```{contents} Table of Contents :depth: 3 ``` # Java 语言概述 ## Java 8到Java 21之间的变化 ### 语言特性 * Lambda表达式：Java 8引入，可简洁地表示可传递给方法或存储在变量中的代码块。如Runnable接口的实现，Java 8前需匿名内部类，之后可写成() -> System.out.println("Hello, Lambda!");。 * 方法引用：Java 8引入，与Lambda表达式相关，可直接引用已有方法。如System.out::println等同于x -> System.out.println(x)。 * 接口默认方法：Java 8开始，接口可含默认方法实现。如 ```java interface MyInterface { default void myMethod() { System.out.println("Default method implementation"); } } ``` * 局部变量类型推断： Java 10开始，用var关键字让编译器推断局部变量类型。如 `var num = 10;`，编译器会推断num为int型。 * 记录类型： Java 14引入，用于创建不可变数据类，自动生成构造函数、访问器等。 如 `record Point(int x, int y) {}`，可直接用new Point(1, 2)创建实例。 * 模式匹配：Java 16开始增强， 如 `if (obj instanceof String s) { System.out.println(s.length()); }`， 可直接使用类型匹配后的变量。 集合框架改进 * Stream API：Java 8引入，可对集合进行函数式操作。如 ```java List numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5); numbers.stream().map(n -> n * 2).forEach(System.out::println); ``` 将列表元素加倍输出。 * Optional类：Java 8引入，用于表示可能为空的值。如 ```java Optional optionalValue = Optional.ofNullable(getValue()); if (optionalValue.isPresent()) { System.out.println(optionalValue.get()); } ``` * 集合工厂方法：Java 9开始，可更方便地创建不可变集合。 如 `List.of(1, 2, 3)` 创建不可变列表，`Set.of(1, 2, 3)`创建不可变集合。 ### 并发增强 * CompletableFuture：Java 8引入，用于异步编程和处理异步任务的结果。 如 `CompletableFuture.supplyAsync(() -> calculateValue()).thenAccept(result -> System.out.println(result));`，异步计算值并在完成时打印。 * 虚拟线程：Java 21引入，以更轻量级方式实现高并发。 如`Thread.startVirtualThread(() -> { System.out.println("Virtual thread is running"); });` ### 其他变化 * HTTP客户端API：Java 11开始，提供了新的HTTP客户端，用于发送HTTP请求和处理响应。如 ``` HttpClient client = HttpClient.newHttpClient(); HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder().uri(URI.create("https://www.example.com")).build(); client.sendAsync(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString()).thenApply(HttpResponse::body).thenAccept(System.out::println);。 ``` * 文本块：Java 15引入，用于更方便地处理多行文本。如 ```java String text = """ This is a text block. It can span multiple lines. """; ``` ## Java 7 新特性 JSR303 Java Validation中也有不少输入验证的注解 , Hibernate Validator 是一个典型实现 ### Switch 支持基于字串和枚举值判断 ``` switch(user.getGender()) { case "male": //... break; case "female" //... break; default //... } ``` ### 支持数字之间用下划线分隔 int key = 123_456_789 ### 支持二进制常数 int value = 0b1001;//9 ### catch 语句可以捕捉多个异常 如果是同一类型的异常, 子类要放在前面 ``` try { } catch(NumberFormatException | RuntimeException e) } ``` ### try-with-resources 资源句柄泄漏是Java程序中常犯的错误, 在C++中的最常用的做法是构造函数是打开资源句柄, 析构函数里关闭资源句柄 所以Java的新做法是把resource 放在try 语句的参数中, try 语句结束时会自动释放资源 ``` static String readFirstLineFromFileWithFinallyBlock(String path) throws IOException { BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(path)); try { return br.readLine(); } finally { if (br != null) br.close(); } } ``` to ``` static String readFirstLineFromFile(String path) throws IOException { try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(path))) { return br.readLine(); } } ``` ### 变长参数支持泛型 ``` @SafeVarargs public void printArgs(T... args) { for(T value: args) { System.out.println(value.toString()); } } ``` ## Java8 新特性 ### Lambda 按 JSR335 定义, Java8 增加了Lambda的支持, 即用表达式的方法来表示函数式接口 所谓函数式接口是指一个简单的接口只包含一个方法, 类似一个函数, 比如 ``` interface Runnable { void run(); } ``` 过去的写法 ``` Runnable task = new Runnable() { public run() { System.out.println("I'm running"); } } ``` 现在的写法 ``` Runnable task = () -> System.out.println("I'm running"); ``` ### Optional 这是一个容器对象, 用来避免频繁判断null以及NPE(Null Pointer Exception), 它可能包含或不包含非空值。 如果存在一个值，isPresent（）将返回true，get（）将返回值。 它还提供了依赖于包含值是否存在的附加方法，如orElse（）（如果值不存在则返回一个默认值）以及ifPresent（）（如果该值存在，则执行一个代码块）。 举例如下, 用Optional 方便了许多, 详见 ``` String x = "walter"; if (x != null) { String t = x.trim(); if (t.length() > 1) { System.out.println(t); } } Optional.ofNullable(x). map(String::trim). filter(t -> t.length() > 1). ifPresent(System.out::println); ``` ### 函数接口Functional Interface 函数接口为lambda表达式和方法引用提供目标类型。 每个函数接口都有一个抽象方法，称为该函数接口的函数方法，lambda表达式的参数和返回类型被匹配或适配到该方法。 其实任何具有单个抽象方法SAM(Single Abstract Method) 的接口都可称为 functional interface, 可以用注解 @FunctionalInterface 修饰, 当然这并不是必需的, 不过编译器可以凭此识别这个接口是否只包含 SAM 函数接口可以在多个上下文中提供目标类型，例如赋值上下文，方法调用或者类型转换上下文： ``` // 赋值上下文 Predicate p = String::isEmpty; // 方法调用上下文 stream.filter(e -> e.getSize() > 10)... // 类型转换上下文 stream.map((ToIntFunction) e -> e.getSize())... ``` 有几个基本的函数形式，包括Function（从T到R的一元函数），Consumer（从T到void的一元函数），Predicate（从T到布尔的一元函数）以及Supplier（从n到n的函数到R）。 常用的函数接口详见 https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/function/package-summary.html ### Stream Stream 就是一个元素序列, 它支持顺序及并行的聚合操作, 例如计算一些红色widget的宽度之和, 无需使用循环, 分支和累加语句: ``` int sum = widgets.stream() .filter(w -> w.getColor() == RED) .mapToInt(w -> w.getWeight()) .sum(); ``` 举个stream , lambda, 及 函数接口的例子 ``` @Slf4j public class StreamTest { @Data class User { final String firstName; final String lastName; final String email; public User(String firstNamename, String lastName, String email) { this.firstName = firstNamename; this.lastName = lastName; this.email = email; } } @Test public void testStream() { Function fullNameFunction = u -> { String fullName = u.getFirstName() + " " + u.getLastName(); return fullName; }; List users = new ArrayList<>(); users.add(new User("walter", "fan", "walter.fan@world.com")); users.add(new User("walt", "zhou", "walter.zhou@world.com")); List names = users.stream().map(fullNameFunction).collect(Collectors.toList()); log.info("--- name list ---"); names.forEach(log::info); assertEquals("walter fan" , names.get(0)); List numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5); List squaresList = numbers.stream().map( i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList()); log.info("--- numbers ---"); squaresList.forEach(x -> System.out.println(x)); } } ``` 输出为 ``` --- name list --- walter fan walt zhou --- numbers --- 9 4 49 25 ``` 这里使用了注解 @Slf4j 来自动生成 log 成员 和 @Data 来自动生成 Getter, Setter, ToString 详见 https://projectlombok.org/features/all pom.xml 中请加上 ``` org.testng testng 6.9.10 org.projectlombok lombok 1.16.18 provided ``` ## Reference * http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/8-whats-new-2157071.html * https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/javaOO/lambdaexpressions.html * https://www.techempower.com/blog/2013/03/26/everything-about-java-8/