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JDK 8+新特性（Stream API、Optional、模块化等）

article 2025/2/23 13:12:48

JDK 8+新特性（Stream API、Optional、模块化等）

一、Stream API

1.1 概述

Stream API 是 Java 8 引入的一个新的抽象概念，它允许以声明式的方式处理数据集合。Stream 不是一个数据结构，而是对数据源（如集合、数组等）进行一系列操作的管道。这些操作可以是中间操作（如过滤、映射）和终端操作（如收集、计数）。使用 Stream API 可以使代码更加简洁、易读，并且可以利用多核处理器的并行处理能力。

1.2 基本操作

中间操作
  • filter：用于过滤满足条件的元素。
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class StreamFilterExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6);
        List<Integer> evenNumbers = numbers.stream()
                .filter(n -> n % 2 == 0)
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println(evenNumbers);
    }
}
  • map：用于将元素进行转换。
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class StreamMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3);
        List<Integer> squaredNumbers = numbers.stream()
                .map(n -> n * n)
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println(squaredNumbers);
    }
}
终端操作
  • collect：用于将流中的元素收集到一个集合中。
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class StreamCollectExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> words = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");
        String result = words.stream()
                .collect(Collectors.joining(", "));
        System.out.println(result);
    }
}
  • count：用于统计流中元素的数量。
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class StreamCountExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
        long count = numbers.stream()
                .filter(n -> n > 3)
                .count();
        System.out.println(count);
    }
}

1.3 并行流

Stream API 支持并行流，可以利用多核处理器的并行处理能力来提高性能。使用 parallelStream() 方法可以将顺序流转换为并行流。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class ParallelStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
        long sum = numbers.parallelStream()
                .mapToInt(Integer::intValue)
                .sum();
        System.out.println(sum);
    }
}

二、Optional

2.1 概述

Optional 是 Java 8 引入的一个容器类，用于表示一个值可能存在或不存在的情况。它可以避免空指针异常（NullPointerException），使代码更加健壮。

2.2 基本用法

  • 创建 Optional 对象：
    • Optional.of(T value)：创建一个包含非空值的 Optional 对象。如果传入的值为 null，会抛出 NullPointerException。
    • Optional.ofNullable(T value)：创建一个可能包含 null 值的 Optional 对象。如果传入的值为 null，则返回一个空的 Optional 对象。
    • Optional.empty()：创建一个空的 Optional 对象。
import java.util.Optional;

public class OptionalCreationExample {
    public static void main(String[] args) {
        Optional<String> nonEmptyOptional = Optional.of("Hello");
        Optional<String> nullableOptional = Optional.ofNullable(null);
        Optional<String> emptyOptional = Optional.empty();
    }
}
  • 判断值是否存在：
    • isPresent()：判断 Optional 对象中是否包含值。
    • ifPresent(Consumer<? super T> action)：如果 Optional 对象中包含值，则执行指定的操作。
import java.util.Optional;

public class OptionalIsPresentExample {
    public static void main(String[] args) {
        Optional<String> optional = Optional.of("Hello");
        if (optional.isPresent()) {
            System.out.println(optional.get());
        }
        optional.ifPresent(s -> System.out.println(s.toUpperCase()));
    }
}
  • 获取值：
    • get()：如果 Optional 对象中包含值，则返回该值；否则抛出 NoSuchElementException。
    • orElse(T other)：如果 Optional 对象中包含值，则返回该值；否则返回指定的默认值。
    • orElseGet(Supplier<? extends T> other)：如果 Optional 对象中包含值，则返回该值；否则通过调用指定的 Supplier 函数获取默认值。
import java.util.Optional;

public class OptionalGetValueExample {
    public static void main(String[] args) {
        Optional<String> optional = Optional.ofNullable(null);
        String value = optional.orElse("Default");
        System.out.println(value);

        String value2 = optional.orElseGet(() -> "Generated Default");
        System.out.println(value2);
    }
}

三、模块化（Java 9+）

3.1 概述

Java 9 引入了模块化系统（Project Jigsaw），它允许将代码组织成模块，每个模块有自己的声明性依赖和访问控制。模块化可以提高代码的可维护性、安全性和可扩展性，并且可以减少类路径的复杂性。

3.2 模块定义

在 Java 9+ 中，每个模块由一个 module-info.java 文件来定义。该文件位于模块的根目录下，用于声明模块的名称、依赖关系和导出的包。

// module-info.java
module myModule {
    // 声明依赖的模块
    requires java.base;
    requires anotherModule;

    // 导出的包
    exports com.example.myPackage;
}

3.3 模块的优点

  • 封装性：模块可以控制哪些包对外可见，从而提高代码的封装性和安全性。
  • 可维护性：模块之间的依赖关系明确，便于代码的维护和升级。
  • 性能优化：模块化系统可以减少类加载的开销，提高应用程序的启动性能。

3.4 模块的使用

在编译和运行时，需要指定模块路径和主模块。例如：

# 编译模块
javac --module-path path/to/modules -d out module-info.java com/example/myPackage/MyClass.java

# 运行模块
java --module-path path/to/modules -m myModule/com.example.myPackage.MyClass

四、其他 JDK 8+ 新特性

4.1 接口默认方法和静态方法

Java 8 允许在接口中定义默认方法和静态方法。默认方法使用 default 关键字修饰，为接口提供了默认的实现；静态方法使用 static 关键字修饰，可以直接通过接口名调用。

interface MyInterface {
    // 默认方法
    default void defaultMethod() {
        System.out.println("This is a default method.");
    }

    // 静态方法
    static void staticMethod() {
        System.out.println("This is a static method.");
    }
}

4.2 日期时间 API

Java 8 引入了新的日期时间 API（java.time 包），它提供了更简洁、线程安全的日期和时间处理方式。例如：

import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.LocalTime;

public class DateTimeExample {
    public static void main(String[] args) {
        LocalDate currentDate = LocalDate.now();
        LocalTime currentTime = LocalTime.now();
        LocalDateTime currentDateTime = LocalDateTime.now();

        System.out.println("Current date: " + currentDate);
        System.out.println("Current time: " + currentTime);
        System.out.println("Current date and time: " + currentDateTime);
    }
}

4.3 方法引用

方法引用是 Lambda 表达式的一种简洁形式，它允许直接引用已有的方法。方法引用使用 :: 符号，常见的方法引用有：

  • 静态方法引用：ClassName::staticMethodName
  • 实例方法引用：instance::instanceMethodName
  • 构造方法引用：ClassName::new
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class MethodReferenceExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> words = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");
        words.forEach(System.out::println);
    }
}

http://www.kler.cn/a/553847.html

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