在之前的章節(jié)中，我們的討論基本都是基于Java 7的，從本節(jié)開(kāi)始，我們探討Java 8的一些特性，主要內(nèi)容包括：
傳遞行為代碼 - Lambda表達(dá)式
函數(shù)式數(shù)據(jù)處理 - 流
組合式異步編程 - CompletableFuture
新的日期和時(shí)間API
本節(jié)，我們先討論Lambda表達(dá)式，它是什么？有什么用呢？
Lambda表達(dá)式是Java 8新引入的一種語(yǔ)法，是一種緊湊的傳遞代碼的方式，它的名字來(lái)源于學(xué)術(shù)界的λ演算，具體我們就不探討了。
理解Lambda表達(dá)式，我們先回顧一下接口、匿名內(nèi)部類和代碼傳遞。
通過(guò)接口傳遞代碼
我們?cè)?a target="_blank" style="text-decoration-line: none; color: rgb(51, 153, 255);">19節(jié)介紹過(guò)接口以及面向接口的編程，針對(duì)接口而非具體類型進(jìn)行編程，可以降低程序的耦合性、提高靈活性、提高復(fù)用性。接口常被用于傳遞代碼，比如，在59節(jié)，我們介紹過(guò)File的如下方法：
public String[] list(FilenameFilter filter)public File[] listFiles(FilenameFilter filter)
list和listFiles需要的其實(shí)不是FilenameFilter對(duì)象，而是它包含的如下方法：
boolean accept(File dir, String name);
或者說(shuō)，list和listFiles希望接受一段方法代碼作為參數(shù)，但沒(méi)有辦法直接傳遞這個(gè)方法代碼本身，只能傳遞一個(gè)接口。
再比如，我們?cè)?a target="_blank" style="text-decoration-line: none; color: rgb(51, 153, 255);">53節(jié)介紹過(guò)Collections的一些算法，很多方法都接受一個(gè)參數(shù)Comparator，比如：
public static <T> int binarySearch(List<? extends T> list, T key, Comparator<? super T> c)public static <T> T max(Collection<? extends T> coll, Comparator<? super T> comp)public static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c)
它們需要的也不是Comparator對(duì)象，而是它包含的如下方法：
int compare(T o1, T o2);
但是，沒(méi)有辦法直接傳遞方法，只能傳遞一個(gè)接口。
我們?cè)?a target="_blank" style="text-decoration-line: none; color: rgb(51, 153, 255);">77節(jié)介紹過(guò)異步任務(wù)執(zhí)行服務(wù)ExecutorService，提交任務(wù)的方法有：
<T> Future<T> submit(Callable<T> task);<T> Future<T> submit(Runnable task, T result); Future<?> submit(Runnable task);
Callable和Runnable接口也用于傳遞任務(wù)代碼。
通過(guò)接口傳遞行為代碼，就要傳遞一個(gè)實(shí)現(xiàn)了該接口的實(shí)例對(duì)象，在之前的章節(jié)中，最簡(jiǎn)潔的方式是使用匿名內(nèi)部類，比如：
//列出當(dāng)前目錄下的所有后綴為.txt的文件File f = new File(".");
File[] files = f.listFiles(new FilenameFilter(){
@Override public boolean accept(File dir, String name) { if(name.endsWith(".txt")){ return true;
} return false;
}
});
將files按照文件名排序，代碼為：
Arrays.sort(files, new Comparator<File>() {
@Override public int compare(File f1, File f2) { return f1.getName().compareTo(f2.getName());
}
});
提交一個(gè)最簡(jiǎn)單的任務(wù)，代碼為：
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(100);
executor.submit(new Runnable() {
@Override public void run() {
System.out.println("hello world");
}
});
Lambda表達(dá)式
語(yǔ)法
Java 8提供了一種新的緊湊的傳遞代碼的語(yǔ)法 - Lambda表達(dá)式。對(duì)于前面列出文件的例子，代碼可以改為：
File f = new File(".");
File[] files = f.listFiles((File dir, String name) -> { if (name.endsWith(".txt")) { return true;
} return false;
});
可以看出，相比匿名內(nèi)部類，傳遞代碼變得更為直觀，不再有實(shí)現(xiàn)接口的模板代碼，不再聲明方法，也名字也沒(méi)有，而是直接給出了方法的實(shí)現(xiàn)代碼。Lambda表達(dá)式由->分隔為兩部分，前面是方法的參數(shù)，后面{}內(nèi)是方法的代碼。
上面代碼可以簡(jiǎn)化為：
File[] files = f.listFiles((File dir, String name) -> { return name.endsWith(".txt");
});當(dāng)主體代碼只有一條語(yǔ)句的時(shí)候，括號(hào)和return語(yǔ)句也可以省略，上面代碼可以變?yōu)椋?/p>
File[] files = f.listFiles((File dir, String name) -> name.endsWith(".txt"));注意，沒(méi)有括號(hào)的時(shí)候，主體代碼是一個(gè)表達(dá)式，這個(gè)表達(dá)式的值就是函數(shù)的返回值，結(jié)尾不能加分號(hào);，也不能加return語(yǔ)句。
方法的參數(shù)類型聲明也可以省略，上面代碼還可以繼續(xù)簡(jiǎn)化為：
File[] files = f.listFiles((dir, name) -> name.endsWith(".txt"));之所以可以省略方法的參數(shù)類型，是因?yàn)镴ava可以自動(dòng)推斷出來(lái)，它知道listFiles接受的參數(shù)類型是FilenameFilter，這個(gè)接口只有一個(gè)方法accept，這個(gè)方法的兩個(gè)參數(shù)類型分別是File和String。
這樣簡(jiǎn)化下來(lái)，代碼是不是簡(jiǎn)潔清楚多了?
排序的代碼用Lambda表達(dá)式可以寫(xiě)為：
Arrays.sort(files, (f1, f2) -> f1.getName().compareTo(f2.getName()));
提交任務(wù)的代碼用Lambda表達(dá)式可以寫(xiě)為：
executor.submit(()->System.out.println("hello"));參數(shù)部分為空，寫(xiě)為()。
當(dāng)參數(shù)只有一個(gè)的時(shí)候，參數(shù)部分的括號(hào)可以省略，比如，F(xiàn)ile還有如下方法：
public File[] listFiles(FileFilter filter)
FileFilter的定義為：
public interface FileFilter { boolean accept(File pathname);
}使用FileFilter重寫(xiě)上面的列舉文件的例子，代碼可以為：
File[] files = f.listFiles(path -> path.getName().endsWith(".txt"));變量引用
與匿名內(nèi)部類類似，Lambda表達(dá)式也可以訪問(wèn)定義在主體代碼外部的變量，但對(duì)于局部變量，它也只能訪問(wèn)final類型的變量，與匿名內(nèi)部類的區(qū)別是，它不要求變量聲明為final，但變量事實(shí)上不能被重新賦值。比如：
String msg = "hello world"; executor.submit(()->System.out.println(msg));
可以訪問(wèn)局部變量msg，但msg不能被重新賦值，如果這樣寫(xiě)：
String msg = "hello world"; msg = "good morning"; executor.submit(()->System.out.println(msg));
Java編譯器會(huì)提示錯(cuò)誤。
這個(gè)原因與匿名內(nèi)部類是一樣的，Java會(huì)將msg的值作為參數(shù)傳遞給Lambda表達(dá)式，為L(zhǎng)ambda表達(dá)式建立一個(gè)副本，它的代碼訪問(wèn)的是這個(gè)副本，而不是外部聲明的msg變量。如果允許msg被修改，則程序員可能會(huì)誤以為L(zhǎng)ambda表達(dá)式會(huì)讀到修改后的值，引起更多的混淆。
為什么非要建副本，直接訪問(wèn)外部的msg變量不行嗎？不行，因?yàn)閙sg定義在棧中，當(dāng)Lambda表達(dá)式被執(zhí)行的時(shí)候，msg可能早已被釋放了。如果希望能夠修改值，可以將變量定義為實(shí)例變量，或者，將變量定義為數(shù)組，比如：
String[] msg = new String[]{"hello world"};
msg[0] = "good morning";
executor.submit(()->System.out.println(msg[0]));與匿名內(nèi)部類比較
從以上內(nèi)容可以看出，Lambda表達(dá)式與匿名內(nèi)部類很像，主要就是簡(jiǎn)化了語(yǔ)法，那它是不是語(yǔ)法糖，內(nèi)部實(shí)現(xiàn)其實(shí)就是內(nèi)部類呢？答案是否定的，Java會(huì)為每個(gè)匿名內(nèi)部類生成一個(gè)類，但Lambda表達(dá)式不會(huì)，Lambda表達(dá)式通常比較短，為每個(gè)表達(dá)式生成一個(gè)類會(huì)生成大量的類，性能會(huì)受到影響。
Java利用了Java 7引入的為支持動(dòng)態(tài)類型語(yǔ)言引入的invokedynamic指令、方法句柄(method handle)等，具體實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，我們就不探討了，感興趣可以參看http://cr.openjdk.java.net/~briangoetz/lambda/lambda-translation.html，我們需要知道的是，Java的實(shí)現(xiàn)是非常高效的，不用擔(dān)心生成太多類的問(wèn)題。
Lambda表達(dá)式不是匿名內(nèi)部類，那它的類型到底是什么呢？是函數(shù)式接口。
函數(shù)式接口
Java 8引入了函數(shù)式接口的概念，函數(shù)式接口也是接口，但只能有一個(gè)抽象方法，前面提及的接口都只有一個(gè)抽象方法，都是函數(shù)式接口。之所以強(qiáng)調(diào)是"抽象"方法，是因?yàn)镴ava 8中還允許定義其他方法，我們待會(huì)會(huì)談到。Lambda表達(dá)式可以賦值給函數(shù)式接口，比如：
FileFilter filter = path -> path.getName().endsWith(".txt");
FilenameFilter fileNameFilter = (dir, name) -> name.endsWith(".txt");
Comparator<File> comparator = (f1, f2) -> f1.getName().compareTo(f2.getName());
Runnable task = () -> System.out.println("hello world");如果看這些接口的定義，會(huì)發(fā)現(xiàn)它們都有一個(gè)注解@FunctionalInterface，比如：
@FunctionalInterfacepublic interface Runnable { public abstract void run();
}@FunctionalInterface用于清晰地告知使用者，這是一個(gè)函數(shù)式接口，不過(guò)，這個(gè)注解不是必需的，不加，只要只有一個(gè)抽象方法，也是函數(shù)式接口。但如果加了，而又定義了超過(guò)一個(gè)抽象方法，Java編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)，這類似于我們?cè)?a target="_blank" style="text-decoration-line: none; color: rgb(51, 153, 255);">85節(jié)介紹的Override注解。
預(yù)定義的函數(shù)式接口
接口列表
Java 8定義了大量的預(yù)定義函數(shù)式接口，用于常見(jiàn)類型的代碼傳遞，這些函數(shù)定義在包java.util.function下，主要的有：
對(duì)于基本類型boolean, int, long和double，為避免裝箱/拆箱，Java 8提供了一些專門(mén)的函數(shù)，比如，int相關(guān)的主要函數(shù)有：
這些函數(shù)有什么用呢？它們被大量使用于Java 8的函數(shù)式數(shù)據(jù)處理Stream相關(guān)的類中，關(guān)于Stream，我們下節(jié)介紹。
即使不使用Stream，也可以在自己的代碼中直接使用這些預(yù)定義的函數(shù)，我們看一些簡(jiǎn)單的示例。
Predicate示例
為便于舉例，我們先定義一個(gè)簡(jiǎn)單的學(xué)生類Student，有name和score兩個(gè)屬性，如下所示，我們省略了getter/setter方法。
static class Student {
String name; double score;
public Student(String name, double score) { this.name = name; this.score = score;
}
}
有一個(gè)學(xué)生列表:
List<Student> students = Arrays.asList(new Student[] { new Student("zhangsan", 89d), new Student("lisi", 89d), new Student("wangwu", 98d) });在日常開(kāi)發(fā)中，列表處理的一個(gè)常見(jiàn)需求是過(guò)濾，列表的類型經(jīng)常不一樣，過(guò)濾的條件也經(jīng)常變化，但主體邏輯都是類似的，可以借助Predicate寫(xiě)一個(gè)通用的方法，如下所示：
public static <E> List<E> filter(List<E> list, Predicate<E> pred) {
List<E> retList = new ArrayList<>(); for (E e : list) { if (pred.test(e)) {
retList.add(e);
}
} return retList;
}
這個(gè)方法可以這么用：
// 過(guò)濾90分以上的students = filter(students, t -> t.getScore() > 90);
Function示例
列表處理的另一個(gè)常見(jiàn)需求是轉(zhuǎn)換，比如，給定一個(gè)學(xué)生列表，需要返回名稱列表，或者將名稱轉(zhuǎn)換為大寫(xiě)返回，可以借助Function寫(xiě)一個(gè)通用的方法，如下所示：
public static <T, R> List<R> map(List<T> list, Function<T, R> mapper) {
List<R> retList = new ArrayList<>(list.size()); for (T e : list) {
retList.add(mapper.apply(e));
} return retList;
}
根據(jù)學(xué)生列表返回名稱列表的代碼可以為：
List<String> names = map(students, t -> t.getName());
將學(xué)生名稱轉(zhuǎn)換為大寫(xiě)的代碼可以為：
students = map(students, t -> new Student(t.getName().toUpperCase(), t.getScore()));
Consumer示例
在上面轉(zhuǎn)換學(xué)生名稱為大寫(xiě)的例子中，我們?yōu)槊總€(gè)學(xué)生創(chuàng)建了一個(gè)新的對(duì)象，另一種常見(jiàn)的情況是直接修改原對(duì)象，具體怎么修改通過(guò)代碼傳遞，這時(shí)，可以用Consumer寫(xiě)一個(gè)通用的方法，比如：
public static <E> void foreach(List<E> list, Consumer<E> consumer) { for (E e : list) {
consumer.accept(e);
}
}上面轉(zhuǎn)換為大寫(xiě)的例子可以改為：
foreach(students, t -> t.setName(t.getName().toUpperCase()));
以上這些示例主要用于演示函數(shù)式接口的基本概念，實(shí)際中應(yīng)該使用下節(jié)介紹的流API。
方法引用
基本用法
Lambda表達(dá)式經(jīng)常就是調(diào)用對(duì)象的某個(gè)方法，比如：
List<String> names = map(students, t -> t.getName());
這時(shí)，它可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化，如下所示：
List<String> names = map(students, Student::getName);
Student::getName這種寫(xiě)法，是Java 8引入的一種新語(yǔ)法，稱之為方法引用，它是Lambda表達(dá)式的一種簡(jiǎn)寫(xiě)方法，由::分隔為兩部分，前面是類名或變量名，后面是方法名。方法可以是實(shí)例方法，也可以是靜態(tài)方法，但含義不同。
我們看一些例子，還是以Student為例，先增加一個(gè)靜態(tài)方法：
public static String getCollegeName(){ return "Laoma School";
}靜態(tài)方法
對(duì)于靜態(tài)方法，如下語(yǔ)句：
Supplier<String> s = Student::getCollegeName;
等價(jià)于：
Supplier<String> s = () -> Student.getCollegeName();
它們的參數(shù)都是空，返回類型為String。
實(shí)例方法
而對(duì)于實(shí)例方法，它第一個(gè)參數(shù)就是該類型的實(shí)例，比如，如下語(yǔ)句：
Function<Student, String> f = Student::getName;
等價(jià)于：
Function<Student, String> f = (Student t) -> t.getName();
對(duì)于Student::setName，它是一個(gè)BiConsumer，即：
BiConsumer<Student, String> c = Student::setName;
等價(jià)于：
BiConsumer<Student, String> c = (t, name) -> t.setName(name);
通過(guò)變量引用方法
如果方法引用的第一部分是變量名，則相當(dāng)于調(diào)用那個(gè)對(duì)象的方法，比如：
Student t = new Student("張三", 89d);
Supplier<String> s = t::getName;等價(jià)于：
Supplier<String> s = () -> t.getName();
而：
Consumer<String> consumer = t::setName;
等價(jià)于：
Consumer<String> consumer = (name) -> t.setName(name);
構(gòu)造方法
對(duì)于構(gòu)造方法，方法引用的語(yǔ)法是<類名>::new，如Student::new，如下語(yǔ)句：
BiFunction<String, Double, Student> s = (name, score) -> new Student(name, score);
等價(jià)于：
BiFunction<String, Double, Student> s = Student::new;
函數(shù)的復(fù)合
在前面的例子中，函數(shù)式接口都用作方法的參數(shù)，其他部分通過(guò)Lambda表達(dá)式傳遞具體代碼給它，函數(shù)式接口和Lambda表達(dá)式還可用作方法的返回值，傳遞代碼回調(diào)用者，將這兩種用法結(jié)合起來(lái)，可以構(gòu)造復(fù)合的函數(shù)，使程序簡(jiǎn)潔易讀。
下面我們會(huì)看一些例子，在介紹例子之前，我們先需要介紹Java 8對(duì)接口的增強(qiáng)。
接口的靜態(tài)方法和默認(rèn)方法
在Java 8之前，接口中的方法都是抽象方法，都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)體，Java 8允許在接口中定義兩類新方法：靜態(tài)方法和默認(rèn)方法，它們有實(shí)現(xiàn)體，比如：
public interface IDemo { void hello(); public static void test() {
System.out.println("hello");
} default void hi() {
System.out.println("hi");
}
}
test()就是一個(gè)靜態(tài)方法，可以通過(guò)IDemo.test()調(diào)用。在接口不能定義靜態(tài)方法之前，相關(guān)的靜態(tài)方法往往定義在單獨(dú)的類中，比如，Collection接口有一個(gè)對(duì)應(yīng)的單獨(dú)的類Collections，在Java 8中，就可以直接寫(xiě)在接口中了，比如Comparator接口就定義了多個(gè)靜態(tài)方法。
hi()是一個(gè)默認(rèn)方法，由關(guān)鍵字default標(biāo)識(shí)，默認(rèn)方法與抽象方法都是接口的方法，不同在于，它有默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)類可以改變它的實(shí)現(xiàn)，也可以不改變。引入默認(rèn)方法主要是函數(shù)式數(shù)據(jù)處理的需求，是為了便于給接口增加功能。
在沒(méi)有默認(rèn)方法之前，Java是很難給接口增加功能的，比如List接口，因?yàn)橛刑喾荍ava JDK控制的代碼實(shí)現(xiàn)了該接口，如果給接口增加一個(gè)方法，則那些接口的實(shí)現(xiàn)就無(wú)法在新版Java 上運(yùn)行，必須改寫(xiě)代碼，實(shí)現(xiàn)新的方法，這顯然是無(wú)法接受的。函數(shù)式數(shù)據(jù)處理需要給一些接口增加一些新的方法，所以就有了默認(rèn)方法的概念，接口增加了新方法，而接口現(xiàn)有的實(shí)現(xiàn)類也不需要必須實(shí)現(xiàn)它。
看一些例子，List接口增加了sort方法，其定義為：
default void sort(Comparator<? super E> c) {
Object[] a = this.toArray();
Arrays.sort(a, (Comparator) c);
ListIterator<E> i = this.listIterator(); for (Object e : a) {
i.next();
i.set((E) e);
}
}http://www.cnblogs.com/swiftma/p/7123356.html延伸閱讀
- 計(jì)算機(jī)程序的思維邏輯 (92) - 函數(shù)式數(shù)據(jù)處理 (上) 2017-07-26
- Java8學(xué)習(xí)(3)- Lambda 表達(dá)式 2017-07-24
- SqlDataReader生成動(dòng)態(tài)Lambda表達(dá)式 2017-07-05
- 計(jì)算機(jī)程序的思維邏輯 (90) - 正則表達(dá)式 (下 - 剖析常見(jiàn)表達(dá)式) 2017-06-22
- 計(jì)算機(jī)程序的思維邏輯 (74) - 并發(fā)容器 - ConcurrentHashMap 2017-06-20
- 計(jì)算機(jī)程序的思維邏輯 (72) - 顯式條件 2017-06-13
- 計(jì)算機(jī)程序的思維邏輯 (69) - 線程的中斷 2017-06-05
- 計(jì)算機(jī)程序的思維邏輯 (87) - 類加載機(jī)制 2017-05-25
- 計(jì)算機(jī)程序的思維邏輯 (64) - 常見(jiàn)文件類型處理: 屬性文件/CSV/EXCEL/HTML/壓縮文件 2017-05-18
- 計(jì)算機(jī)程序的思維邏輯 (65) - 線程的基本概念 2017-05-17
Java8學(xué)習(xí)(3)- Lambda 表達(dá)式