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为什么选择 Java 8 ? 技术分享

要点速递

  • 在很多情况下,Java8 都能提升应用性能,而无需任何改变或性能调优。
  • Lambda 表达式、 Streams API 以及现有类的新方法都是提高生产力的重要工具。
  • Java8 新推出的 Optional 类型在处理 null 值时,能减少 NullPointerExceptions 的可能性,给开发者极大的灵活度。

去年年初,Java8 粉墨登场,现在 Java7 便已行将就木。在明年底 Java9 推出之前,Java8 是 Oracle 唯一支持的版本。然而,许多公司都将稳定性放在第一位,所以都还在用 Java7,甚至 Java6。

让我们来了解一下 Java8 的一些特性,让你在说服团队升级 Java 版本时理由能更充分一些。

速度更快

可以取悦老板、满足业务或运营人员的一大卖点是:Java8 运行应用时速度更快。通常,升级至 Java8 的应用都能得到速度上的提升,即便没有做任何改变或调优。对于为了迎合特定 JVM 而做出调整的应用,这或许并不适用。但 Java8 性能更优的理由还有很多:

常见数据结构的性能提升:对广受欢迎的 HashMap 进行的基准测试表明,它们在 Java8 中的性能更好。这种提升非常吸引人——你无需学习新的 Streams API 或 Lambda 语法,甚至不需要改变现有的代码,就能提升应用的性能。

垃圾回收器提升:通常,Java 应用性能取决于垃圾回收的效率。的确,糟糕的垃圾回收会很大程度上影响应用性能。Java8 对垃圾回收做了很多改变,能有效提升性能并简化调优。最为人熟知的改变是 PermGen 的移除与 Metaspace 的引入

Fork/Join 速度提升fork/join 框架是在 Java7 中首次引入的,目的是简化使用 JVM 的并发程序。Java8 中投入了很多努力进一步提升该框架。现在,fork/join 在 Streams API 中用于并发操作。

此外,Java8 中还包含诸多改进以支持并发。Oracle 在 JDK 8 中总结了这些性能提升。

代码行更少

Java 经常被人们诟病其样本代码太多。为此,Java8 新的 API 采用了更具功能性的方式,专注于实现什么而不是如何实现。

Lambda 表达式

Java8 中的 Lambda 表达式不仅是 Java 已有的匿名内部类—— Java8 推出之前传递行为的方法之外的语法糖衣。Lambda 表达式采用了 Java 7 的内部改变,因此运用起来相当流畅。想了解如何使用 Lambda 表达式简化代码,请继续阅读。

集合新方法介绍

Lambda 表达式与 Streams 可能是 Java8 最大的两个卖点,较少为人知的是 Java 现在允许开发者给现有类添加新的方法,而无需为了向后兼容性折中。这样,新的方法,结合 Lambda 表达式,能在很大程序上简化代码。比如,我们常常需要判断 Map 中的某个成员是否已经存在,如果不存在则创建之。在 Java8 之前,你可能会这么做:

private final Map<CustomerId, Customer> customers = new HashMap<>();

public void incrementCustomerOrders(CustomerId customerId) {
Customer customer = customers.get(customerId);
if (customer == null) {
    customer = new Customer(customerId);
    customers.put(customerId, customer);
}
customer.incrementOrders();
}

操作“检查某个成员在 map 中是否存在,若不存在则添加之”是如此常用,Java 现在为 Map 添加了一个新方法 computeIfAbsent 来支持这个操作。该方法的第二个参数是一个 Lambda 表达式,该表达式定义了如何创建缺少的成员。

public void incrementCustomerOrders(CustomerId customerId) {
Customer customer = customers.computeIfAbsent(customerId,
       id -> new Customer(id));
customer.incrementOrders();
}

其实,Java8 还有一个新的特性,称为方法引用(method references),它能使我们用更简洁的代码实现该功能:

public void incrementCustomerOrders(CustomerId customerId) {
Customer customer = customers.computeIfAbsent(customerId, Customer::new);
customer.incrementOrders();
}

Java8 为 MapList 都添加了新方法。你可以了解一下这些新方法,看它们能节省多少行代码。

Streams API

Streams API 为查询、操纵数据提供了更多灵活度。这是一个很强大的功能。阅读这些文章能对 Streams API 有更全面的了解。在大数据时代建立流畅的数据查询会非常有趣,而且也是常用的操作。比如,你有一列书,你希望按照字母表顺序排列这些书的作者名,且不含重复。

public List<Author> getAllAuthorsAlphabetically(List<Book> books) {
List<Author> authors = new ArrayList<>();
for (Book book : books) {
    Author author = book.getAuthor();
    if (!authors.contains(author)) {
        authors.add(author);
    }
}
Collections.sort(authors, new Comparator<Author>() {
    public int compare(Author o1, Author o2) {
        return o1.getSurname().compareTo(o2.getSurname());
    }
});
return authors;
}

在上面的代码中,我们首先遍历这列书,如果书的作者从未在作者列表出现,则添加之。之后,我们根据作者的姓氏按字母表顺序对这些作者排序。这种排序操作正是 Streams 擅长解决的领域:

public List<Author> getAllAuthorsAlphabetically(List<Book> books) {
return books.Streams()
            .map(book -> book.getAuthor())
            .distinct()
            .sorted((o1, o2) -> o1.getSurname().compareTo(o2.getSurname()))
            .collect(Collectors.toList());
}

上面的做法不仅代码行更少,而且描述性更强——后来的开发者读到这段代码能够轻易理解:1、代码从书中获取作者姓名。2、只在意从未出现过的作者。3、返回的列表按照作者姓氏排序。将 Streams API 与其他新特性——方法引用(method references)比较器(Comparator)的新方法结合使用,可以得到更加简洁的版本:

public List<Author> getAllAuthorsAlphabetically(List<Book> books) {
return books.Streams()
            .map(Book::getAuthor)
            .distinct()
            .sorted(Comparator.comparing(Author::getSurname))
            .collect(Collectors.toList());
}

这里,排序方法按照作者姓氏排序,更加显而易见了。

便于并行

此前我们浅聊过更利于开箱即用的性能,除了前面提到过的特性,Java8 能更好地利用 CPU 内核。将前例中的 Streams 方法替换为 parallelStreams,JVM 会将此运算分解为不同的任务,使用 fork/join 将这些任务运行在多个核上。然而,并行化并不是加速所有运算的魔法。并行化运算总是会带来更多工作——分解运算,整合结果,因此无法总是减少时间。但是,对适合并行化的例子,这么做还是颇有效率的。

最大化减少 Null 指针

Java8 的另一个新特性是全新的 Optional 类型。该类型的含义是“我可能有值,也可能是 null。“这样一来,API 就可以区分可能为 null 的返回值与绝对不会是 null 的返回值,从而最小化 NullPointerException 异常的发生几率。

Optional 最赞的用处是处理 null。例如,假设我们要从一个列表中找一本特定的书,新创建的 findFirst() 方法会返回 Optional 类型的值,表明它无法确保是否找到特定的值。有了这个可选择的值,我们接下来可以决定,如果是 null 值要如何处理。如果想要抛出一个自定义的异常,我们可以使用 orElseThrow

public Book findBookByTitle(List<Book> books, String title) {
Optional<Book> foundBook = books.Streams()
       .filter(book -> book.getTitle().equals(title))
       .findFirst();
return foundBook.orElseThrow(() -> new BookNotFoundException("Did not find book with title " + title));
}

或者,你可以返回其他书:

return foundBook.orElseGet(() -> getRecommendedAlternativeBook(title));

或者,返回 Optional 类型,这样,该方法的调用者可以自己决定书没找到时要怎么做。

总结

Java8 作为 Java 语言的一次重大发布,包含语法上的更改、新的方法与数据类型,以及一些能默默提升应用性能的隐性改善。Oracle 已经不再支持 Java 7,因此许多公司都被迫向 Java8 转移。好消息是,Java8 对业务、现有的应用以及期望提高生产力的开发者都好好多。原文地址

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