编程没有银弹：探讨 Java 8 新增特性的优缺点
程序员文章站
2022-03-03 10:05:11
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Java 8或许是 迄今为止最令人期待的Java版本，最初定于今年的9月份发布，但由于一系列的安全漏洞问题，目前已推迟到明年的3月份。
Java 8试图“创新”，根据 微软对这个词的定义，就是把其他框架或语言里成熟的特性“偷”进来。在新版本发布之前，Java社区就已经开始讨论Lambda项目、Streams、函数式接口等其他好东西。下面就让我们一起来看下这些伟大的功能，看看它们各自的优缺点，好让你更好地应用在项目中。
Streams
集合（Collections）的改进也是Java 8的一大亮点，而让集合越来越好的核心组件则是“Stream”。它与java.io包里的InputStream和OutputStream是完全不同的概念，它是一个全新的概念，大家不要混淆。
此外，Stream的出现也并不是要取代ArrayLists或其他集合，它提供了一种操作大数据接口，让数据操作更容易和更快。Stream是一次性使用对象，一旦被遍历，就无法再次遍历。在遍历时，它具有过滤、映射以及减少遍历数等功能。每个Stream都有两种模式：顺序执行和并行执行，其能够利用多核处理器的优势，并可以使用 fork/join并行方式来拆分任务和加速处理过程。
顺序流：
并行流：
顾名思义，当使用顺序方式去遍历时，每个item读完后再读下一个item。而使用并行去遍历时，数组会被分成多个段，其中每一个都在不同的线程中处理，然后将结果一起输出。
并行流实例：
由于一个Stream只能被遍历一次，通常会返回另外一个Stream，可以使用终端方法（terminal method）来获取有用的结果，终端方法可以是sum()、collect()或toArray()等。在Stream被终止之前，操作的结果不会被实现。
该功能最大的好处是允许使用多核处理器来处理集合，这样处理速度会更加快速。而最主要的问题则是可读性。随着流链的加长，很有可能影响可读性。其它问题则来源于内置的新东西来支持这个新路径，这些是功能接口和Lambda。
函数式接口
在Java 8里将会有一个全新的功能——函数式接口（functional interfaces），就是可以在接口里面添加默认方法，并且这些方法可以直接从接口中运行。
这样就可以在接口中实现集合的向后兼容，并且无需改变实现这个方法的类，就可以让Stream放置到接口中。一般而言，在接口中创建一个默认方法，然后实现该接口的所有类都可以使用Stream（无论是默认方法还是非默认方法）。
基本上就是一种多继承形式，这样就变成了实现者之间的问题，作为实现人员，必须重写这些方法，他们可以选择使用超方法（supermethod），这也就意味着，许多实现接口的类需要改写。
这有可能是Java 8里最让人关心的细节，也许Java 8里的函数式接口对于熟悉Scala的开发者来说不算新功能，但是他们可能会拿函数式接口与Scala的特征进行比较。然而，两者之间不同的是：Java 8里的函数式接口不能将一个引用指向实现类，而Scala允许通过self关键字来实现该操作。会有一些语言*者说，Java 8里的函数式接口只允许多继承行为，而不是状态。而Scala里的多继承特征既可以是行为也可以是状态。
在Java里实现事务和其它项目，我们一般会使用 JavaAssist或 cglib的扩展类来构建动态代理和字节码操作。而Scala的特行可以让我们更直接地实现。
一方面，函数式接口可能会被以继承方式滥用，另一方面，它们尽量不与Scala特征重复。
Lambda
Java 8的另一大亮点是引入Lambda表达式，使用它设计的代码会更加简洁。当开发者在编写Lambda表达式时，也会随之被编译成一个函数式接口。下面这个例子就是使用Lambda语法来代替匿名的内部类，代码不仅简洁，而且还可读。
没有使用Lambda的老方法：
使用Lambda：
让我们来看一个更明显的例子。
不采用Lambda的老方法：
使用Lambda：
正如你所看到的，使用Lambda表达式不仅让代码变的简单、而且可读、最重要的是代码量也随之减少很多。然而，在某种程度上，这些功能在Scala等这些JVM语言里已经被广泛使用。
并不奇怪，Sclala社区是难以置信的，因为许多Java 8里的内容看起来就像是从Scala里搬过来的。在某种程度上，Java 8的语法要比Scala的更详细但不是很清晰，但这并不能说明什么，如果可以，它可能会像Scala那样构建Lambda表达式。
一方面，如果Java继续围绕Lambda来发展和实现Scala都已经实现的功能，那么可能就不需要Scala了。另一方面，如果它只提供一些核心的功能，例如帮助匿名内部类，那么Scala和其他语言将会继续茁壮成长，并且有可能会凌驾于Java之上。其实这才是最好的结果，有竞争才有进步，其它语言继续发展和成长，并且无需担心是否会过时。
Java time
Time在Java里已有很长一段时间，首先出现的java.util.Date这个包，其次还有java.sql.Date、Calendar。但处理时间和日期需要大量的monkey代码，因此，像Joda Time等第三方库因此诞生。姗姗来迟，Oracle终于决定在Java里添加一个 java.time包来清理各种时间接口。它看起来很符合现在开发者的胃口，拥有各种各样的时间API。
Java API可以处理一些时空连续体方面的特性，比如距离、质量、重量等，这是值得称赞的，但我仍然认为 Currency会处理得更好。我认为Java API需要好好地修剪而不是添加更多的东西，并且首先Java API应该对这些基本元素提供标准的兼容。
Nashorn
Nashorn是Rhino的接替者，该项目的目的是基于Java实现一个轻量级高性能的JavaScript运行环境。
JDK 7中添加了invokeDynamic，其主要是用来支持非Java语言，尤其是动态语言。而JDK 8中的Nashorn将会给开发者提供一个更加实用的JavaScript实现。事实上，Oracle已经有了他自己的Node.js实现，叫做Node.jar。这似乎比在Java里运行JavaScript更加吸引人。
Accumulators
自从JDK中集成了 java.util.concurrent以来，该特性并没有停止发展。相反，JDK 8将构建于JDK 7和fork/join框架之上，并通过加法器（adders）和累加器（Accumulators）得到了进一步的发展。
首先是同步。但是，如果你使用同步在多线程之间进行增量计数，那么同步有可能难以负担。在Java 6中通过让非竞争锁更廉价（cheap）来使同步不那么难以负担。其中大多数会使用Vector来提升老应用程序性能，几乎每一个单线程都受到了Java Activation Framework的影响。
Java.util.concurrent包使得线程池和其他相对复杂的多线程结构变得更好，但是，倘若你想要通过跨线程来增加一个变量，那么就有点大材小用了。对此，我们采用一种比真正的锁更轻更快的原子。在JDK 8中，我们采用Accumulators和adders，这些要比原子轻量多了，对于大多数异构代码来说，这些足以满足它们的需求，如果线程太多，那么可以增加一个计数器。但想要看到类似map/reduce实现或统计跨线程之间的总和，你仍然需要使用原子，因为如果要读取这些跨线程的值，累积的顺序是无法得以保证的。
HashMap修复
在Java中使用String.hashCode()实现已是大家熟知的bug。如果在特定的代码中引入HashMap，可能会导致拒绝服务攻击。基本上，如果有足够多的参数hash到相同值，那么可能会消耗过多的CPU时间。
通常，HashMap bucket采用链表的方式来存储map条目。使用此算法存在大量的冲突，并且增加了O(1)到O(N)这种哈希变化的复杂性，为了解决这一问题，通过采用平衡tree算法来降低复杂度。
TLS SNI
SNI是 服务器名称标识（Server Name Identification）的缩写，由于大多数公共网站的访客数量不是太多，几乎很少能达到数百万用户。很多网站都使用相同的IP地址和基于名字的虚拟主机，比如我访问 podcasts.infoworld.com和 [/url][url=http://www.infoworld.com/]www.infoworld.com，最后的网址是一样的，但访问的主机名是不一样的，所以我有可能会访问到不同的Web页面。然而，因为SSL，我可能无法分享IP地址。由于HTTP主机头是建立在基于命名的虚拟主机上，并且主机也是依赖SSL来实现加密/解密的，所以，不得不为每个SSL证书申请不同的IP地址。
在最近几年都是采用SNI来解决这一问题的，Java也不例外。这种方式得到了大多数浏览器的支持，现在Apache和Java也支持它。这意味着过不了多久，我们就可以看到Apache和基于Java的服务器使用Oracle的SSL实现来支持SNI，称作 JSSE。
总结
总之，Java 8包含了一大堆非常实用的特性，这也是许多开发者想使用最新版本的原因之一。在我看来，Stream是最好的一个特性。但愿并行集合也能够为其进程性能带来一些提升。而函数式接口可能并不会像预期中的那样好用，万一使用不当，可能会给开发者带来很多麻烦。
本文只是总结了部分Java 8新特性，我们相信，在发布的时候将会有更多新特性与大家见面。你可以通过Simon Ritter在JavaOne 2013大会上的演讲PPT来了解目前已经添加到Java 8中的55个新特性。
至于该如何取舍，各位开发者应该根据自己的实际需求去研究和使用，并不是所有的新特性就是好的，它们也存在优缺点。（编译：张红月/责编：王果）
英文来源： InfoWorld
Java 8试图“创新”，根据 微软对这个词的定义，就是把其他框架或语言里成熟的特性“偷”进来。在新版本发布之前，Java社区就已经开始讨论Lambda项目、Streams、函数式接口等其他好东西。下面就让我们一起来看下这些伟大的功能，看看它们各自的优缺点，好让你更好地应用在项目中。
Streams
集合（Collections）的改进也是Java 8的一大亮点，而让集合越来越好的核心组件则是“Stream”。它与java.io包里的InputStream和OutputStream是完全不同的概念，它是一个全新的概念，大家不要混淆。
此外，Stream的出现也并不是要取代ArrayLists或其他集合，它提供了一种操作大数据接口，让数据操作更容易和更快。Stream是一次性使用对象，一旦被遍历，就无法再次遍历。在遍历时，它具有过滤、映射以及减少遍历数等功能。每个Stream都有两种模式：顺序执行和并行执行，其能够利用多核处理器的优势，并可以使用 fork/join并行方式来拆分任务和加速处理过程。
顺序流：
List <Person> people = list.getStream.collect(Collectors.toList());
并行流：
List <Person> people = list.getStream.parallel().collect(Collectors.toList());
顾名思义，当使用顺序方式去遍历时，每个item读完后再读下一个item。而使用并行去遍历时，数组会被分成多个段，其中每一个都在不同的线程中处理，然后将结果一起输出。
并行流实例：
List originalList = someData; split1 = originalList(0, mid); split2 = originalList(mid,end); new Runnable(split1.process()); new Runnable(split2.process()); List revisedList = split1 + split2;
由于一个Stream只能被遍历一次，通常会返回另外一个Stream，可以使用终端方法（terminal method）来获取有用的结果，终端方法可以是sum()、collect()或toArray()等。在Stream被终止之前，操作的结果不会被实现。
Double result = list.getStream().mapToDouble(f -> f.getAmount()).sum(); List<Person> people = list.getStream().filter(f -> f.getAge() > 21).collect(Collectors.toList());
该功能最大的好处是允许使用多核处理器来处理集合，这样处理速度会更加快速。而最主要的问题则是可读性。随着流链的加长，很有可能影响可读性。其它问题则来源于内置的新东西来支持这个新路径，这些是功能接口和Lambda。
函数式接口
在Java 8里将会有一个全新的功能——函数式接口（functional interfaces），就是可以在接口里面添加默认方法，并且这些方法可以直接从接口中运行。
这样就可以在接口中实现集合的向后兼容，并且无需改变实现这个方法的类，就可以让Stream放置到接口中。一般而言，在接口中创建一个默认方法，然后实现该接口的所有类都可以使用Stream（无论是默认方法还是非默认方法）。
基本上就是一种多继承形式，这样就变成了实现者之间的问题，作为实现人员，必须重写这些方法，他们可以选择使用超方法（supermethod），这也就意味着，许多实现接口的类需要改写。
这有可能是Java 8里最让人关心的细节，也许Java 8里的函数式接口对于熟悉Scala的开发者来说不算新功能，但是他们可能会拿函数式接口与Scala的特征进行比较。然而，两者之间不同的是：Java 8里的函数式接口不能将一个引用指向实现类，而Scala允许通过self关键字来实现该操作。会有一些语言*者说，Java 8里的函数式接口只允许多继承行为，而不是状态。而Scala里的多继承特征既可以是行为也可以是状态。
在Java里实现事务和其它项目，我们一般会使用 JavaAssist或 cglib的扩展类来构建动态代理和字节码操作。而Scala的特行可以让我们更直接地实现。
一方面，函数式接口可能会被以继承方式滥用，另一方面，它们尽量不与Scala特征重复。
Lambda
Java 8的另一大亮点是引入Lambda表达式，使用它设计的代码会更加简洁。当开发者在编写Lambda表达式时，也会随之被编译成一个函数式接口。下面这个例子就是使用Lambda语法来代替匿名的内部类，代码不仅简洁，而且还可读。
没有使用Lambda的老方法：
button.addActionListener(new ActionListener() {
public void actionPerformed(ActionEvent ae) {
System.out.println(“Action Detected”);
}
}
);
使用Lambda：
button.addActionListener(e -> {
System.out.println(“Action Detected”);
}
);
让我们来看一个更明显的例子。
不采用Lambda的老方法：
Runnable runnable1 = new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("Running without Lambda");
}
};
使用Lambda：
Runnable runnable2 = () -> { System.out.println("Running from Lambda"); };
正如你所看到的，使用Lambda表达式不仅让代码变的简单、而且可读、最重要的是代码量也随之减少很多。然而，在某种程度上，这些功能在Scala等这些JVM语言里已经被广泛使用。
并不奇怪，Sclala社区是难以置信的，因为许多Java 8里的内容看起来就像是从Scala里搬过来的。在某种程度上，Java 8的语法要比Scala的更详细但不是很清晰，但这并不能说明什么，如果可以，它可能会像Scala那样构建Lambda表达式。
一方面，如果Java继续围绕Lambda来发展和实现Scala都已经实现的功能，那么可能就不需要Scala了。另一方面，如果它只提供一些核心的功能，例如帮助匿名内部类，那么Scala和其他语言将会继续茁壮成长，并且有可能会凌驾于Java之上。其实这才是最好的结果，有竞争才有进步，其它语言继续发展和成长，并且无需担心是否会过时。
Java time
Time在Java里已有很长一段时间，首先出现的java.util.Date这个包，其次还有java.sql.Date、Calendar。但处理时间和日期需要大量的monkey代码，因此，像Joda Time等第三方库因此诞生。姗姗来迟，Oracle终于决定在Java里添加一个 java.time包来清理各种时间接口。它看起来很符合现在开发者的胃口，拥有各种各样的时间API。
Java API可以处理一些时空连续体方面的特性，比如距离、质量、重量等，这是值得称赞的，但我仍然认为 Currency会处理得更好。我认为Java API需要好好地修剪而不是添加更多的东西，并且首先Java API应该对这些基本元素提供标准的兼容。
Nashorn
Nashorn是Rhino的接替者，该项目的目的是基于Java实现一个轻量级高性能的JavaScript运行环境。
JDK 7中添加了invokeDynamic，其主要是用来支持非Java语言，尤其是动态语言。而JDK 8中的Nashorn将会给开发者提供一个更加实用的JavaScript实现。事实上，Oracle已经有了他自己的Node.js实现，叫做Node.jar。这似乎比在Java里运行JavaScript更加吸引人。
Accumulators
自从JDK中集成了 java.util.concurrent以来，该特性并没有停止发展。相反，JDK 8将构建于JDK 7和fork/join框架之上，并通过加法器（adders）和累加器（Accumulators）得到了进一步的发展。
首先是同步。但是，如果你使用同步在多线程之间进行增量计数，那么同步有可能难以负担。在Java 6中通过让非竞争锁更廉价（cheap）来使同步不那么难以负担。其中大多数会使用Vector来提升老应用程序性能，几乎每一个单线程都受到了Java Activation Framework的影响。
Java.util.concurrent包使得线程池和其他相对复杂的多线程结构变得更好，但是，倘若你想要通过跨线程来增加一个变量，那么就有点大材小用了。对此，我们采用一种比真正的锁更轻更快的原子。在JDK 8中，我们采用Accumulators和adders，这些要比原子轻量多了，对于大多数异构代码来说，这些足以满足它们的需求，如果线程太多，那么可以增加一个计数器。但想要看到类似map/reduce实现或统计跨线程之间的总和，你仍然需要使用原子，因为如果要读取这些跨线程的值，累积的顺序是无法得以保证的。
HashMap修复
在Java中使用String.hashCode()实现已是大家熟知的bug。如果在特定的代码中引入HashMap，可能会导致拒绝服务攻击。基本上，如果有足够多的参数hash到相同值，那么可能会消耗过多的CPU时间。
通常，HashMap bucket采用链表的方式来存储map条目。使用此算法存在大量的冲突，并且增加了O(1)到O(N)这种哈希变化的复杂性，为了解决这一问题，通过采用平衡tree算法来降低复杂度。
TLS SNI
SNI是 服务器名称标识（Server Name Identification）的缩写，由于大多数公共网站的访客数量不是太多，几乎很少能达到数百万用户。很多网站都使用相同的IP地址和基于名字的虚拟主机，比如我访问 podcasts.infoworld.com和 [/url][url=http://www.infoworld.com/]www.infoworld.com，最后的网址是一样的，但访问的主机名是不一样的，所以我有可能会访问到不同的Web页面。然而，因为SSL，我可能无法分享IP地址。由于HTTP主机头是建立在基于命名的虚拟主机上，并且主机也是依赖SSL来实现加密/解密的，所以，不得不为每个SSL证书申请不同的IP地址。
在最近几年都是采用SNI来解决这一问题的，Java也不例外。这种方式得到了大多数浏览器的支持，现在Apache和Java也支持它。这意味着过不了多久，我们就可以看到Apache和基于Java的服务器使用Oracle的SSL实现来支持SNI，称作 JSSE。
总结
总之，Java 8包含了一大堆非常实用的特性，这也是许多开发者想使用最新版本的原因之一。在我看来，Stream是最好的一个特性。但愿并行集合也能够为其进程性能带来一些提升。而函数式接口可能并不会像预期中的那样好用，万一使用不当，可能会给开发者带来很多麻烦。
本文只是总结了部分Java 8新特性，我们相信，在发布的时候将会有更多新特性与大家见面。你可以通过Simon Ritter在JavaOne 2013大会上的演讲PPT来了解目前已经添加到Java 8中的55个新特性。
至于该如何取舍，各位开发者应该根据自己的实际需求去研究和使用，并不是所有的新特性就是好的，它们也存在优缺点。（编译：张红月/责编：王果）
英文来源： InfoWorld