前言：📫 作者简介：小明java问道之路，专注于研究计算机底层，就职于金融公司后端高级工程师，擅长交易领域的高安全/可用/并发/性能的设计和架构📫

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本文导读

如何更好的使用Lambda表达式，优雅的使用Stream操作数据的切片、筛选、过滤，以及在大数据量下归类与计算利器Map/Reduce

第一节：Java8新特性有哪些？

官网文档：What's New in JDK 8

重要的：

1、在接口中新增了default方法和static方法，这两种方法可以有方法体 （*default方法可以被子接口继承亦可被其实现类所调用，default方法被继承时，可以被子接口覆写；接口中的static方法不能被继承，也不能被实现类调用，只能被自身调用）

2、Lambda表达式（可以看成是匿名内部类，->表示连接符；{}内部是方法体；<实例>::<实例方法名>返回函数式接口，例如Collections::sort）

3、函数式接口（如果一个接口只有一个抽象方法）可以使用Lambda表达式，lambda表达式会被匹配到这个抽象方法上

4、Lambda作用域（可以直接访问标记了final的外层局部变量，实例的字段以及静态变量，lambda内部对于实例的字段以及静态变量是即可读又可写）

5、访问接口的方法：Predicate接口（有一个参数并且返回一个结果，并附带了一些可以和其他函数组合的默认方法）；Comparator 在Java 8在此之上添加了多种默认方法

6、Optional 接口（防止NullPointerException异常的辅助类型）

7、Date api（Clock类提供了访问当前日期和时间的方法，Clock是时区敏感的，可以用来取代 System.currentTimeMillis() 来获取当前的微秒数；LocalTime 本地时间类LocalDate 本地日期类 ）

8、Annotation 注解，8中支持多重注解了

第二节：为什么要用Lambda表达式？

case1：当一个类，仅对另一个类有用，使用匿名内部类或嵌套类就可以解决实际问题时，为了简化程序同时可以提高封装性，避免误用

8以前：

Thread thread = new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() { // TODO
    }
});

8+:

Thread thread = new Thread(() -> {});

case2：对集合完成遍历、过滤、搜索等计算

8以前：for while if else循环等

8+

List result = list.stream().filter(() -> // TODO
).collect(Collectors.toList());

总结：lambda给java提供了一个代码优雅的方式

第三节：Stream的常用操作

Java8对集合提供了一种流式计算的方式， 流在管道中传输， 并且可以在管道的节点上进行处理，比如筛选，排序，聚合等。

Stream API 基本都是返回Stream本身（这样多个操作可以串联成一个管道）

1、Stream创建有两种：stream() 串行流、paralleStream() 并行流（大量数据推荐使用paralleStream()）

2、stream内部遍历的方式forEach()，通过forEach可以大大简化集合遍历的代码

3、stream用于数据过滤的方法filter()，实现数据过滤

4、stream用于数据映射的方法map()，实现数据映射（获取数据）

5、stream用于数据映射的方法sorted()，实现数据排序

6、Collectors 类实现了很多归约（保持数据原貌的前提下，最大限度地精简数据量）操作，例如将流转换成集合和聚合元素。Collectors()可用于返回列表或字符串

7、统计结果的收集器也非常有用，它们主要用于int、double、long等基本类型上，如mapToInt()

8、Steam提供的flatMap()的作用是对流的元素进行一对多转换，然后将结果元素放到一个新的流

9、在大数量的场景下可以可以采用分而治之的思想来进行计算，stream里提供了reduce()相关的操作

case1：遍历集合取出不为空的集合并排序：

list.stream().filter(x -> x != null)
    .sorted(Comparator.comparing(Object::hashCode)).collect(Collectors.toList());

case2：求学生总成绩：

studentList.parallelStream()
    .map(Student::getScore).reduce((s1, s2) -> s1 + s2).get();

case3：收集器：

IntSummaryStatistics stats = numberList.stream()
                .mapToInt((x) -> x).summaryStatistics();

case4：流聚合：

// listOfLists = Arrays.asList(list);
listOfLists.stream().flatMap(x -> x.stream).collect(Collectors.toList());
// 收集器使用
System.out.println(stats.getMax() + stats.getMin() + stats.getSum() + stats.getAverage());

第四节：Stream几乎全部操作

1、筛选：

filter：接受一个条件（一个返回boolean的函数）作为参数，并返回一个包括所有符合 条件 的元素的流

distinct：流还支持一个叫作distinct的方法，它会返回一个元素各异（根据流所生成元素的hashCode和equals方法实现）的流

2、切片：

takeWhile：采用filter的缺点是，你需要遍历整个流中的数据，对其中的每一个元素执行 条件 操作。takeWhile操作就是为此而生的，它可以帮助你利用 条件 对流进行分片（即便你要处理的流是无限流也毫无困难）但是会在遭遇第一个不符合要求的元素时停止处理。

dropWhile：dropWhile操作是对takeWhile操作的补充。它会从头开始，丢弃所有 条件 结果为false的元素。一旦遭遇 条件 计算的结果为true，它就停止处理，并返回所有剩余的元素，即便要处理的对象是一个由无限数量元素构成的流，它也能工作得很好

3、截断：limit：返回另一个不超过给定长度的流。所需的长度作为参数传递给limit，如果流是有序的，则最多会返回前n个元素

4、跳过：skip：返回一个扔掉了前n个元素的流

5、映射：

map：流支持map方法，它会接受一个函数作为参数。这个函数会被应用到每个元素上，并将其映射成一个新的元素（使用映射一词，是因为它和转换类似，但其中的细微差别在于它是“创建一个新版本”而不是去“修改”）

flatMap：使用flatMap方法的效果是，各个数组并不是分别映射成一个流，而是映射成流的内容。

6、匹配：                                                                

allMatch、anyMatch、noneMatch、findFirst和findAny

anyMatch：可以匹配“流中是否有一个元素能匹配给定的 条件 ”，allMatch方法的工作原理和anyMatch类似，但它会看看流中的元素是否都能匹配给定的 条件

7、短路：

anyMatch、allMatch和noneMatch这三个操作都用到了所谓的短路，这就是大家熟悉的Java中&&和||（不管表达式有多长，你只需找到一个表达式为false，就可以推断整个表达式将返回false，所以用不着计算整个表达式）

8、查找：

findAny：查找元素findAny方法将返回当前流中的任意元素

findFirst：查找第一个元素

何时使用findFirst和findAny？并行。找到第一个元素在并行上限制更多。如果你不关心返回的元素是哪个，使用findAny，因为它在使用并行流时限制较少

9、归约：reduce方法将流归约成一个值。用函数式编程语言的术语来说，这称为折叠（fold），通俗来说就是保持数据原貌的前提下，减少数据量

10、数值流：使用reduce方法计算流中元素的总和

第五节：Java9、10、11的新增主要特性

java9

1、没有jre的目录

2、模块化（可以创建类型为 package-info.java的类，这个东西可以减少jvm的负担，想启动的时候，jvm只会启动和它有关的模块，不会加载所有模块提高性能）

3、可以兼容多版本（向下兼容）

4、interface 支持私有方法（private *** java9(){}）

5、钻石操作符（原：Handler<Integer> intHandler = new Handler<Integer>(1) { }; 现：Handler<Integer> intHandler = new Handler<>(1) {};）

6、String底层存储结构更换（java8之前Strin的底层结构类型都是char[]，但是java9就替换成 byte[] ，java9会自动识别用哪个编码，当数据用1byte，就会使iSO或者latin1，当空间数据满2byte的时候自动使utf-1节省空间，提高性能，同理，StringBuilder StringBuffer也更换了底层数据结构）

7、Stream API 新添加了4个方法，takeWhile、dropWhile、ofNullable、iterate(新重载方法)（takeWhile当达到一定条件就结束；ofNullable在java9创建nulliterate 不加条件无线循环）

8、引进HttpClient（不用通过maven添加httpclient，直接可以用）

9、Collection API的增强功能（增的工厂方法可以简化小规模List、Set或者Map的创建List.of、Set.of、Map.of）

10、默认使用G1GC

参考资料：Java Platform, Standard Edition What’s New in Oracle JDK 9, Release 9

Java10（优化为主）

1、局部变量的类型推断 var关键字（var list = new ArrayList<String>();）

2、合并 JDK 多个代码仓库到一个单独的储存库中（在 JDK9 中，有8个仓库：root、corba、hotspot、jaxp、jaxws、jdk、langtools 和 nashorn这些将被合并为一个）

3、GC改进和内存管理并行全垃圾回收器 G1（通过完全GC并行来改善G1最坏情况的等待时间）

4、线程-局部变量管控（将允许在不运行全局虚拟机安全点的情况下实现线程回调）

5、垃圾回收器接口

6、List、Map、Set都增加了一个新的静态方法，copyOf(Collection)（这些函数按照其迭代顺序返回一个不可修改的列表、映射或包含给定集合的元素的集合。）

7、ByteArrayOutputStream（字节数组输出流，通过使用指定的字符集解码字节，将缓冲区的内容转换为字符串）

参考资料：JDK 10 Release Notes

Java11*

1、本地变量类型推断（通过var推断类型）

2、字符串API加强（isBlank() 判断是不是空格；strip()去除首尾空格；stripTrailing()去除尾部空格；stripTrailing去除首部空格；stripLeading() 去除首部空格；repeat() 复制字符串；lines().count() 行数统计）

3、集合API加强

添加了一个新的默认方法Collection.toArray(IntFunction)

// JDK11之前
Arrays.toString(names.toArray(new String[names.size()]));
// JDK11之后
Arrays.toString(names.toArray(size -> new String[size]));

copyOf ()，创建的集合为不可变集合，不能进行添加、删除、替换、排序等操作，不然会报 java.lang.UnsupportedOperationException 异常。

4、Stream 加强（增加单个参数构造方法可为null，Stream.ofNullable(null); ）

5、Optional 加强（可以将一个 Optional 转换成一个 Stream）

Optional.of("javastack").orElseThrow();  // javastack
Optional.of("javastack").stream().count();  // 1
Optional.ofNullable(null).or(() -> Optional.of("javastack")).get();  // javastac

6、InputStream 加强（transferTo，可以用来将数据直接传输到 OutputStream）

7、HTTP Client API（httpclient，在java11被标记为正式，改为java.net.http模块）

8、一个命令编译运行源代码（不需要编译的javac命令）

9、是8以后的稳定版

参考资料：JDK 11