Java 每半年就会更新一次新特性，再不掌握就要落伍了：Java8 的新特性

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你好，我是看山。

本文收录在 《Java 进阶》 系列专栏中。

从 2017 年开始，Java 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 Java8，有近半的人转移到了 Java11，随着 Java17 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 Java8 开始各个版本的新特性。

概览

Java8 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 Java8 中好玩好使的特性功能（完整特性请参见 这里）。

接口方法

在 Java8 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 Java8 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

Java8 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 Java8 之前，我们只能通过类似obj != null这种模板式方法判断。在 Java8 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empty、of、ofNullable，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 Java8 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。

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 Java8 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/Java8/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

• 一文掌握 Java8 Stream 中 Collectors 的 24 个操作
• 一文掌握 Java8 的 Optional 的 6 种操作
• 使用 Lambda 表达式实现超强的排序功能
• Java8 的时间库（1）：介绍 Java8 中的时间类及常用 API
• Java8 的时间库（2）：Date 与 LocalDate 或 LocalDateTime 互相转换
• Java8 的时间库（3）：开始使用 Java8 中的时间类
• Java8 的时间库（4）：检查日期字符串是否合法
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• Java15 的新特性
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• 从小工到专家的 Java 进阶之旅

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