:JDK8 的新特性

👇🏻欢迎关注我的公众号「看山的小屋」,领取精选资料👇🏻

公众号:看山的小屋