JDK8中的新特性（Lambda、函数式接口、方法引用、Stream）（一）-阿里云开发者社区

1. Java8新特性：Lambda表达式

1.1 关于Java8新特性简介

Java 8 (又称为 JDK 8或JDK1.8) 是 Java 语言开发的一个主要版本。 Java 8 是oracle公司于2014年3月发布，可以看成是自Java 5 以来最具革命性的版本。Java 8为Java语言、编译器、类库、开发工具与JVM带来了大量新特性。

特性：

速度更快
代码更少(增加了新的语法：Lambda表达式)
强大的 Stream API
便于并行

并行流就是把一个内容分成多个数据块，并用不同的线程分别处理每个数据块的流。相比较串行的流，并行的流可以很大程度上提高程序的执行效率。
Java 8 中将并行进行了优化，我们可以很容易的对数据进行并行操作。Stream API 可以声明性地通过 parallel() 与 sequential() 在并行流与顺序流之间进行切换。

最大化减少空指针异常：Optional
Nashorn引擎，允许在JVM上运行JS应用

发音“nass-horn”，是德国二战时一个坦克的命名
javascript运行在jvm已经不是新鲜事了，Rhino早在jdk6的时候已经存在。现在替代Rhino，官方的解释是Rhino相比其他JavaScript引擎（比如google的V8）实在太慢了，改造Rhino还不如重写。所以Nashorn的性能也是其一个亮点。
Nashorn 项目在 JDK 9 中得到改进；在JDK11 中Deprecated，后续JDK15版本中remove。在JDK11中取以代之的是GraalVM。（GraalVM是一个运行时平台，它支持Java和其他基于Java字节码的语言，但也支持其他语言，如JavaScript，Ruby，Python或LLVM。性能是Nashorn的2倍以上。）

1.2 冗余的匿名内部类

当需要启动一个线程去完成任务时，通常会通过java.lang.Runnable接口来定义任务内容，并使用java.lang.Thread类来启动该线程。代码如下：

public class UseFunctionalProgramming {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("多线程任务执行！");
            }
        }).start(); // 启动线程
    }
}

本着“ 一切皆对象”的思想，这种做法是无可厚非的：首先创建一个Runnable接口的匿名内部类对象来指定任务内容，再将其交给一个线程来启动。

代码分析：

对于Runnable的匿名内部类用法，可以分析出几点内容：

Thread类需要Runnable接口作为参数，其中的抽象run方法是用来指定线程任务内容的核心；
为了指定run的方法体，不得不需要Runnable接口的实现类；
为了省去定义一个RunnableImpl实现类的麻烦，不得不使用匿名内部类；
必须覆盖重写抽象run方法，所以方法名称、方法参数、方法返回值不得不再写一遍，且不能写错；
而实际上，似乎只有方法体才是关键所在。

1.3 Lambda 及其使用举例

Lambda 是一个匿名函数，我们可以把 Lambda 表达式理解为是一段可以传递的代码（将代码像数据一样进行传递）。使用它可以写出更简洁、更灵活的代码。作为一种更紧凑的代码风格，使Java的语言表达能力得到了提升。

从匿名类到 Lambda 的转换举例1

从匿名类到 Lambda 的转换举例2

1.4 语法

Lambda 表达式：在Java 8 语言中引入的一种新的语法元素和操作符。这个操作符为 “->” ，该操作符被称为 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 表达式需要的参数列表
右侧：指定了 Lambda 体，是抽象方法的实现逻辑，也即 Lambda 表达式要执行的功能。

语法格式一： 无参，无返回值

@Test
public void test1(){
    //未使用Lambda表达式
    Runnable r1 = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("我爱Java");
        }
    };
    r1.run();
    System.out.println("***********************");
    //使用Lambda表达式
    Runnable r2 = () -> {
        System.out.println("我爱Java");
    };
    r2.run();
}

语法格式二： Lambda 需要一个参数，但是没有返回值。

@Test
public void test2(){
    //未使用Lambda表达式
    Consumer<String> con = new Consumer<String>() {
        @Override
        public void accept(String s) {
            System.out.println(s);
        }
    };
    con.accept("你问我爱你有多深？");
    System.out.println("*******************");
    //使用Lambda表达式
    Consumer<String> con1 = (String s) -> {
        System.out.println(s);
    };
    con1.accept("月亮代表我的心");
}

语法格式三： 数据类型可以省略，因为可由编译器推断得出，称为“ 类型推断 ”

@Test
public void test3(){
    //语法格式三使用前
    Consumer<String> con1 = (String s) -> {
        System.out.println(s);
    };
    con1.accept("月亮代表我的心");
    System.out.println("*******************");
    //语法格式三使用后
    Consumer<String> con2 = (s) -> {
        System.out.println(s);
    };
    con2.accept("月亮代表我的心");
}

语法格式四： Lambda 若只需要一个参数时，参数的小括号可以省略

@Test
public void test4(){
    //语法格式四使用前
    Consumer<String> con1 = (s) -> {
        System.out.println(s);
    };
    con1.accept("月亮代表我的心");
    System.out.println("*******************");
    //语法格式四使用后
    Consumer<String> con2 = s -> {
        System.out.println(s);
    };
    con2.accept("月亮代表我的心");
}

语法格式五： Lambda 需要两个或以上的参数，多条执行语句，并且可以有返回值

@Test
public void test5(){
    //语法格式五使用前
    Comparator<Integer> com1 = new Comparator<Integer>() {
        @Override
        public int compare(Integer o1, Integer o2) {
            System.out.println(o1);
            System.out.println(o2);
            return o1.compareTo(o2);
        }
    };
    System.out.println(com1.compare(12,21));
    System.out.println("*****************************");
    //语法格式五使用后
    Comparator<Integer> com2 = (o1,o2) -> {
        System.out.println(o1);
        System.out.println(o2);
        return o1.compareTo(o2);
    };
    System.out.println(com2.compare(12,6));
}

语法格式六： 当 Lambda 体只有一条语句时，return 与大括号都可以省略

@Test
public void test6(){
    //语法格式六使用前
    Comparator<Integer> com1 = (o1,o2) -> {
        return o1.compareTo(o2);
    };
    System.out.println(com1.compare(12,6));
    System.out.println("*****************************");
    //语法格式六使用后
    Comparator<Integer> com2 = (o1,o2) -> o1.compareTo(o2);
    System.out.println(com2.compare(12,21));
}
@Test
public void test7(){
    //语法格式六使用前
    Consumer<String> con1 = s -> {
        System.out.println(s);
    };
    con1.accept("一个是听得人当真了，一个是说的人当真了");
    System.out.println("*****************************");
    //语法格式六使用后
    Consumer<String> con2 = s -> System.out.println(s);
    con2.accept("一个是听得人当真了，一个是说的人当真了");
}

1.5 关于类型推断

在语法格式三 Lambda 表达式中的参数类型都是由编译器推断得出的。Lambda 表达式中无需指定类型，程序依然可以编译，这是因为 javac 根据程序的上下文，在后台推断出了参数的类型。Lambda 表达式的类型依赖于上下文环境，是由编译器推断出来的。这就是所谓的“类型推断”。

举例：

@Test
public void test() {
    //类型推断1
    ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
    //类型推断2
    int[] arr = {1, 2, 3};
}

2. Java8新特性：函数式(Functional)接口

2.1 什么是函数式接口

只包含一个抽象方法（Single Abstract Method，简称SAM）的接口，称为函数式接口。当然该接口可以包含其他非抽象方法。
可以通过 Lambda 表达式来创建该接口的对象。（若 Lambda 表达式抛出一个受检异常(即：非运行时异常)，那么该异常需要在目标接口的抽象方法上进行声明）。
我们可以在一个接口上使用 @FunctionalInterface 注解，这样做可以检查它是否是一个函数式接口。同时 javadoc 也会包含一条声明，说明这个接口是一个函数式接口。
在java.util.function包下定义了Java 8 的丰富的函数式接口

2.2 如何理解函数式接口

Java从诞生日起就是一直倡导“一切皆对象”，在Java里面面向对象(OOP)编程是一切。但是随着python、scala等语言的兴起和新技术的挑战，Java不得不做出调整以便支持更加广泛的技术要求，即Java不但可以支持OOP还可以支持OOF（面向函数编程）

Java8引入了Lambda表达式之后，Java也开始支持函数式编程。
Lambda表达式不是Java最早使用的。目前C++，C#，Python，Scala等均支持Lambda表达式。

面向对象的思想：

做一件事情，找一个能解决这个事情的对象，调用对象的方法，完成事情。

函数式编程思想：

只要能获取到结果，谁去做的，怎么做的都不重要，重视的是结果，不重视过程。

在函数式编程语言当中，函数被当做一等公民对待。在将函数作为一等公民的编程语言中，Lambda表达式的类型是函数。但是在Java8中，有所不同。在Java8中，Lambda表达式是对象，而不是函数，它们必须依附于一类特别的对象类型——函数式接口。
简单的说，在Java8中，Lambda表达式就是一个函数式接口的实例。这就是Lambda表达式和函数式接口的关系。也就是说，只要一个对象是函数式接口的实例，那么该对象就可以用Lambda表达式来表示。

2.3 举例

举例1：

举例2：

作为参数传递 Lambda 表达式：

作为参数传递 Lambda 表达式：为了将 Lambda 表达式作为参数传递，接收Lambda 表达式的参数类型必须是与该 Lambda 表达式兼容的函数式接口的类型。

2.4 Java 内置函数式接口

2.4.1 常见的函数式接口

函数式接口，比如：

java.lang.Runnable

public void run()

java.lang.Iterable

public Iterator iterate()

java.lang.Comparable

public int compareTo(T t)

java.util.Comparator

public int compare(T t1, T t2)

2.4.2 四大核心函数式接口

函数式接口	称谓	参数类型	用途
`Consumer<T>`	消费型接口	T	对类型为T的对象应用操作，包含方法： `void accept(T t)`
`Supplier<T>`	供给型接口	无	返回类型为T的对象，包含方法：`T get()`
`Function<T, R>`	函数型接口	T	对类型为T的对象应用操作，并返回结果。结果是R类型的对象。包含方法：`R apply(T t)`
`Predicate<T>`	判断型接口	T	确定类型为T的对象是否满足某约束，并返回 boolean 值。包含方法：`boolean test(T t)`

2.4.3 其它接口

类型1：消费型接口

消费型接口的抽象方法特点：有形参，但是返回值类型是void

接口名	抽象方法	描述
`BiConsumer<T,U>`	void accept(T t, U u)	接收两个对象用于完成功能
`DoubleConsumer`	void accept(double value)	接收一个double值
`IntConsumer`	void accept(int value)	接收一个int值
`LongConsumer`	void accept(long value)	接收一个long值
`ObjDoubleConsumer<T>`	void accept(T t, double value)	接收一个对象和一个double值
`ObjIntConsumer<T>`	void accept(T t, int value)	接收一个对象和一个int值
`ObjLongConsumer<T>`	void accept(T t, long value)	接收一个对象和一个long值

类型2：供给型接口

这类接口的抽象方法特点：无参，但是有返回值

接口名	抽象方法	描述
BooleanSupplier	boolean getAsBoolean()	返回一个boolean值
DoubleSupplier	double getAsDouble()	返回一个double值
IntSupplier	int getAsInt()	返回一个int值
LongSupplier	long getAsLong()	返回一个long值

类型3：函数型接口

这类接口的抽象方法特点：既有参数又有返回值

接口名	抽象方法	描述
UnaryOperator<T>	T apply(T t)	接收一个T类型对象，返回一个T类型对象结果
DoubleFunction<R>	R apply(double value)	接收一个double值，返回一个R类型对象
IntFunction<R>	R apply(int value)	接收一个int值，返回一个R类型对象
LongFunction<R>	R apply(long value)	接收一个long值，返回一个R类型对象
ToDoubleFunction<T>	double applyAsDouble(T value)	接收一个T类型对象，返回一个double
ToIntFunction<T>	int applyAsInt(T value)	接收一个T类型对象，返回一个int
ToLongFunction<T>	long applyAsLong(T value)	接收一个T类型对象，返回一个long
DoubleToIntFunction	int applyAsInt(double value)	接收一个double值，返回一个int结果
DoubleToLongFunction	long applyAsLong(double value)	接收一个double值，返回一个long结果
IntToDoubleFunction	double applyAsDouble(int value)	接收一个int值，返回一个double结果
IntToLongFunction	long applyAsLong(int value)	接收一个int值，返回一个long结果
LongToDoubleFunction	double applyAsDouble(long value)	接收一个long值，返回一个double结果
LongToIntFunction	int applyAsInt(long value)	接收一个long值，返回一个int结果
DoubleUnaryOperator	double applyAsDouble(double operand)	接收一个double值，返回一个double
IntUnaryOperator	int applyAsInt(int operand)	接收一个int值，返回一个int结果
LongUnaryOperator	long applyAsLong(long operand)	接收一个long值，返回一个long结果
BiFunction<T,U,R>	R apply(T t, U u)	接收一个T类型和一个U类型对象，返回一个R类型对象结果
BinaryOperator<T>	T apply(T t, T u)	接收两个T类型对象，返回一个T类型对象结果
ToDoubleBiFunction<T,U>	double applyAsDouble(T t, U u)	接收一个T类型和一个U类型对象，返回一个double
ToIntBiFunction<T,U>	int applyAsInt(T t, U u)	接收一个T类型和一个U类型对象，返回一个int
ToLongBiFunction<T,U>	long applyAsLong(T t, U u)	接收一个T类型和一个U类型对象，返回一个long
DoubleBinaryOperator	double applyAsDouble(double left, double right)	接收两个double值，返回一个double结果
IntBinaryOperator	int applyAsInt(int left, int right)	接收两个int值，返回一个int结果
LongBinaryOperator	long applyAsLong(long left, long right)	接收两个long值，返回一个long结果

类型4：判断型接口

这类接口的抽象方法特点：有参，但是返回值类型是boolean结果。

接口名	抽象方法	描述
BiPredicate<T,U>	boolean test(T t, U u)	接收两个对象
DoublePredicate	boolean test(double value)	接收一个double值
IntPredicate	boolean test(int value)	接收一个int值
LongPredicate	boolean test(long value)	接收一个long值

2.4.4 内置接口代码示例

举例1：

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
public class TestConsumer {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = Arrays.asList("java","c","python","c++","VB","C#");
        //遍历Collection集合，并将传递给action参数的操作代码应用在每一个元素上。
        list.forEach(s -> System.out.println(s));
    }
}

举例2：

import java.util.function.Supplier;
public class TestSupplier {
    public static void main(String[] args) {
        Supplier<String> supplier = () -> "hello world";
        System.out.println(supplier.get());
    }
}

举例3：

import java.util.ArrayList;
public class TestPredicate {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("hello");
        list.add("java");
        list.add("ok");
        list.add("yes");
        System.out.println("删除之前：");
        list.forEach(t-> System.out.println(t));
        //用于删除集合中满足filter指定的条件判断的。
        //删除包含o字母的元素
        list.removeIf(s -> s.contains("o"));
        System.out.println("删除包含o字母的元素之后：");
        list.forEach(t-> System.out.println(t));
    }
}

举例4：

import java.util.function.Function;
public class TestFunction {
    public static void main(String[] args) {
        //使用Lambda表达式实现Function<T,R>接口，可以实现将一个字符串首字母转为大写的功能。
        Function<String,String> fun = s -> s.substring(0,1).toUpperCase() + s.substring(1);
        System.out.println(fun.apply("hello"));
    }
}

2.4.5 示例

练习1：无参无返回值形式

假如有自定义函数式接口Call如下：

public interface Call {
    void shout();
}

在测试类中声明一个如下方法：

public static void callSomething(Call call){
    call.shout();
}

在测试类的main方法中调用callSomething方法，并用Lambda表达式为形参call赋值，可以喊出任意你想说的话。

public class TestLambda {
  public static void main(String[] args) {
    callSomething(()->System.out.println("回家吃饭"));
    callSomething(()->System.out.println("我爱你"));
    callSomething(()->System.out.println("滚蛋"));
    callSomething(()->System.out.println("回来"));
  }
  public static void callSomething(Call call){
    call.shout();
  }
}
interface Call {
    void shout();
}

练习2：消费型接口

代码示例：Consumer接口

在JDK1.8中Collection集合接口的父接口Iterable接口中增加了一个默认方法：

public default void forEach(Consumer action) 遍历Collection集合的每个元素，执行“xxx消费型”操作。

在JDK1.8中Map集合接口中增加了一个默认方法：

public default void forEach(BiConsumer action)遍历Map集合的每对映射关系，执行“xxx消费型”操作。

案例：

（1）创建一个Collection系列的集合，添加一些字符串，调用forEach方法遍历查看

（2）创建一个Map系列的集合，添加一些(key,value)键值对，调用forEach方法遍历查看

示例代码：

@Test
public void test1(){
    List<String> list = Arrays.asList("hello","java","lambda");
    list.forEach(s -> System.out.println(s));
}
@Test
public void test2(){
    HashMap<Integer,String> map = new HashMap<>();
    map.put(1, "hello");
    map.put(2, "java");
    map.put(3, "lambda");
    map.forEach((k,v) -> System.out.println(k+"->"+v));
}

练习3：供给型接口

代码示例：Supplier接口

在JDK1.8中增加了StreamAPI，java.util.stream.Stream是一个数据流。这个类型有一个静态方法：

public static Stream generate(Supplier s)可以创建Stream的对象。而又包含一个forEach方法可以遍历流中的元素：public void forEach(Consumer action)。

案例：

现在请调用Stream的generate方法，来产生一个流对象，并调用Math.random()方法来产生数据，为Supplier函数式接口的形参赋值。最后调用forEach方法遍历流中的数据查看结果。

@Test
  public void test2(){
    Stream.generate(() -> Math.random()).forEach(num -> System.out.println(num));
  }

练习4：功能型接口

代码示例：Function接口

在JDK1.8时Map接口增加了很多方法，例如：

public default void replaceAll(BiFunction function) 按照function指定的操作替换map中的value。

public default void forEach(BiConsumer action)遍历Map集合的每对映射关系，执行“xxx消费型”操作。

案例：

（1）声明一个Employee员工类型，包含编号、姓名、薪资。

（2）添加n个员工对象到一个HashMap集合中，其中员工编号为key，员工对象为value。

（3）调用Map的forEach遍历集合

（4）调用Map的replaceAll方法，将其中薪资低于10000元的，薪资设置为10000。

（5）再次调用Map的forEach遍历集合查看结果

Employee类：

class Employee{
  private int id;
  private String name;
  private double salary;
  public Employee(int id, String name, double salary) {
    super();
    this.id = id;
    this.name = name;
    this.salary = salary;
  }
  public Employee() {
    super();
  }
  public int getId() {
    return id;
  }
  public void setId(int id) {
    this.id = id;
  }
  public String getName() {
    return name;
  }
  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }
  public double getSalary() {
    return salary;
  }
  public void setSalary(double salary) {
    this.salary = salary;
  }
  @Override
  public String toString() {
    return "Employee [id=" + id + ", name=" + name + ", salary=" + salary + "]";
  }
}

测试类：

import java.util.HashMap;
public class TestLambda {
  public static void main(String[] args) {
    HashMap<Integer,Employee> map = new HashMap<>();
    Employee e1 = new Employee(1, "张三", 8000);
    Employee e2 = new Employee(2, "李四", 9000);
    Employee e3 = new Employee(3, "王五", 10000);
    Employee e4 = new Employee(4, "赵六", 11000);
    Employee e5 = new Employee(5, "钱七", 12000);
    map.put(e1.getId(), e1);
    map.put(e2.getId(), e2);
    map.put(e3.getId(), e3);
    map.put(e4.getId(), e4);
    map.put(e5.getId(), e5);
    map.forEach((k,v) -> System.out.println(k+"="+v));
    System.out.println();
    map.replaceAll((k,v)->{
      if(v.getSalary()<10000){
        v.setSalary(10000);
      }
      return v;
    });
    map.forEach((k,v) -> System.out.println(k+"="+v));
  }
}

JDK8中的新特性（Lambda、函数式接口、方法引用、Stream）（二）：https://developer.aliyun.com/article/1416368

JDK8中的新特性（Lambda、函数式接口、方法引用、Stream）（一）