第 一部分 基礎知識

第1 章 Java 8、9、10以及11的變化2

1.1為什麼要關心Java的變化2

1.2Java怎麼還在變4

1.2.1Java在編程語言生態繫統中的位置5

1.2.2流處理6

1.2.3用行為參數化把代碼傳遞給方法7

1.2.4並行與共享的可變數據8

1.2.5Java需要演變9

1.3Java中的函數9

1.3.1方法和Lambda作為一等值10

1.3.2傳遞代碼：一個例子11

1.3.3從傳遞方法到Lambda13

1.4流14

1.5默認方法及Java模塊17

1.6來自函數式編程的其他好思想19

1.7小結20

第2 章 通過行為參數化傳遞代碼22

2.1應對不斷變化的需求23

2.1.1初試牛刀：篩選綠蘋果23

2.1.2再展身手：把顏色作為參數23

2.1.3第三次嘗試：對你能想到的每個屬性做篩選24

2.2行為參數化25

2.3對付啰唆30

2.3.1匿名類30

2.3.2第五次嘗試：使用匿名類31

2.3.3第六次嘗試：使用Lambda表達式32

2.3.4第七次嘗試：將List類型抽像化33

2.4真實的例子33

2.4.1用Comparator來排序33

2.4.2用Runnable執行代碼塊34

2.4.3通過Callable返回結果35

2.4.4GUI事件處理35

2.5小結36

第3 章 Lambda表達式37

3.1Lambda管中窺豹37

3.2在哪裡以及如何使用Lambda40

3.2.1函數式接口40

3.2.2函數描述符42

3.3把Lambda付諸實踐：環繞執行模式44

3.3.1第 1 步：記得行為參數化44

3.3.2第 2 步：使用函數式接口來傳遞行為45

3.3.3第 3 步：執行一個行為45

3.3.4第 4 步：傳遞Lambda46

3.4使用函數式接口47

3.4.1Predicate47

3.4.2Consumer47

3.4.3Function48

3.5類型檢查、類型推斷以及限制52

3.5.1類型檢查52

3.5.2同樣的Lambda，不同的函數式接口53

3.5.3類型推斷55

3.5.4使用局部變量56

3.6方法引用57

3.6.1管中窺豹57

3.6.2構造函數引用60

3.7Lambda和方法引用實戰62

3.7.1第 1 步：傳遞代碼62

3.7.2第 2 步：使用匿名類62

3.7.3第 3 步：使用Lambda表達式62

3.7.4第 4 步：使用方法引用63

3.8復合Lambda表達式的有用方法63

3.8.1比較器復合64

3.8.2謂詞復合64

3.8.3函數復合65

3.9數學中的類似思想66

3.9.1積分66

3.9.2與Java 8的Lambda聯繫起來68

3.10小結68

第二部分使用流進行函數式數據處理

第4 章 引入流72

4.1流是什麼72

4.2流簡介76

4.3流與集合78

4.3.1隻能遍歷一次79

4.3.2外部迭代與內部迭代80

4.4流操作82

4.4.1中間操作83

4.4.2終端操作84

4.4.3使用流84

4.5路線圖85

4.6小結85

第5 章 使用流86

5.1篩選87

5.1.1用謂詞篩選87

5.1.2篩選素87

5.2流的切片88

5.2.1使用謂詞對流進行切片88

5.2.2截短流90

5.2.3素90

5.3映射91

5.3.1對流中素應用函數91

5.3.2流的扁平化92

5.4查找和匹配95

5.4.1檢查謂詞是否至少匹素95

5.4.2檢查謂詞是否匹素96

5.4.3素96

5.4.4查找第素97

5.5歸約98

5.5素求和98

5.5.2值和小值100

5.6付諸實踐103

5.6.1領域：交易員和交易103

5.6.2解答104

5.7數值流106

5.7.1原始類型流特化107

5.7.2數值範圍108

5.7.3數值流應用：勾股數108

5.8構建流111

5.8.1由值創建流111

5.8.2由可空對像創建流111

5.8.3由數組創建流112

5.8.4由文件生成流112

5.8.5由函數生成流：創建無限流113

5.9概述116

5.10小結116

第6 章 用流收集數據118

6.1收集器簡介119

6.1.1收集器用作高級歸約119

6.1.2預定義收集器120

6.2歸約和彙總121

6.2.1查找流中的值和小值121

6.2.2彙總122

6.2.3連接字符串123

6.2.4廣義的歸約彙總124

6.3分組127

6.3.1操作素128

6.3.2多級分組130

6.3.3按子組收集數據131

6.4分區134

6.4.1分區的優勢135

6.4.2將數字按質數和非質數分區136

6.5收集器接口138

6.5.1理解Collector接口聲明的方法139

6.5.2全部融合到一起143

6.6開發你自己的收集器以獲得更好的性能144

6.6.1僅用質數做除數145

6.6.2比較收集器的性能148

6.7小結150

第7 章 並行數據處理與性能151

7.1並行流152

7.1.1將順序流轉換為並行流52

7.1.2測量流性能154

7.1.3正確使用並行流158

7.1.4高效使用並行流159

7.2分支/合並框架161

7.2.1使用RecursiveTask161

7.2.2使用分支/合並框架的做法164

7.2.3工作竊取165

7.3Spliterator166

7.3.1拆分過程167

7.3.2實現你自己的Spliterator168

7.4小結173

第三部分使用流和Lambda進行高效編程

第8 章 Collection API的增強功能176

8.1集合工廠176

8.1.1List工廠177

8.1.2Set工廠178

8.1.3Map工廠179

8.2使用List和Set180

8.2.1removeIf方法180

8.2.2replaceAll方法181

8.3使用Map181

8.3.1forEach方法182

8.3.2排序182

8.3.3getOrDefault方法183

8.3.4計算模式183

8.3.5刪除模式184

8.3.6替換模式185

8.3.7merge方法185

8.4改進的ConcurrentHashMap187

8.4.1歸約和搜索187

8.4.2計數188

8.4.3Set視圖188

8.5小結188

第9 章 重構、測試和調試189

9.1為改善可讀性和靈活性重構代碼189

9.1.1改善代碼的可讀性190

9.1.2從匿名類到Lambda表達式的轉換190

9.1.3從Lambda表達式到方法引用的轉換191

9.1.4從命令式的數據處理切換到Stream193

9.1.5增加代碼的靈活性193

9.2使用Lambda重構面向對像的設計模式195

9.2.1策略模式196

9.2.2模板方法197

9.2.3觀察者模式198

9.2.4責任鏈模式201

9.2.5工廠模式202

9.3測試Lambda表達式204

9.3.1測試可見Lambda函數的行為204

9.3.2測試使用Lambda的方法的行為205

9.3.3將復雜的Lambda表達式分為不同的方法205

9.3.4高階函數的測試206

9.4調試206

9.4.1查看棧跟蹤206

9.4.2使用日志調試208

9.5小結209

第10 章 基於Lambda的領域特定語言210

10.1領域特定語言212

10.1.1DSL的優點和弊端212

10.1.2JVM中已提供的DSL解決方案214

10.2現代Java API中的小型DSL217

10.2.1把Stream API當成DSL去操作集合219

10.2.2將Collectors作為DSL彙總數據220

10.3使用Java創建DSL的模式與技巧221

10.3.1方法鏈接224

10.3.2使用嵌套函數226

10.3.3使用Lambda表達式的函數序列228

10.3.4把它們都放到一起230

10.3.5在DSL中使用方法引用232

10.4Java 8 DSL的實際應用234

10.4.1jOOQ235

10.4.2Cucumber236

10.4.3Spring Integration238

10.5小結239

第四部分無所不在的Java

第11 章 用Optional取代null242

11.1如何為缺失的值建模243

11.1.1采用防御式檢查減少NullPointerException243

11.1.2null帶來的種種問題245

11.1.3其他語言中null的替代品245

11.2Optional類入門246

11.3應用Optional的幾種模式248

11.3.1創建Optional對像248

11.3.2使用map從Optional對像中提取和轉換值248

11.3.3使用flatMap鏈接Optional對像249

11.3.4操縱由Optional對像構成的Stream253

11.3.5默認行為及解引用Optional對像254

11.3.6兩個Optional對像的組合255

11.3.7使用filter剔除特定的值257

11.4使用Optional的實戰示例258

11.4.1用Optional 封裝可能為null的值259

11.4.2異常與Optional的對比259

11.4.3基礎類型的Optional對像，以及為什麼應該避免使用它們260

11.4.4把所有內容整合起來260

11.5小結262

第12 章 新的日期和時間API263

12.1LocalDate、LocalTime、LocalDateTime、Instant、Duration以及Period264

12.1.1使用LocalDate和LocalTime264

12.1.2合並日期和時間265

12.1.3機器的日期和時間格式266

12.1.4定義Duration或Period267

12.2操縱、解析和格式化日期268

12.2.1使用TemporalAdjuster270

12.2.2打印輸出及解析日期?C時間對像272

12.3處理不同的時區和歷法274

12.3.1使用時區274

12.3.2利用和UTC/格林尼治時間的固定偏差計算時區275

12.3.3使用別的日歷繫統276

12.4小結277

第13 章 默認方法278

13.1不斷演進的API280

13.1.1初始版本的API281

13.1.2第二版API281

13.2概述默認方法283

13.3默認方法的使用模式285

13.3.1可選方法285

13.3.2行為的多繼承286

13.4解決衝突的規則289

13.4.1解決問題的三條規則289

13.4.2選擇提供了體實現的默認方法的接口290

13.4.3衝突及如何顯式地消除歧義291

13.4.4菱形繼承問題293

13.5小結294

第14 章 Java模塊繫統295

14.1模塊化的驅動力：軟件的推理295

14.1.1關注點分離295

14.1.2信息隱藏296

14.1.3Java軟件296

14.2為什麼要設計Java模塊繫統297

14.2.1模塊化的局限性297

14.2.2單體型的JDK298

14.2.3與OSGi的比較299

14.3Java模塊：全局視圖300

14.4使用Java模塊繫統開發應用301

14.4.1從頭開始搭建一個應用302

14.4.2細粒度和粗粒度的模塊化303

14.4.3Java模塊繫統基礎303

14.5使用多個模塊304

14.5.1exports子句304

14.5.2requires子句305

14.5.3命名306

14.6編譯及打包306

14.7自動模塊310

14.8模塊聲明及子句311

14.8.1requires311

14.8.2exports311

14.8.3requires的傳遞311

14.8.4exports to312

14.8.5open和opens312

14.8.6uses和provides313

14.9通過一個更復雜的例子了解更多313

14.10小結314

第五部分提升Java的並發性

第15 章 CompletableFuture及反應式編程背後的概念316

15.1為支持並發而不斷演進的Java318

15.1.1線程以及更高層的抽像319

15.1.2執行器和線程池320

15.1.3其他的線程抽像：非嵌套方法調用322

15.1.4你希望線程為你帶來什麼324

15.2同步及異步API324

15.2.1Future風格的API326

15.2.2反應式風格的API327

15.2.3有害的睡眠及其他阻塞式操作328

15.2.4實戰驗證329

15.2.5如何使用異步API進行異常處理330

15.3“線框?C管道”模型331

15.4為並發而生的CompletableFuture和結合器332

15.5“發布?C訂閱”以及反應式編程335

15.5.1示例：對兩個流求和337

15.5.2背壓341

15.5.3一種簡單的真實背壓341

15.6反應式繫統和反應式編程342

15.7路線圖342

15.8小結343

第16 章 CompletableFuture：組合式異步編程344

16.1Future接口344

16.1.1Future接口的局限性346

16.1.2使用CompletableFuture構建異步應用346

16.2實現異步API347

16.2.1將同步方法轉換為異步方法348

16.2.2錯誤處理350

16.3讓你的代碼免受阻塞之苦352

16.3.1使用並行流對請求進行並行操作353

16.3.2使用CompletableFuture發起異步請求353

16.3.3尋找更好的方案355

16.3.4使用定制的執行器356

16.4對多個異步任務進行流水線操作358

16.4.1實現服務358

16.4.2使用Discount服務359

16.4.3構造同步和異步操作360

16.4.4將兩個CompletableFuture對像整合起來，無論它們是否存在依賴363

16.4.5對Future和Completable-Future 的回顧364

16.4.6高效地使用超時機制365

16.5響應CompletableFuture的completion事件366

16.5.1對價格查詢器應用的優化367

16.5.2付諸實踐368

16.6路線圖369

16.7小結369

第17 章 反應式編程370

17.1反應式宣言371

17.1.1應用層的反應式編程371

17.1.2反應式繫統373

17.2反應式流以及Flow API373

17.2.1Flow類374

17.2.2創建你的第 一個反應式應用377

17.2.3使用Processor轉換數據381

17.2.4為什麼Java並未提供Flow API的實現383

17.3使用反應式庫RxJava384

17.3.1創建和使用Observable385

17.3.2轉換及整合多個Observable392

第六部分函數式編程以及Java未來的演進

第18 章 函數式的思考396

18.1實現和維護繫統396

18.1.1共享的可變數據397

18.1.2聲明式編程398

18.1.3為什麼要采用函數式編程399

18.2什麼是函數式編程399

18.2.1函數式Java編程400

18.2.2引用透明性402

18.2.3面向對像的編程和函數式編程的對比402

18.2.4函數式編程實戰403

18.3遞歸和迭代405

18.4小結408

第19 章 函數式編程的技巧409

19.1無處不在的函數409

19.1.1高階函數410

19.1.2柯裡化411

19.2持久化數據結構412

19.2.1破壞式更新和函數式更新的比較413

19.2.2另一個使用Tree的例子415

19.2.3采用函數式的方法416

19.3Stream的延遲計算418

19.3.1自定義的Stream418

19.3.2創建你自己的延遲列表420

19.4模式匹配425

19.4.1訪問者模式425

19.4.2用模式匹配力挽狂瀾426

19.5雜項429

19.5.1緩存或記憶表429

19.5.2“返回同樣的對像”意味著什麼430

19.5.3結合器431

19.6小結432

第20 章 面向對像和函數式編程的混合：Java和Scala的比較433

20.1Scala簡介434

20.1.1你好，啤酒434

20.1.2基礎數據結構：List、Set、Map、Tuple、Stream以及Option436

20.2函數440

20.2.1Scala中的一等函數441

20.2.2匿名函數和閉包442

20.2.3柯裡化443

20.3類和trait444

20.3.1更加簡潔的Scala類445

20.3.2Scala的trait與Java 8的接口對比446

20.4小結447

第21 章 結論以及Java的未來448

21.1回顧Java 8的語言特性448

21.1.1行為參數化（Lambda以及方法引用）449

21.1.2流449

21.1.3CompletableFuture450

21.1.4Optional450

21.1.5Flow API451

21.1.6默認方法451

21.2Java 9的模塊繫統451

21.3Java 10的局部變量類型推斷453

21.4Java的未來454

21.4.1聲明處型變454

21.4.2模式匹配454

21.4.3更加豐富的泛型形式455

21.4.4對不變性的更深層支持457

21.4.5值類型458

21.5讓Java發展得更快461

21.6寫在後的話462

附錄A其他語言特性的更新463

附錄B其他類庫的更新467

附錄C如何以並發方式在同一個流上執行多種操作475

附錄DLambda表達式和JVM字節碼483