Java8 新特性
一、Lambda 表达式
1. Lambda 使用
1.1 为什么要使用 Lambda 表达式?
Lambda 表达式是一个 匿名函数,我们可以把表达式理解为是 一段可以传递的代码(将代码像数据一样进行传递),可以写出更简洁、灵活的代码,作为一种更紧凑的代码风格,使 Java 的语言表达能力得到了提升。
1.2 从匿名内部类到 Lambda 的转换
举例 1:
@Test
public void test1() {
// 匿名内部类
Runnable r1 = new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("Hello World!");
}
};
r1.run();
System.out.println("===========================================");
// Lambda 表达式
Runnable r2 = () -> System.out.println("Hello Lambda!");
r2.run();
}

举例 2:
@Test
public void test2() {
// 使用匿名内部类作为参数传递
Comparator<String> comp1 = new Comparator<String>() {
@Override
public int compare(String o1, String o2) {
return Integer.compare(o1.length(), o2.length());
}
};
// 使用Lambda表达式作为参数传递
Comparator<String> comp2 = (o1, o2) -> Integer.compare(o1.length(), o2.length());
TreeSet<String> treeSet1 = new TreeSet<>(comp1);
treeSet1.add("A");
treeSet1.add("ABC");
treeSet1.add("AB");
treeSet1.forEach(System.out::println);
System.out.println("===========================================");
TreeSet<String> treeSet2 = new TreeSet<>(comp2);
treeSet2.add("A");
treeSet2.add("ABC");
treeSet2.add("AB");
treeSet2.forEach(System.out::println);
}

3. Lambda 表达式语法
Lambda 表达式在 Java 语言中引入了一个新的语法语法元素和操作符。这个操作符为 "->" ,该操作符被称为 Lambda 操作符或箭头操作符。它将 Lambda 分为两个部分:
- 左侧:指定了 Lambda 表达式需要的所有参数
- 右侧:指定了 Lambda 体,即 Lambda 表达式要执行的功能
语法格式一:无参,无返回值,Lambda 体只需一条语句
Runnable r1 = () -> System.out.println("Hello Lambda!");
语法格式二:Lambda 体只需一个参数
Consumer<String> fun1 = (arg) -> System.out.println(arg);
语法格式三:Lambda 体只需要一个参数时,参数的小括号可以省略
Consumer<String> fun2 = arg -> System.out.println(arg);
语法格式四:Lambda 体需要两个参数,并且有返回值
BinaryOperator<Long> bo1 = (Long x, Long y) -> {
System.out.println("实现函数式接口!");
return x + y;
};

类型推断 说明:
上述 Lambda 表达式中的参数类型都是由编译器推断得出的。Lambda 表达式中无需指定类型,程序依然可以编译,这是因为 javac 根据程序的上下文,在后台推断出了参数的类型。Lambda 表达式的类型依赖于上下文环境,是由编译器推断出来的,这就是所谓的 "类型推断"。
语法格式五:当 Lambda 体只有 一条 语句时,return 和 大括号 可以省略
BinaryOperator<Long> bo2 = (x, y) -> x + y;
2. 函数式接口
2.1 什么是函数式接口
- 只包含一个抽象方法的接口,称为 函数式接口
- 你可以通过 Lambda 表达式来创建该接口的对象(若 Lambda 表达式抛出一个受检异常,那么该异常需要在目标接口的抽象方法上进行声明)
- 我们可以在任意函数式接口上使用 @FunctionalInterface 注解,这样做可以检查它是否是一个函数式接口,同时 javadoc 也会包含一条声明,说明这个接口是一个函数式接口
2.2 自定义函数式接口
@FunctionalInterface
public interface MyFun1 {
int getValue();
}
函数式接口中使用泛型
@FunctionalInterface
public interface MyFun2<T> {
T getValue(T t);
}
2.3 作为参数传递 Lambda 表达式
public String toUpperStr(String str, MyFun2<String> fun) {
return fun.getValue(str);
}
作为参数传递 Lambda 表达式:
@Test
public void test4() {
String newStr = toUpperStr("abcde", s -> s.toUpperCase());
System.out.println("newStr = " + newStr);
}
作为参数传递 Lambda 表达式:为了将 Lambda 表达式作为参数传递,接收 Lambda 表达式的参数必须是与该 Lambda 表达式兼容的函数式接口的类型。
2.4 Java 内置四大核心函数式接口
函数式接口 | 参数类型 | 返回类型 | 用途 |
---|---|---|---|
Consumer<T> 消费型接口 | T | void | 对类型为 T 的对象应用操作,包含方法:void accept(T t); |
Supplier<T> 供给型接口 | 无 | T | 返回类型为 T 的对象,包含方法:T get(); |
Function<T> 函数型接口 | T | R | 对类型为 T 的对象应用操作,并返回结果,结果是 R 类型的对象,包含方法:R apply(T t); |
Predicate<T> 断定型接口 | T | boolean | 确定类型为 T 的对象是否满足某约束,并返回 boolean 值,包含方法 boolean test(T t); |
2.5 其他接口
函数式接口 | 参数类型 | 返回类型 | 用途 |
---|---|---|---|
BiFunction<T, U, R> | T, U | R | 对类型为 T, U 参数应用操作,返回 R 类型的结果,包含方法为 R apply(T t, U u); |
UnaryOperator<T> (Function 子接口) | T | T | 对类型为 T 的对象进行一元运算,并返回 T 类型的结果,包含方法为 T apply(T t); |
BinaryOperator<T> (BiFunction 子接口) | T, T | T | 对类型为 T 的对象进行二元运算,并返回 T 类型的结果,包含方法为 T apply(T t1, T t2); |
BiConsumer<T, U> | T, U | void | 对类型为 T, U 参数应用操作,包含方法为 void accept(T t, U u); |
ToIntFunction<T> ToLongFunction<T> ToDoubleFunction<T> | T | int long double | 分别计算 int、long、double 值的函数 |
IntFunction<R> LongFunction<R> DoubleFunction<R> | int long doubleR | R | 参数分别为 int、long、double 类型的函数 |
3. 方法引用与构造器引用
3.1 方法引用
当要传递给 Lambda 体的操作,已经有实现的方法了,可以使用方法引用!(实现抽象方法的参数列表,必须与方法引用的方法的参数列表保持一致!)
方法引用:使用操作符 "::" 将方法名和对象或类的名字分隔开来。
有如下三种主要使用情况:
- 对象 :: 实例方法
- 类 :: 静态方法
- 类 :: 实例方法
例如:
(x) -> System.out.println(x);
// 等同于
System.out::println
BinaryOperator<Double> bo = (x, y) -> Math.pow(x, y);
// 等同于
BinaryOperator<Double> bo = Math::pow
compare((x, y) -> x.equals(y), "abcdef", "abcdef");
// 等同于
compare(String::equals, "abcdef", "abcdef");
注意:当需要引用方法的第一个参数是调用对象,并且第二个参数是需要引用方法的第二个参数(或无参数)时:ClassName :: methodName
4. 构造器引用
格式:ClassName :: new
与函数式接口相结合,自动与函数式接口中方法兼容,可以把构造器引用赋值给定义的方法,与构造器参数列表要与接口中抽象方法的参数列表一致!
例如:
Function<Integer, MyClass> fun = (n) -> new MyClass(n);
// 等同于
Function<Integer, MyClass> fun = MyClass::new;
5. 数组引用
格式:type[] :: new
例如:
Function<Integer, Integer[]> fun = (n) -> new Integer[n];
// 等同于
Function<Integer, Integer[]> fun = Integer[]::new;
二、强大的 Stream API
1. 了解 Stream
Java 8 中有两大最为重要的改变,第一个是 Lambda 表达式,另一个则是:Stream API(java.util.stream.*)
Stream 是 Java 8 中处理集合的关键抽象概念,它可以指定你希望对集合进行的操作,可以执行非常复杂的查找、过滤和映射数据等操作。使用 Stream API 对集合数据进行操作,就类似于 SQL 执行的数据库查询,也可以使用 Stream API 来并行执行操作。简而言之,Stream API 提供了一种高效且易于使用的处理数据的方式。
2. 什么是 Stream
2.1 流(Stream)到底是什么呢?
流(Stream)是数据渠道,用于操作数据源(集合、数组等)所生成的元素序列。
"集合讲的是数据,流讲的是计算!"
注意:
- Stream 自己不会存储元素
- Stream 不会改变源对象,相反,它会返回一个持有结果的新的 Stream
- Stream 操作是延迟执行的,这意味着它会等到需要结果的时候才执行
2.2 Stream 的三个操作
创建 Stream
一个数据源(如:集合、数组),获取一个流
中间操作
一个中间操作链,对数据源的数据进行处理
终止操作(终端操作)
一个终止操作,执行中间操作,并产生结果

3. 创建 Stream 流
3.1 由集合创建 Stream
Java 8 中的 Collection 接口被扩展,提供了两个获取流的方法:
- default Stream<E> stream():返回一个顺序流
- default Stream<E> parallelStream():返回一个并行流
3.2 由数组创建 Stream
Java 8 中的 Arrays 的静态方法 steam() 可以获取数组流:
- static <T> Stream<T> stream(T[] array):返回一个流
重载形式,能够处理对应基本类型的数组:
- public static IntStream stream(int[] array)
- public static LongStream stream(long[] array)
- public static DoubleStream stream(double[] array)
3.3 由值创建流
可以使用静态方法 Stream.of(),通过显示值创建一个流,它可以接收任意数量的参数。
- public static<T> Stream<T> of(T ... values):返回一个流
3.4 由函数创建流:创建无限流
可以使用静态方法 Stream.iterate() 和 Stream.generate(),创建无限流:
迭代
public static<T> Stream<T> iterate(final T seed,final UnaryOperator<T> f)
生成
public static<T> Stream<T> generate(Supplier<T> s)
4. Stream 的中间操作
多个中间操作可以连接起来形成一个流水线,除非流水线触发终止操作,否则中间操作不会执行任何的处理!而在终止操作时一次性全部处理,称为 "惰性处理"。
4.1 筛选与切片
方法 | 描述 |
---|---|
filter(Predicate p) | 接收 Lambda,从流中排除某些元素 |
distinct() | 筛选,通过流所生成元素的 hashCode() 和 equals() 去除重复元素 |
limit(long maxSize) | 截断流,使其元素不超过给定数量 |
skip(long n) | 跳过元素,返回一个扔掉了前 n 各元素的流。若流中元素不足 n 个,则返回一个空流,与 limit(n) 互补 |
4.2 映射
方法 | 描述 |
---|---|
map(Function f) | 接收一个函数作为参数,该函数会被应用到每个元素上,并将其映射成一个新的元素 |
mapToDouble(ToDoubleFunction f) | 接收一个函数作为参数,该函数会被应用到每个元素上,产生一个新的 DoubleStream |
mapToInt(ToIntFunction f) | 接收一个函数作为参数,该函数会被应用到每个元素上,产生一个新的 IntStream |
mapToLong(ToLongFunction f) | 接收一个函数作为参数,该函数会被应用到每个元素上,产生一个新的 LongStream |
flatMap(Function f) | 接收一个函数作为参数,将流中的每个值都换成另一个流,然后把所有流连接成一个流 |
4.3 排序
方法 | 描述 |
---|---|
sorted() | 产生一个新流,其中按自然顺序排序 |
sorted(Compatator comp) | 产生一个新流,其中按比较器顺序排序 |
5. Stream 的终止操作
终端操作会从流的流水线生成结果,其结果可以是任何不是流的值,例如:List、Integer,甚至是 void
5.1 查找和匹配
方法 | 描述 |
---|---|
allMatch(Predicate p) | 检查是否匹配所有元素 |
anyMatch(Predicate p) | 检查至少匹配一个元素 |
noneMatch(Predicate p) | 检查是否没有匹配所有元素 |
findFirst | 返回第一个元素 |
findAny() | 返回当前流中的任意元素 |
count() | 返回流中元素总数 |
max(Comparator c) | 返回流中最大值 |
max(Comparator c) | 返回流中最小值 |
forEach(Consumer c) | 内部迭代(使用 Collection 接口需要用户去做迭代,称为 外部迭代。相反,Stream API 使用内部迭代 --- 它帮你把迭代做了) |
5.2 归约
方法 | 描述 |
---|---|
reduce(T iden, BinaryOperator b) | 可以将流中元素反复结合起来,得到一个值,返回 T |
reduce(BinaryOperator b) | 可以将流中元素反复结合起来,得到一个值,返回 Option<T> |
备注:map 和 reduce 的连接通常称为 map-reduce 模式,因 Google 用它来进行网络搜索而出名。
5.3 收集
方法 | 描述 |
---|---|
collect(Collector c) | 将流转换为其他形式,接收一个 Collector 接口的实现,用于给 Stream 中元素做汇总的方法 |
Collector 接口中方法的实现决定了如何对流执行收集操作(如收集到 List、Set、Map),但是我们更多时候可以使用 Collectors 工具类,它提供了很多静态方法,可以方便地创建常见收集器实例,具体方法与操作实例如下:
方法 | 返回类型 | 作用 |
---|---|---|
toList | List<T> | 把流中元素收集到 List |
List<Employee> emps = list.stream().collect(Collectors.toList());
方法 | 返回类型 | 作用 |
---|---|---|
toSet | Set<T> | 把流中元素收集到 Set |
Set<Employee> emps = list.stream().collect(Collectors.toSet());
方法 | 返回类型 | 作用 |
---|---|---|
toCollection | Collection<T> | 把流中元素收集到创建的集合 |
Collection<Employee> emps = list.stream().collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
方法 | 返回类型 | 作用 |
---|---|---|
counting | Long | 计算流中元素的个数 |
Long count = list.stream().collect(Collectors.counting());
方法 | 返回类型 | 作用 |
---|---|---|
summingInt | Integer | 对流中元素的整数属性求和 |
int total = list.stream().collect(Collectors.summingInt(Employee::getSalary()));
方法 | 返回类型 | 作用 |
---|---|---|
averagingInt | Double | 计算流中元素 Integer 属性的平均值 |
double avg = list.stream().collect(Collectors.averagingInt(Employee::getSalary));
方法 | 返回类型 | 作用 |
---|---|---|
summarizingInt | IntSummaryStatistics | 收集流中 Integer 属性的统计值。如:平均值 |
IntSummaryStatistics iss = list.stream().collect(Collectors.summarizingInt(Employee::getSalary));
方法 | 返回类型 | 作用 |
---|---|---|
joining | String | 连接流中的每个字符串 |
String str = list.stream().map(Employee::getName).collect(Collectors.joining);
方法 | 返回类型 | 作用 |
---|---|---|
maxBy | Optional<T> | 根据比较器选择最大值 |
Optional<Emp> max = list.stream().collect(Collectors.maxBy(comparingInt(Employee::getSalary)));
方法 | 返回类型 | 作用 |
---|---|---|
minBy | Optional<T> | 根据比较器选择最小值 |
Optional<Emp> min = list.stream().collect(Collectors.minBy(comparingInt(Employee::getSalary)));
方法 | 返回类型 | 作用 |
---|---|---|
reducing | 归约产生的类型 | 从一个作为累加器的初始值开始,利用 BinaryOperator 与流中元素逐个结合,从而归约成单个值 |
int total = list.stream().collect(Collectors.reducing(0, Employee::getSalary, Integer::sum));
方法 | 返回类型 | 作用 |
---|---|---|
collectingAndThen | 转换函数返回的类型 | 包裹另一个收集器,对其结果转换函数 |
int how = list.stream().collect(Collectors.collectingAndThen(Collectors.toList, List::size));
方法 | 返回类型 | 作用 |
---|---|---|
groupingBy | Map<K, List<T>> | 根据某属性值对流分组,属性为 K,结果为 V |
Map<Emp.Status, List<Emp>> map = list.stream().collect(Collectors.groupingBy(Employee::getStatus));
方法 | 返回类型 | 作用 |
---|---|---|
partitioningBy | Map<Boolean, List<T>> | 根据 true 或 false 进行分区 |
Map<Boolean, List<Emp>> vd = list.stream().collect(Collectors.grouopingBy(Employee::getManage));
6.并行流和串行流
并行流就是把一个内容分成多个数据块,并用不同的线程分别处理每个数据块的流。
Java 8 中将并行进行了优化,我们可以很容易地对数据进行并行操作。Stream API 可以声明性地通过 parallel() 与 sequential() 在并行流与顺序流之间进行切换。
7.了解 Fork/Join 框架
Fork / Join 框架:就是在必要的情况下,将一个大任务,进行拆分(fork)成若干个小任务(拆到不可再拆时),再将一个个的小任务运算的结果进行 join 汇总。

Fork / Join 框架与传统线程池的区别:
采用 "工作窃取" 模式(working-stealing):
当执行新的任务时,它可以将其拆分分成更小的任务执行,并将小任务加到线程队列中,然后再从一个随机线程的队列中偷一个并把它放在自己的队列中。
相对于一般的线程池实现,fork/join 框架的优势在对其中包含的任务处理方式上,在一般的线程池中,如果一个线程正在执行的任务由于某些原因无法继续运行,那么该线程会处于等待状态,而在 fork/join 框架实现中,如果某个子问题由于等待另一个子问题的完成而无法继续运行,那么处理该子问题的线程会主动寻找其他尚未运行的子问题来执行,这种方式减少了线程的等待时间,提高了性能。
使用 LocalDate、LocalTime、LocalDateTime 类的实例是不可变的对象,分别表示使用 ISO-8601 日历系统的日期、时间、日期和时间。它们提供了简单的日期或时间,并不包含当前的时间信息,也不包含与时区相关的信息。
(注:ISO-8601日历系统是国际标准化组织制定的现代公民的日期和时间的表示法)
方法 | 描述 | 示例 |
---|---|---|
now() | 静态方法,根据 当前时间 创建对象 | LocalDate localDate = LocalDate.now(); LocalTime localTime = LocalTime.now(); LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now(); |
of() | 静态方法,根据 指定日期/时间 创建对象 | LocalDate localDate = LocalDate.of(2021, 10, 18); LocalTime localTime = LocalTime.of(20, 5, 55); LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.of(2021, 10, 18, 20, 5, 55); |
plusDays, plusWeeks, plusMonths, plueYears | 向当前 LocalDate 对象添加几天、几周、几月、几年 | |
minusDays, minusWeeks, minusMonths, minusYears | 向当前 LocalDate 对象减去几天、几周、几月、几年 | |
plus, minus | 添加或减少一个 Duration 或 Period | |
withDayOfMonth, withDayOfYear, withMonth, withYear | 将月份天数、年份天数、月份 、年份修改为指定的值并返回新的 LocalDate 对象 | |
getDayOfMonth | 获得月份天数(1 ~ 31) | |
getDayOfYear | 获得年份天数(1 ~ 366) | |
getDayOfWeek | 获得星期几(返回一个 DayOfWeek 枚举值) | |
getMonth | 获得月份,返回一个 Month 枚举值 | |
getMonthValue | 获得月份(1 ~ 12) | |
getYear | 获得年份 | |
until | 获得两个日期之间的 Period 对象,或者 指定 ChronoUnits | |
isBefore, isAfter | 比较两个 LocalDate | |
isLeapYear | 判断是否是闰年 |
三、新时间日期 API
1. Instant 时间戳
用于 "时间戳" 的运算,它是以 Unix 元年(传统的设定为 UTC 时区 1970年1月1日午夜时分)开始所经历的描述进行运算
2. Duration 和 Period
- Duration:用于计算两个 "时间" 间隔
- Period:用于计算两个 "日期" 间隔
3. 日期的操纵
TemporalAdjuster:时间校正器
有时我们可能需要获取例如:将日期调整到 "下个周日" 等操作。
TempoalAdjusters:该类通过静态方法提供了大量的常用 TempAdjuster 的实现
例如获取下个周日:
LocalDate nextSunday = LocalDate.now.with( TemporalAdjusters.next(DayOfWeek.SUNDAY) );
4. 解析与格式化
java.time.format.DateTimeFormatter 类:该类提供了三种格式化方法
预定义的标准格式
语言环境相关的格式
自定义的格式
5. 时区的处理
java 8 中加入了对时区的支持,带时区的时间分别为:ZonedDate、ZoneTime、ZoneDateTime
- 其中每个时区都对应着 ID,地区 ID 都为 "{区域}/{城市}" 的格式,例如:Asia/Shanghai 等
- ZoneId:该类中包含了所有的时区信息
- getAvailableZoneIds():可以获取所有时区信息
- of(id):用指定的时区信息获取 ZoneId 对象
6. 与传统日期处理的转换
类 | to 遗留类 | from 遗留类 |
---|---|---|
java.time.instant java.util.Date | Date.from(instant) | date.toInstant() |
java.time.instant java.sql.Timestamp | Timestamp.from(instant) | timestamp.toInstant() |
java.time.ZonedDateTime java.util.GregorianCalendar | GregorianCalendar.from(zoneDateTime) | cal.toZonedDateTime() |
java.time.LocalDate java.sql.Time | Date.valueOf(localDate) | date.toLcalDate() |
java.time.LocalTime java.sql.Time | Date.valueOf(localDate) | date.toLocalTime() |
java.time.LocalDateTime java.sql.Timestamp | Timestamp.valueOf(localDateTime) | timestamp.toLocalDateTime() |
java.time.ZoneId java.util.TimeZone | Timezone.getTimeZone(id) | timeZone.toZoneId() |
java.time.format.DateTimeFormatter java.text.DateFormat | formatter.toFormat() | 无 |
四、接口中的默认方法与静态方法
1. 接口中的默认方法
Java 8 中允许接口包含具有具体实现的方法,该方法称为 "默认方法",默认方法使用 default 关键字修饰。
interface MyFunc<T> {
T func(int a);
default String getName() {
return "Hello Java8!";
}
}
接口默认方法的 "类优先" 原则
若一个接口中定义了一个默认方法,而另外一个父类或接口中又定义了同名的方法时:
- 选择父类中的方法。如果一个父类提供了具体的实现,那么接口中具有相同名称和参数的默认方法会被忽略。
- 接口冲突。如果一个父接口提供一个默认方法,而另一个接口也提供了一个具有相同名字和参数列表的方法(不管方法是否是默认方法),那么必须覆盖该方法来解决冲突。
interface MyFunc {
default String getName() {
return "Hello Java8!";
}
}
interface Named {
default String getName() {
return "Hello hkw!";
}
}
class MyClass implements MyFunc, Named {
public String getName() {
return Named.super.getName();
}
}
2. 接口中的静态方法
Java 8 中,接口中允许添加静态方法。
interface Named {
public Integer myFun();
default String getName() {
return "Hello hkw!";
}
static void show() {
System.out.println("Hello Lambda!");
}
}
五、Optional 类、重复注解与类型注解
1. Optional 类
1.1 说明
Optional<T> 类(Java.util.Optional)是一个容器类,代表一个值存在或不存在,原来用 null 表示一个值不存在,现在 Optional 可以更好地表达这个概念,并且可以避免空指针异常。
1.2 常用方法
- Optional.of(T t):创建一个 Optional 实例
- Optional.empty():创建一个空的 Optional 实例
- Optional.ofNullable(T t):若 t 不为 null,创建 Optional 实例,否则创建空实例
- isPresent():判断是否包含值
- orElse(T t):如果调用对象包含值,返回该值,否则返回 t
- orElseGet(Supplier s):如果调用对象包含值,返回该值,否则返回 s 获取的值
- map(Function f):如果有值对其处理,并返回处理后的 Optional,否则返回 Optional.empty()
- flatMap(Function mapper):与 map 类似,要求返回值必须是 Optional
2. 重复注解与类型注解
Java 8 对注解处理提供了两点改进:可重复的注解以及可用于类型的注解。
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.FIELD, ElementType.METHOD, ElementType.PARAMETER, ElementType.CONSTRUCTOR, ElementType.LOCAL_VARIABLE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAnnotations {
MyAnnotation[] value();
}
@Repeatable(MyAnnotations.class) // 可重复
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.FIELD, ElementType.METHOD, ElementType.PARAMETER, ElementType.CONSTRUCTOR, ElementType.LOCAL_VARIABLE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAnnotation {
String value();
}
@MyAnnotation("Hello")
@MyAnnotation("World")
public void show(@MyAnnotation("hkw") String str) { // 可用于类型
}