6. 函数式接口
函数式接口是只包含一个抽象方法的接口，用于函数式编程。
函数式接口其实是Java 8中的一个新特性，它的主要目的是为了支持Lambda表达式和方法引用。Lambda表达式是一种匿名函数，通过Lambda表达式可以简洁地定义一个函数，而函数式接口则定义了这个Lambda表达式的类型。也就是说，函数式接口是Lambda表达式的一种契约形式。
在Java中，函数式接口必须满足以下三个条件：
- 接口中只能有一个抽象方法。
- 接口可以有多个默认方法或静态方法。
- 接口中使用@FunctionalInterface注解来标识该接口是一个函数式接口。
Lambda表达式与函数式接口的关系十分密切，因为Lambda表达式必须与函数式接口对应。当Lambda表达式的参数列表和返回值类型与函数式接口的抽象方法的参数列表和返回值类型相同时，它就可以被视为函数式接口的实现。Lambda表达式的实现方式是通过创建一个实现了函数式接口的匿名类来实现的。
除了Lambda表达式，函数式接口还可以与方法引用一起使用。方法引用是一种更简洁的Lambda表达式的写法，它可以直接引用已有的方法作为Lambda表达式。当被引用的方法与函数式接口的抽象方法的参数列表和返回值类型相同时，方法引用也可以被视为函数式接口的实现。
下面是一个简单的Java代码示例，演示了如何创建一个函数式接口，并使用Lambda表达式和方法引用来实现它：
@FunctionalInterface interface MyInterface { void doSomething(); // 接口中只有一个抽象方法 default void doSomethingElse() {}; // 接口中可以有多个默认方法 static void doStaticThing() {}; // 接口中可以有多个静态方法 } public class Main { public static void main(String[] args) { // 使用Lambda表达式来实现函数式接口 MyInterface myLambda = () -> System.out.println("Lambda实现函数式接口"); myLambda.doSomething(); // 输出：Lambda实现函数式接口 // 使用方法引用来实现函数式接口 MyInterface myMethodRef = Main::myMethod; myMethodRef.doSomething(); // 输出：方法引用实现函数式接口 } public static void myMethod() { System.out.println("方法引用实现函数式接口"); } }
总之，函数式接口是Java 8中为了支持函数式编程而引入的一个新特性。它定义了Lambda表达式的类型，是Lambda表达式的契约形式。同时，函数式接口还可以与方法引用一起使用，进一步简化代码。理解函数式接口的工作原理和运行原理，对于Java语言的深度理解和应用都是非常有帮助的。
7. CompletableFuture
CompletableFuture是Java 8中用于异步编程的API，它可以异步地执行任务，然后等待任务完成后再执行其它任务。
CompletableFuture是Java 8中新增的一个API，用于异步编程。它可以用来解决传统的回调函数嵌套、线程池竞争等问题，提高异步编程的效率和可读性。
CompletableFuture的核心是Future和Callback两个机制。Future是用来获取异步操作的结果的，Callback是用来处理异步操作完成后的逻辑的。CompletableFuture利用了这两个机制，将异步操作和逻辑处理分离，让代码更加清晰简洁。
在使用CompletableFuture时，需要将需要异步执行的任务封装在一个CompletableFuture对象中，然后通过链式调用的方式设置回调函数。当任务执行完成后，回调函数会被自动触发，处理异步执行结果。
除此之外，CompletableFuture还支持多个异步操作的组合，可以将多个异步操作连接起来，形成一个任务链，从而实现更加复杂的异步编程逻辑。
下面是一个简单的CompletableFuture示例代码，演示如何利用CompletableFuture进行异步编程：
import java.util.concurrent.CompletableFuture; public class CompletableFutureExample { public static void main(String[] args) { // 创建一个CompletableFuture对象，并指定异步操作 CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { try { Thread.sleep(1000); // 模拟耗时操作 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } return "Hello, CompletableFuture!"; }); // 设置回调函数，在异步操作完成后处理结果 future.thenAccept(result -> System.out.println(result)); // 主线程继续执行其他任务 System.out.println("Main thread continues..."); // 等待异步操作完成 future.join(); } }
在上面的示例中，我们首先创建了一个CompletableFuture对象，并指定了一个异步操作，这个异步操作会在另一个线程中执行，模拟了一个耗时的操作。
然后我们通过链式调用的方式设置了一个回调函数，当异步操作完成后，这个回调函数会被自动触发，处理异步执行的结果。
在回调函数设置完成后，主线程继续执行其他任务，并最终调用了future.join()等待异步操作完成。
运行上述代码的输出结果类似于：
Main thread continues... Hello, CompletableFuture!
可以看到，主线程在异步操作完成前已经继续执行了其他任务，而异步操作的结果则在后面回调函数中被处理输出。
这个简单的示例只是展示了CompletableFuture的一部分功能，更复杂的异步编程逻辑需要更多的学习和实践。
在底层，CompletableFuture利用了Java语言的并发机制，如线程池、锁、原子操作等，来实现异步执行和回调函数的自动触发。通过掌握这些底层机制，我们可以更好地理解CompletableFuture的运行原理，并能够更好地理解和使用Java语言的并发机制。
8. 新的集合处理方法
Java 8引入了许多新的集合处理方法，例如forEach、map、filter等，让集合的处理更加简洁明了。
Java 8中引入的新的集合处理方法是通过Lambda表达式和函数式接口实现的。Lambda表达式是一种匿名函数，可以将其作为参数传递给其他方法。而函数式接口是只包含一个抽象方法的接口，Lambda表达式可以与这些接口匹配。
其中，forEach方法用于迭代集合中的每个元素，并对其执行给定的操作；map方法将集合中的每个元素都应用于给定的函数，从而生成一个新的集合；filter方法根据给定的条件过滤集合中的元素，只留下符合条件的元素。
这些方法的实现原理基于Java集合框架中的迭代器和函数式编程概念。集合框架中的迭代器用于遍历集合中的元素，而函数式编程则强调函数作为一等公民的概念，即函数可以作为参数或返回值传递。
示例代码：
import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class CollectionExample { public static void main(String[] args) { // 创建一个字符串类型的集合 List<String> names = new ArrayList<>(); names.add("Alice"); names.add("Bob"); names.add("Charlie"); // forEach方法遍历集合中的每个元素，输出其值 names.forEach(name -> System.out.println(name)); // map方法将集合中的每个元素转换为大写，生成一个新的集合 List<String> upperCaseNames = names.stream().map(name -> name.toUpperCase()).collect(Collectors.toList()); System.out.println(upperCaseNames); // filter方法过滤出集合中长度为5的元素，生成一个新的集合 List<String> filteredNames = names.stream().filter(name -> name.length() == 5).collect(Collectors.toList()); System.out.println(filteredNames); } }
以上代码演示了Java 8中的集合处理方法的使用。其中，通过Lambda表达式实现了forEach、map和filter方法的操作，通过函数式接口实现了集合处理方法的匹配。这些方法可以帮助我们更加简单、高效地处理集合中的数据，提高代码的可读性和可维护性。
通过Lambda表达式和函数式接口，Java 8的集合处理方法实现了更加简洁明了的集合处理方式，提高了代码的可读性和可维护性。同时，这种方法还可以并行处理大规模数据集，提高处理效率。
9. Nashorn JavaScript引擎
Nashorn是Java 8中全新的JavaScript引擎，它可以在Java代码中执行JavaScript代码。
Nashorn是Java 8中引入的全新的JavaScript引擎。它与Java的紧密集成使得Java开发人员可以轻松地在Java代码中嵌入JavaScript代码，从而更加方便地实现复杂的逻辑处理。
Nashorn引擎使用了基于Java虚拟机（JVM）的实现，因此它比传统的JavaScript引擎更加快速和高效。与此同时，它还支持新的JavaScript特性，比如Lambda表达式、扩展操作符等。这些特性使得Nashorn成为一个强大的JavaScript引擎，大大增强了Java的功能和灵活性。
在使用Nashorn时，Java开发人员可以使用Java的API来直接访问JavaScript对象，并使用JavaScript的语法来编写逻辑代码。此外，Nashorn还提供了许多与JavaScript相关的API，如JSON、XML等，方便Java开发人员在使用JavaScript时更加便捷。
在运行时，Nashorn将JavaScript代码编译为Java字节码，然后在JVM上运行，这意味着在执行旧的JavaScript代码时，Nashorn的性能要比其他JavaScript引擎更高。另外，Nashorn还提供了一些调试和优化工具，方便开发人员对JavaScript代码进行调试和优化。
下面是一个简单的Java代码示例，演示了如何使用Nashorn执行JavaScript代码：
import javax.script.ScriptEngine; import javax.script.ScriptEngineManager; import javax.script.ScriptException; public class NashornExample { public static void main(String[] args) { ScriptEngineManager manager = new ScriptEngineManager(); ScriptEngine engine = manager.getEngineByName("nashorn"); try { // 执行JavaScript代码 engine.eval("print('Hello, world!')"); } catch (ScriptException e) { e.printStackTrace(); } } }
在上面的代码中，我们使用了Java标准库中的javax.script包，其中包含了用于在Java中执行脚本代码的API。我们首先创建了一个ScriptEngineManager对象，它用于获取特定的脚本引擎。在这里，我们通过调用getEngineByName方法并传入“nashorn”参数，获取了Nashorn引擎实例。
接下来，我们使用engine.eval方法执行了一段简单的JavaScript代码，它打印了“Hello, world!”。在执行过程中，Nashorn将JavaScript代码编译为Java字节码，然后在JVM上运行。最后，我们捕捉了任何ScriptException异常，并打印了堆栈跟踪信息。
这只是一个简单的例子。在实际应用中，我们可以使用Nashorn执行更复杂的JavaScript代码，包括调用JavaScript函数、操作JavaScript对象等等。
总之，Nashorn是一个强大的JavaScript引擎，它为Java开发人员提供了一种简单而高效的方式来操作JavaScript代码。它的高效性和灵活性使得它成为Java开发中重要的一部分，可以帮助开发人员更好地实现复杂的逻辑处理。
JDK11语言特性和API
JDK11引入了一些有趣的语言特性和API，其中包含以下内容：
1. HTTP Client API
JDK11引入的新的HTTP客户端API是一个非常强大的工具，它基于异步非阻塞IO模型，并支持WebSocket和HTTP/2。这个API提供了许多新的功能和改进，使得它成为构建现代、高效、可靠的应用程序所必需的。
一些新特性包括：
1.支持HTTP/2和WebSocket协议：HTTP/2是HTTP协议的下一代，它提供了更好的性能和效率。WebSocket是一种全双工协议，允许在单个TCP连接上进行双向通信。
2.异步非阻塞IO模型：通过使用CompletableFuture和Reactive Streams API，该API提供了一种易于使用的异步编程模型。
3.流式处理：该API支持将请求和响应体分段处理，以处理大型文件或流。
4.缓存策略：该API提供了一个强大的缓存策略，可以通过请求头和响应头来指定。
5.重定向：该API支持对重定向进行细粒度控制，以确保不会出现无限循环。
以下是一个简单的Java代码示例，使用JDK11的新的HTTP客户端API发送一个GET请求：
import java.net.URI; import java.net.http.HttpClient; import java.net.http.HttpRequest; import java.net.http.HttpResponse; public class HttpClientExample { public static void main(String[] args) throws Exception { // 创建一个HttpClient对象 HttpClient client = HttpClient.newHttpClient(); // 创建一个GET请求 HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder() .uri(URI.create("https://www.example.com")) .GET() .build(); // 发送请求并获取响应 HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString()); // 打印响应信息 System.out.println(response.statusCode()); System.out.println(response.headers().map()); System.out.println(response.body()); } }
这个示例中，我们首先创建了一个HttpClient对象，然后创建了一个GET请求，并使用 send 方法发送请求并获取响应。通过 HttpResponse 对象，我们可以获取响应的状态码、响应头和响应体。
总之，JDK11引入的新的HTTP客户端API是一个现代、高效、可靠的工具，可以大大简化HTTP请求的处理，并提供了强大的功能和改进。这个API对于构建现代应用程序和服务是非常有用的，尤其是在处理大量HTTP请求和数据时。
2. 变量的Lambda表达式
在Lambda表达式中使用var定义变量是JDK11引入的一个新特性。它使得我们可以在Lambda表达式中使用本地类型推断。本地类型推断是指根据右侧的表达式进行类型推断，而不需要显式地声明类型。
例如，以下代码在JDK11中是合法的：
(Function<String, Integer>) (var s1, var s2) -> s1.length() + s2.length();
在Lambda表达式中，我们可以使用var来定义参数的类型。在上述代码中，var推断出了s1和s2的类型为String。
这个特性的实现原理其实比较简单。在编译期，Java编译器会根据Lambda表达式的语法结构，将Lambda表达式中的var推断出对应的类型。然后将这个类型作为参数类型传递给Lambda表达式。
需要注意的是，Lambda表达式中的var只能用于定义参数类型，不能用于定义方法的返回类型。这是因为方法的返回类型不能被推断，所以必须显式地定义。
此外，需要注意的是，var只适用于局部变量。对于类成员变量、方法返回值、方法参数等情况，我们还是应该显式地声明类型，以提高代码的可读性和可维护性。
以下是使用Lambda表达式中var定义变量的Java代码示例：
//Lambda表达式中使用var定义变量示例 public class LambdaVarExample { public static void main(String[] args) { //定义Lambda表达式，使用var推断参数类型 MyLambdaInterface myLambda = (var s1, var s2) -> s1.length() + s2.length(); //调用Lambda表达式 System.out.println(myLambda.getStringLength("Hello", "World!")); } //定义Lambda表达式接口 interface MyLambdaInterface { int getStringLength(String s1, String s2); } }
在上述示例中，使用MyLambdaInterface接口定义了一个Lambda表达式，使用var推断了参数s1和s2的类型为String。然后在main方法中调用Lambda表达式，输出了字符串"Hello"和"World!"的长度之和。
需要注意的是，var只能在Lambda表达式中定义参数类型，不能在接口定义中使用。此外，示例中使用了注解和详细的代码注释，以便理解和阅读。
总之，在Lambda表达式中使用var定义变量是JDK11引入的一个方便的新特性，可以让我们写出更加简洁而富有表现力的代码。
3. ZGC垃圾收集器
ZGC是一种用于Java堆垃圾收集的新式收集器。它与JDK 11一起发布，目标是为使用非常大的Java堆的应用程序提供低停顿时间的垃圾回收。
ZGC的设计目标是为多核和大内存系统提供高吞吐量和低延迟的垃圾收集。它采用的是可并行的并发垃圾收集算法，这意味着收集器在应用程序运行的同时执行。这种并发性使ZGC在处理内存压力较大的情况下表现良好。
ZGC收集器的主要优势是其非常低的停顿时间，即对应用程序暂停时间的影响非常小。这对于需要快速响应时间的应用程序尤其重要。与传统的垃圾收集器不同，ZGC的暂停时间不会随着堆大小而增加，因此它可以有效处理TB级别的内存。
ZGC的实现基于一组高度可调整的算法，可以根据不同的应用程序需求进行优化。它还使用了一些特殊技术来避免在数据移动期间对运行时系统造成影响，例如内存预分配，对象复制和内存压缩。
以下是一个简单的Java代码示例，展示使用ZGC收集器的方法：
import java.util.ArrayList; public class ZgcDemo { public static void main(String[] args) { ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>(); for(int i=0; i<1000000; i++) { list.add(i); } System.out.println("List size: " + list.size()); // 使用ZGC收集器进行垃圾回收 System.gc(); System.out.println("Garbage collection completed"); } }
该示例中创建了一个包含100万个整数的ArrayList对象，然后使用ZGC收集器进行垃圾回收。在程序运行过程中，ZGC收集器会在应用程序运行时并行执行垃圾回收操作，因此暂停时间非常低。在需要处理大内存和快速响应时间的应用程序中，ZGC收集器可以提供更好的性能表现。
总体而言，ZGC的出现为Java应用程序提供了一个高性能垃圾收集器的选择，特别是对于需要处理大内存的应用程序。它对于需要高吞吐量和快速响应时间的应用程序尤其有用，可以显著提高应用程序的性能。
