Modern Java: Mastering Features from Java 8 to Java 21

在这个列表中，你已经概述了Java 8的一些核心特性和API，包括Streams、Optional、新的日期和时间库以及并行流处理。让我们更详细地探讨这些主题：

1. Streams API Operations

Streams API是Java 8中的一个关键特性，它提供了一种声明式的方式来处理序列数据（如集合、数组等）。以下是一些常见的Streams操作：

• map(): 将每个元素映射成一个新的元素。
• flatMap(): 类似于map(),但它可以用来展平嵌套的Streams。
• distinct(): 移除Stream中重复的元素。
• count(): 返回Stream中元素的数量。
• filter(): 根据提供的预言（Predicate）筛选Stream中的元素。
• reducer(): 执行流中元素的聚合操作，如求和、最大值等。
• Map, Filter and Reduce pattern: 这些模式用于分别转换、筛选和聚合数据。
• max()/min(): 返回Stream中最大或最小的元素。
• limit(): 限制Stream中元素的数量。
• skip(): 跳过Stream中的前N个元素。
• allMatch(), anyMatch(), noneMatch(): 用于测试Stream中所有、至少一个或没有元素是否匹配给定的条件。
• findAny()/findFirst(): 返回Stream中的任意或第一个元素（注：这两个操作并不保证找到第一个元素）。

2. Streams API - Factory Methods

Streams的工厂方法可以用来创建新的Streams，包括基于集合、数组或其他Streams的Streams。例如：

• stream(): 将一个对象数组转换为Stream。
• of(): 创建一个新的固定元素的Stream。
• iterate(): 通过迭代生成Stream。

3. Optional

Optional是Java 8中的一个类，用于避免空引用（NullPointerException）。它可以是有值的或无值的（即为null）。Optional提供了一系列方法来处理这些情况，例如：

• isEmpty(): 检查是否没有值。
• orElse(): 如果Optional有值，则返回该值；否则，返回提供的默认值。
• orElseGet(): 如果Optional有值，则返回该值；否则，执行一个Supplier来获取值。
• orElseThrow(): 如果Optional有值，则返回它；否则，抛出一个Exception。
• map(): 将Optional转换为另一个类型的Optional。

4. New Date/Time Libraries

Java 8引入了新的日期和时间处理API，旨在替代Legacy Date and Time API，提供更加易于使用、线程安全和无需考虑时区问题的方式来处理日期和时间。新的类包括：

• LocalDate: 表示一个仅包含年、月和天的日期，不考虑时间或时区。
• LocalTime: 表示一个仅包含小时、分钟和秒的时间，同样不考虑日期或时区。
• LocalDateTime: 结合了LocalDate和LocalTime，表示一个具体的日期和时间点。
• Instant: 代表一个在整个UTC时间线上的瞬间。
• ZonedDateTime: 表示在特定时区下的日期和时间。
• DateTimeFormatter: 用于格式化和解析日期、时间和时间线。

5. Parallel Streams

并行流处理允许你利用多核处理器来加速Streams操作。通过使用ParallelStream.of()或在Stream pipeline中设置parallel()，你可以并行地执行一系列操作。但是要注意的是，并行流不适用于所有操作，并且它们的性能取决于数据的大小和工作负载的复杂性。

6. Lambda Expressions

Lambda表达式是Java 8的核心特性之一，它使得编写可重用的代码片段变得更加简洁和灵活。Lambda表达式是函数式编程的一个基础部分，可以用作接口的实现（特别是单个抽象方法的接口）。

7. Method References and Default Methods

Java 8还引入了默认方法和方法参照。这些特性使得可以为已存在的接口添加新方法，并且可以用更简洁的方式引用已有的方法。

8. Type Annotations (JSR-305) and Nullability Annotations

类型注解允许你为代码中的类型添加额外的信息，而不影响程序的运行时性能。空值nullables的注解可以用来指明一个变量或字段是否可以为null。

9. Collection API Improvements

Java 8也对Collection接口进行了一些增强，包括新的默认方法如removeIf()、forEach()和replaceAll()等，以及对Map接口的改进。

10. Interface Improvements (Default and Static Methods)

Java 8允许接口包含默认方法（default methods），这意味着接口的实现类可以选择是否实现这些方法，而不会违反接口契约。此外，接口也可以包含静态方法。

11. CompletableFuture

Java 8引入了java.util.concurrent.CompletableFuture类，它是对Future和Callable的增强，支持链式操作和异步编程。

Conclusion

Java 8的新特性为开发者提供了更多的工具来编写更加清晰、高效和安全的代码。这些特性不仅提高了开发效率，还改变了Java编程的范式。随着Java 9、10等版本的发布，一些新特性和API也被引入，但Java 8仍然是一个强大、稳定且广泛使用的版本。