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Learn Java8

Java8 学习笔记，PPT 备忘录~

Java 发展史

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接口默认方法

默认方法让接口 增加新方法 的同时又能保证对使用这个接口的 老版本代码的兼容

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如果在面向接口编程里面，功能 1 要新增一个方法，在接口中添加了该方法，则实现该接口的其他类都得再去实现这个方法

如果改接口的实现类有很多，那么一个个类的去做实现很麻烦
该方法对某些类来说是没有意义的
如果这个接口是对外发布的，其他用户自己还去实现了该接口，当发布新版本的时候，其他用户会很蒙

所以在 Java8 中新增了接口默认方法，默认方法让接口 增加新方法 的同时又能保证对使用这个接口的 老版本代码的兼容

二进制兼容

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假设 gif 中的 Exoplayer 、 Exoplayer Wrapper 和 app 是分别三个团队，当 app 发现一个 bug 后一层层往上报，最终发现是 Exoplayer 团队的 bug，那么 Exoplayer 团队将 bug fix 了，发布了 Exoplayer 2.0 :

如果 Exoplayer 2.0 不是二进行兼容的，那么 Exoplayer Wrapper 也需要重新编译发布 2.0 版本
如果 Exoplayer 2.0 是二进行兼容的，那么 Exoplayer Wrapper 无需重新编译， app 直接引用 Exoplayer 2.0 边行

『二进制兼容指在升级 (bug fix) 库文件的时候，不必重新编译使用这个库的可执行文件或使用这个库的其他库文件，程序的功能不被破坏』

接口的修改是二进制兼容的，但是如果这样修改了的话会让程序出现不可控的异常

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用法

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default

冲突

一个类只能 继承一个 父类，可以 实现多个 接口

但是加了默认方法之后，在默认方法的使用上出现了一些冲突

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类中的方法优先级最高 ：
- 类或父类中声明的方法的优先级高于任何声明为默认方法的优先级
- 如果父类中的该方法是抽象的，子类如果不是抽象类则必须实现该方法
子接口优先级更高
如果实现两个接口中的默认方法相同，需要显示解决冲突 ： Error: class B inherits unrelated defaults for hello() from types A and C

小结

default

Optional

Optional是 Java 8 提供的为了解决 null 安全问题的一个 API

NullPointerException 是程序中最典型的异常
让代码充斥着深度嵌套 null 检查 / 代码可读性差
null 某种程度上来说是没有任何意义的

def path = mManagerData?.getData()?.getInfo()?.getPath() : getDefaultPath();

Java 8 为啥不引入 安全操作符 呢？先来看看 Optional ：

public String getPath() {
    return Optional.ofNullable(mManagerData)
            .map(ManagerData::getData)
            .map(Data::getInfo)
            .map(Info::getPath).orElse(getDefaultPath());
}

整个样式结构跟 Stream 很相似，当然搭配着 Stream 食用味道更佳

public Optional<ManagerData> getFirstDraftData() {
    LinkedHashMap<Long, String> linkedHashMap = mDB.getFirst();
    if (linkedHashMap.size() != 1) {
        return Optional.empty();
    }
    ArrayList<ManagerData> dataList = new ArrayList<>();
    ManagerData data = null;
    for (Map.Entry<Long, String> entry : linkedHashMap.entrySet()) {
        long id = entry.getKey();
        String content = entry.getValue();
        getDirtyOrCleanDraft(dataList, id, content);
        if (dataList.size() > 0) {
            data = dataList.get(0);
        }
    }
    return Optional.of(data);
}

如果是对外提供功能，返回值是一个 Optional 的话更能让调用者知道该怎么操作

public String getPath() {
    return Optional.ofNullable(mManagerData)
            .map(ManagerData::getData)
            .map(Data::getInfo)
            .map(Info::getPath).orElseGet(() -> getDefaultPath())
}

orElse 方法的延时调用版 orElesGet ：如果是 orElse 默认情况下会先去初始化失败情况下的值，如果是 orElesGet 的话，只有失败了的情况才会走其中的方法

小结

对缺失的变量值进行建模
提供了丰富的 API，与 Stream 十分相似
更好的设计 API ，调用方只需要看一下返回类型就知道该怎么操作

Lambda

用更简洁流畅的代码完成一个功能

举栗

版本 1

public static List<Apple> filterGreenApples(List<Apple> list) {
    List<Apple> result = new ArrayList<>();
    for (Apple apple : list) {
        if ("green".equals(apple.color)) {
            result.add(apple);
        }
    }
    return result;
}

第一个版本，需要将绿颜色的苹果给挑选出来

版本 2

public static List<Apple> filterColorApples(List<Apple> list, String color) {
    List<Apple> result = new ArrayList<>();
    for (Apple apple : list) {
        if (color.equals(apple.color)) {
            result.add(apple);
        }
    }
    return result;
}

经过第一个版本后，需求改了，颜色可能是各种各样的，那么 将颜色作为参数传进来 的方式来满足需求

####版本 3

public static List<Apple> filterColorOrWeightApples(List<Apple> list, String color, int weight) {
    List<Apple> result = new ArrayList<>();
    for (Apple apple : list) {
        if (color.equals(apple.color) || weight > apple.weight) {
            result.add(apple);
        }
    }
    return result;
}

又经过一个版本，判断条件可能不止颜色，还有重量，那么再将重量作为参数传进来；但是这样的做法会 显得越来越笨拙

版本 4

public static List<Apple> filter(List<Apple> list, Filter filter) {
    List<Apple> result = new ArrayList<>();
    for (Apple apple : list) {
        if (filter.satisfied(apple)) {
            result.add(apple);
        }
    }
    return result;
}

interface Filter {
    boolean satisfied(Apple apple);
}

那么优化一下，通过类似策略模式的方式，放入不同的算法来实现

class WeightFilter implements Filter {

    @Override
    public boolean satisfied(Apple apple) {
        return apple.weight > 100;
    }
}

class ColorFilter implements Filter {

    @Override
    public boolean satisfied(Apple apple) {
        return "red".equals(apple.color);
    }
}

list = filter(list, new WeightFilter());
list = filter(list, new ColorFilter());

这样就把行为抽象出来了，代码适应了需求的变化，但是这个过程很啰嗦，因为需要声明很多只需要实例化一次的类

版本 5

list = filter(list, new Filter() {
   
    @Override
    public boolean satisfied(Apple apple) {
        return apple.weight > 100;
    }
});

再优化一下上个版本的问题，改为用匿名内部类，虽然上个版本的问题解决了，但是匿名内部类看起来很笨重，占用空间多，除此之外，有时候看起来还特别费力

int weight = 100;
list = filter(list, new Filter() {
    int weight = 200;
    @Override
    public boolean satisfied(Apple apple) {
        return apple.weight > weight;
    }
});

此时的 weight 看起来就比较费力，到底引用的是外部的还是内部的呢

版本 6

list = filter(list, apple -> apple.weight > 100);

通过 lambda 的方式，再来解决匿名内部类带来的问题

Lambda 结构

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函数式接口

只定义了一个抽象方法的接口

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    public abstract void run();
}

如果再往 Runnable 中加方法，会导致编译失败

占用字节码更少

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小结

更简洁的传递代码
函数式接口就是只有一个抽象方法的接口
只有在函数式接口的地方才能使用 Lambda
方法引用可以复用现有的方法实现并直接传递

Stream

Stream 可以更好的、更为流畅的、更为语义化的操作集合

Stream 作为 Java 8 的一大亮点，它与 java.io 包里的 InputStream 和 OutputStream 是完全不同的概念。Java 8 中的 Stream 是对集合（Collection）对象功能的增强，它专注于对集合对象进行各种非常便利、高效的聚合操作（aggregate operation），或者大批量数据操作 (bulk data operation)。Stream API 借助于同样新出现的 Lambda 表达式，极大的提高编程效率和程序可读性。同时它提供串行和并行两种模式进行汇聚操作，并发模式能够充分利用多核处理器的优势，使用 fork/join 并行方式来拆分任务和加速处理过程。通常编写并行代码很难而且容易出错, 但使用 Stream API 无需编写一行多线程的代码，就可以很方便地写出高性能的并发程序。所以说，Java 8 中首次出现的 java.util.stream 是一个函数式语言 + 多核时代综合影响的产物。

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流是一组有顺序的，有起点和终点的字节集合，是对数据传输的总称或抽象。即数据在两设备间的传输称为流，流的本质是数据传输，根据数据传输特性将流抽象为各种类，方便更直观的进行数据操作。

数据操作又可以分为无状态的 (Stateless) 和有状态的 (Stateful) ，无状态中间操作是指元素的处理不受前面元素的影响，而有状态的中间操作必须等到所有元素处理之后才知道最终结果，比如排序是有状态操作，在读取所有元素之前并不能确定排序结果
终端操作又可以分为短路操作和非短路操作，短路操作是指不用处理全部元素就可以返回结果，比如找到第一个满足条件的元素

Stream 举栗

结构图，栗子中要用到

class Dish {
    String type;//小吃，素菜，荤菜
    String name;//名字
    int price;//钱
}

从菜单中挑选出荤菜且菜名带『肉』字且价格最贵的 3 个

申明式

List<String> filter(List<Dish> list) {
    List<Dish> typeResult = new ArrayList();
    for (Dish dish : list) {
        if ("荤菜".equals(dish.type)) {
            typeResult.add(dish);
        }
    }

    List<Dish> meatResult = new ArrayList<>();
    for (Dish dish : typeResult) {
        if (dish.name.contains("肉")) {
            meatResult.add(dish);
        }
    }

    Collections.sort(meatResult, new Comparator<Dish>() {
        @Override
        public int compare(Dish o1, Dish o2) {
            return o1.price - o2.price;
        }
    });

    List<String> nameList = new ArrayList<>();
    int count = 3;
    if (meatResult.size() < 3) {
        count = meatResult.size();
    }
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        nameList.add(meatResult.get(i).name);
    }

    return nameList;
}

Stream

List<String> filter2(List<Dish> list) {
    return list.stream().filter(dish -> "荤菜".equals(dish.type))
            .filter(dish -> dish.name.contains("肉"))
            .sorted(Comparator.comparingInt(o -> o.price))
            .limit(3)
            .map(dish -> dish.name)
            .collect(Collectors.toList());
}

有无状态举栗

无状态

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有状态

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短路非短路举栗

非短路

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短路

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内部迭代

List<String> filter2(List<Dish> list) {
    return list.stream().filter(dish -> "荤菜".equals(dish.type))
            .filter(dish -> dish.name.contains("肉"))
            .sorted(Comparator.comparingInt(o -> o.price))
            .limit(3)
            .map(dish -> dish.name)
            .collect(Collectors.toList());
}

像 SQL，像 builder 构建者模式

流水线（管道）

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集合是一种数据结构；它的主要关注点是在内存中组织数据，而且集合会在一段时间内持久存在。集合通常可用作流管道的来源或目标，但流的关注点是计算，而不是数据；每个中间操作都返回流，让整个流能串起来

自动并行

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自动并行是采用的 Fork / Join 框架

分而治之

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把大任务分割成若干个小任务，最终汇总每个小任务结果后得到大任务结果

工作窃取

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线程 1 负责处理 4 个任务，线程 2 负责处理 4 个任务，当线程 1 任务处理完了，但线程 2 还在处理任务。干完活的线程与其闲着，不如去帮其他线程干活。于是它就去其他线程的队里里窃取一个任务来执行。在这时它们会访问同一个队列，所以为了减少窃取任务线程和被窃取任务之间的竞争，通过会使用双端队列，被窃取任务线程永远从双端队列的头部执行任务，而窃取任务线程用于从双端队列的尾部拿任务。