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java 1.8

xiongsheng
 xiongsheng
发布于 2018/03/07 19:18
字数 3615
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Java8新特性

一、重要数据结构和JVM的改动

1.HashMap的改动

HashMap维护了一个Entry数组,put(K key,V value)元素到HashMap中时通过key的hash码计算其在数组中的索引位置,若索引位置上已有元素形成哈希碰撞.


jdk1.8以前:哈希碰撞之后,在碰撞位置将会形成一个链表,新加入的元素将放置于表头位置(明显缺点:当碰撞元素过多,链表过长,遍历链表查找元素的速度就较慢)

jdk1.7关键代码:
public V put(K key, V value) {
    if (table == EMPTY_TABLE) {
        inflateTable(threshold);
    }

    //若key为null,则特殊处理一下(放到数组索引为0的位置)
    if (key == null)
        return putForNullKey(value);

    //计算key在数组中对应的索引值
    int hash = hash(key);
    int i = indexFor(hash, table.length);

    //遍历索引位置上的链表,若找到匹配key,则将新值赋给该节点,并返回旧值
    for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
        Object k;
        if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
            V oldValue = e.value;
            e.value = value;
            e.recordAccess(this);
            return oldValue;
        }
    }

    //若没有匹配的已存在的key,则在索引位置对应的链表上新增节点,next指向原链表的表头元素
    modCount++;
    addEntry(hash, key, value, i);
    return null;
}

void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
    if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
        resize(2 * table.length);
        hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
        bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
    }

    createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
}

void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
    Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
    table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
    size++;
}

jdk1.8:(a)新加入的元素将置于链表的尾部;(b)当链表元素达到8个时,此链表将转换为红黑树 ,优点:HashMap的查询效率在jdk1.8中得到了大大的提升

jdk1.8关键代码:
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) {
    Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
    //若map中的tab数组为空,则先初始化数组
    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
        n = (tab = resize()).length;
    //若tab数组中,当前元素hash值对应的索引位置上为null,则直接将元素置于该位置
    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
        tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
    else {
        Node<K,V> e; K k;
        //若元素与链表第一个元素的hash值和key值均相等,则直接将value赋给该元素
        if (p.hash == hash &&
            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
            e = p;
        //若当前位置是一个树节点(说明已经转为红黑树了),则挨个与树节点比较,若hash和key与某个节点相等则,则将value赋给该节点,否则新增一个树节点
        else if (p instanceof TreeNode)
            e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
        else {
            //挨个遍历链表中元素,若hash和key匹配,则找到匹配的元素
            for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                if ((e = p.next) == null) {
                    //若遍历到表尾仍然没有找到,则在尾部新增一个元素
                    p.next = newNode(hash, key, value, null);
                    //若元素个数达到8个,则将链表转成红黑树
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                        treeifyBin(tab, hash);
                    break;
                }
                if (e.hash == hash &&
                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    break;
                p = e;
            }
        }
        if (e != null) { // existing mapping for key 
            V oldValue = e.value;
            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                e.value = value;
            afterNodeAccess(e);
            return oldValue;
        }
    }
    ++modCount;
    if (++size > threshold)
        resize();
    afterNodeInsertion(evict);
    return null;
}

2.JVM运行时数据区

JVM运行时数据区去掉永久代(Permanent Generation ),改为元空间(MetaSpace)。

jdk1.8之前的JVM运行时数据区:

方法区即永久代(Method Area): 所有线程共享,用于存储JVM加载的类信息、常量、静态变量、JIT编译器编译后的代码等数据。它只是JVM规范中定义的一个概念,是堆的一个逻辑部分,为了与普通堆区分开来,有一个别名叫做Non-Heap(非堆)。

jdk1.8及以后,永久代被移除,取而代之的是元空间,它直接从操作系统分配内存,独立且可以自由扩展,最大可分配空间就是系统可用空间,因此不会遇到PermGen的内存溢出错误(java.lang.OutOfMemoryError: 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。

二、关于接口的变动(例子:MyInterface.java)

1、default关键字

Jdk1.8新增了一个关键字default,用于修饰接口中的非抽象方法,只能通过接口实现类的对象进行调用

2、static方法

Jdk1.8允许在接口中定义static方法,调用方式必须为:接口名.方法名()

3、函数式接口

Jdk1.8提出了一个”函数式接口”的概念:只有一个抽象方法的接口称为函数式接口,可使用@FunctionalInterface注解进行检查(此注解只是用来检查是否是函数式接口,并不是说,加了此注解的接口是函数式接口,如果加了此注解,接口中有多个抽象方法将会编译报错)。常见的函数式接口:Runnable,Comparator等

三、Optional容器类(例子:MyTestOptional.java)

Optional 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 可以更好的表达这个概念。并且可以避免空指针异常。

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

四、Lambda表达式

Lambda表达式是对函数式接口中抽象方法的实现的简写方式.

1. 写几个例子感受一下(例子: MyLambda.java)

2. 分析Lambda表达式的结构及常规写法(例子: MyTestLambda.java)

格式:  ()->  {}
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:无参数,无返回值
    () -> System.out.println("Hello Lambda!");

语法格式二:有一个参数,并且无返回值
    (x) -> System.out.println(x)

语法格式三:有两个以上的参数,有返回值,并且 Lambda 体中有多条语句
    Comparator<Integer> com = (x, y) -> {
        System.out.println("函数式接口");
        return Integer.compare(x, y);
    };

语法格式四: 
 (1).Lambda 表达式的参数列表的数据类型可以省略不写,jdk1.7引入的“类型推断”机制在jdk1.8得到了强化(注意:若不写,都不写)
 (2).若只有一个参数,小括号可以省略不写
 (3).若 Lambda 体中只有一条语句, return 和 大括号都可以省略不写

3. jdk1.8内置的一些函数式接口

Lambda是基于函数式接口的,难道使用lambda表达式还必须要写一个函数式接口?当然不是! jdk开发人员想到了这个问题.

Jdk提供了一些函数式接口:四大核心接口,N个扩展接口位于java.util.function包下.
四大核心函数式接口:
(1) 消费型接口Comsumer<T>:有一个参数无返回值的抽象方法,参数类型T
(2) 供给型接口Supplier<T>:无参数有返回值的抽象方法,返回值类型T
(3) 函数型接口Function<T,R>:一个参数有返回值的抽象方法,参数类型T,返回值类型R
(4) 断言型接口Predicate<T>:一个参数有返回值的抽象方法,参数类型T,返回值类型boolean

五、方法引用和构造器引用

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
例如:
Lambda表达式:  x->System.out.println(x);
    等同于:
方法引用(实例名::实例方法名):    System.out::println;

Lambda表达式:   t -> Integer.parseInt(t);
    等同于
方法引用(类名::类方法名):   Integer::parseInt;

Lambda表达式:   (x, y) -> x.equals(y);
    等同于
方法引用(类名::类方法名):   String::equals;

方法引用的判断规则:
(1)方法引用所引用的方法的参数列表与返回值类型,需要与函数式接口中抽象方法的参数列表和返回值类型保持一致!
(2)若Lambda 的参数列表的第一个参数,是实例方法的调用者,第二个参数(或无参)是实例方法的参数时,格式: ClassName::MethodName

2.构造器引用(例子: MyTestMethodRef.java)

构造器的参数列表,需要与函数式接口中参数列表保持一致!
格式: 类名::new

六、Stream API

1、Stream简介(几个例子感受一下Stream API的好处) (例子: MyTestStream1.java)

Stream 是 Java8 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,就类似于使用 SQL 执行数据库查询。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。

注意:
(1)Stream 自己不会存储元素。
(2)Stream 不会改变源对象。相反,他们会返回一个持有结果的新Stream。
(3)Stream 操作是延迟执行的。这意味着他们会等到需要结果的时候才执行。

2、创建stream: 通过一个数据源(如: 集合、数组), 获取一个流(例子: MyTestStream2.java)

(1) Java8 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
(2) Java8 中的 Arrays 的静态方法 stream() 可以获取数组流:
    public  static  <T>  Stream<T>  stream(T[] array): 返回一个流
    public  static  IntStream  stream(int[] array)
    public  static  LongStream  stream(long[] array)
    public  static  DoubleStream  stream(double[] array)
(3) 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、中间操作: 一个中间操作链,对数据源的数据进行处理(例子: MyTestStream3.java)

多个中间操作可以连接起来形成一个流水线,除非流水线上触发终止操作,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“惰性求值” 。(例子: MyTestStream3.test1()).

(1) 筛选与切片
filter(Predicate  p): 过滤,从流中过滤出符合条件的元素,接收一个断言型Lambda
distinct(): 去重复,根据流中元素的hashCode()和equals()方法去除流中的重复元素
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 个元素的流。若流中元素不足 n 个,则返回一个空流。与 limit(n) 互补

(2) 映射
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。

(3) 排序
sorted(): 产生一个新流,其中按自然顺序排序
sorted(Comparator  comp): 产生一个新流,其中按比较器顺序排序

4、终止操作: 一个终止操作,执行中间操作链,并产生结果(例子: MyTestStream4.java)

(1)查找与匹配
allMatch(Predicate p): 检查是否匹配所有元素
anyMatch(Predicate p): 检查是否至少匹配一个元素
noneMatch(Predicate p): 检查是否没有匹配所有元素
findFirst(): 返回第一个元素
findAny(): 返回流中的任意元素
count(): 返回流中的元素总数
max(Comparator  c): 返回流中最大值
min(Comparator  c): 返回流中最小值
forEach(Consumer  c): 内部迭代
(2)规约
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 Optional<T>
(3)收集
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, Collectors提供了丰富的静态方法供我们使用

5、几个例子回顾一下stream的用法(例子: MyTestStream5.java)

七、新的时间日期API(java.time.*包)(例子: MyTestLocalDateTime.java)

Jdk1.8之前的时间日期API的缺陷:
1.Java的日期/时间类的定义不一致,在java.util和java.sql的包中都有日期类,此外用于格式化和解析的类在java.text包中定义。
2.java.util.Date同时包含日期和时间,而java.sql.Date仅包含日期,将其纳入java.sql包并不合理。另外这两个类都有相同的名字,这本身就是一个非常糟糕的设计。
3.所有的日期类都是可变的,因此他们都不是线程安全的,这是Java日期类最大的问题之一。
4.日期类并不提供国际化,没有时区支持,因此Java引入了java.util.Calendar和java.util.TimeZone类,但他们同样存在上述所有的问题。
5.计算两个日期时间之间的间隔比较麻烦,因此出现了一个joda-time.jar.

Jdk1.8新的时间日期API解决了上述问题

1. 使用 LocalDate、 LocalTime、 LocalDateTime

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(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)的日期、时间、日期和时间。

2. Duration 和 Period

(1) Duration:用于计算两个“时间”间隔
(2) Period:用于计算两个“日期”间隔

3. 解析与格式化

java.time.format.DateTimeFormatter 类

4. 按照指定时区获取时间

PS:JDK1.8的新特性还有很多,这里只是简要介绍了一些我们平时经常接触到的.还有其他的需要自己去深入学习一下!

八、推荐一个代码检查插件:SonarLint

插件的介绍及用法: https://www.cnblogs.com/lzb1096101803/p/4945844.html
插件的安装:将以下压缩包中的plugins目录中的jar包放到eclipse的plugins目录,然后重启即可

© 著作权归作者所有

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