JDK 8： Oracle 版本的重要更新与介绍 – wiki基地

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划时代的变革：JDK 8 Oracle 版本的重要更新与深度解析

Java 平台自诞生以来，一直在软件开发领域占据着举足轻重的地位。而在其漫长的演进历史中，2014 年发布的 Java Development Kit 8 (JDK 8) 无疑是一个具有划时代意义的版本。Oracle 作为 Java 平台的主要管理者，在其 JDK 8 版本中引入了一系列重量级的新特性和改进，不仅深刻影响了 Java 语言本身的表达方式，更极大地提升了开发效率、增强了并发处理能力，并优化了平台底层性能。

JDK 8 的发布，标志着 Java 正式迈入了函数式编程时代，并对原有的 API 进行了现代化改造。它并非简单的功能叠加，而是一次深思熟虑的、对核心范式和基础库的革新。本文将深入探讨 Oracle JDK 8 版本中的重要更新，详细介绍它们的设计理念、使用方式以及对 Java 开发实践带来的深远影响。

一、引言：JDK 8 发布前的背景与诉求

在 JDK 8 发布之前，Java 世界面临着一些日益凸显的挑战。尽管 Java 平台以其健壮性、跨平台能力和庞大的生态系统而闻名，但在处理某些编程任务时，也显得有些力不羁绊：

  1. 冗余的代码风格： 对于某些常见的模式，如集合遍历、匿名内部类、事件处理等，需要编写大量的模板代码（boilerplate code），降低了代码的可读性和简洁性。
  2. 并发编程的复杂性： 尽管 Java 提供了强大的并发工具，但在处理复杂的异步任务、并行处理大型数据集时，开发者仍需要面对线程管理、锁机制等底层细节，容易出错且难以维护。
  3. 老旧的 API 设计： 诸如 java.util.Date 和 java.util.Calendar 这样的日期和时间 API 设计存在诸多问题（可变性、线程不安全、API 不直观等），长期以来是开发者的痛点。同时，对集合进行批量操作也缺乏统一、高效、易于并行化的方式。
  4. 缺乏函数式编程支持： 随着其他语言（如 Scala、Groovy）对函数式编程范式的流行，Java 开发者也渴望在 Java 中能够以更简洁、更灵活的方式处理函数作为一等公民的场景。
  5. 平台底层优化： Java 虚拟机 (JVM) 的内存管理和垃圾回收机制需要持续改进，以适应不断增长的应用规模和性能需求。

正是基于这些背景和诉求，Oracle 启动了 JDK 8 的研发，旨在通过引入创新性的语言特性和 API，同时优化 JVM 底层，为 Java 生态注入新的活力。

二、语言层面的核心变革

JDK 8 在语言层面引入了三个重量级的新特性：Lambda 表达式、方法引用和接口的默认方法与静态方法。这些特性共同推动了 Java 语言向函数式编程风格的演进。

2.1 Lambda 表达式 (Lambda Expressions)

是什么？ Lambda 表达式是 JDK 8 最具代表性的特性，它提供了一种简洁的方式来表示匿名函数。简单来说，Lambda 表达式就是一个没有名称、没有返回类型（编译器可以推断）、没有访问修饰符的方法。

为什么需要？ 在 JDK 8 之前，如果我们需要将一个行为（一段代码逻辑）作为参数传递给方法，通常需要使用匿名内部类。这种方式语法冗长，尤其是在处理简单的回调或事件监听时，会产生大量的模板代码。Lambda 表达式旨在解决这一问题，用更紧凑的语法表示函数接口的实例。

核心概念： Lambda 表达式与 函数接口 (Functional Interface) 密切相关。函数接口是指只包含一个抽象方法的接口。JDK 8 中引入了 @FunctionalInterface 注解，用于标识一个接口是函数接口（尽管不是强制的，但推荐使用）。Lambda 表达式的类型就是函数接口。

语法： Lambda 表达式的基本语法是： (parameters) -> expression 或 (parameters) -> { statements; }

  • parameters: 参数列表，可以为空或包含多个参数。如果只有一个参数且类型可以推断，括号可以省略。
  • ->: Lambda 操作符，分隔参数列表和 Lambda 主体。
  • expression 或 { statements; }: Lambda 主体，可以是单个表达式（表达式的值即为返回值）或一组语句（需要使用 {} 括起来，如果需要返回值，使用 return 关键字）。

示例：

  • 使用匿名内部类实现一个 Runnable：

    java
    Runnable r = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
    System.out.println("Hello via anonymous inner class");
    }
    };
    new Thread(r).start();

  • 使用 Lambda 表达式实现同一个 Runnable：

    java
    Runnable r = () -> System.out.println("Hello via lambda");
    new Thread(r).start();
    这显著减少了代码量。

  • 使用 Lambda 表达式实现一个 Comparator：

    java
    List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");
    // JDK 8之前
    Collections.sort(names, new Comparator<String>() {
    @Override
    public int compare(String s1, String s2) {
    return s1.compareTo(s2);
    }
    });
    // JDK 8使用Lambda
    Collections.sort(names, (s1, s2) -> s1.compareTo(s2));
    Lambda 表达式使得排序代码更加直观。

影响： Lambda 表达式极大地简化了使用函数接口的场景，使得代码更加简洁易读。它是后续 Stream API 等新特性的基石，推动了 Java 开发者采用更具表现力和函数式风格的编程模式。

2.2 方法引用 (Method References)

是什么？ 方法引用是 Lambda 表达式的一种特殊形式，它提供了一种引用现有方法或构造器而无需执行它们的方式。当 Lambda 表达式的唯一作用是调用一个已经存在的方法时，方法引用可以使代码更加紧凑和易读。

为什么需要？ 当 Lambda 主体仅仅是调用某个对象的某个方法，或者某个类的某个静态方法，或者构造器时，使用方法引用可以进一步简化 Lambda 表达式的写法，使其更接近自然语言。

语法： 方法引用有四种主要形式：

  1. 静态方法引用： ClassName::staticMethodName (等同于 (args) -> ClassName.staticMethodName(args))
  2. 特定对象的实例方法引用： object::instanceMethodName (等同于 (args) -> object.instanceMethodName(args))
  3. 任意对象的实例方法引用： ClassName::instanceMethodName (等同于 (obj, args) -> obj.instanceMethodName(args)) – 用于 Stream API 中，例如 String::length
  4. 构造器引用： ClassName::new (等同于 (args) -> new ClassName(args))

示例：

  • 引用静态方法：

    java
    List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");
    names.forEach(System.out::println); // 等同于 name -> System.out.println(name)

  • 引用任意对象的实例方法：

    java
    List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");
    List<Integer> lengths = names.stream()
    .map(String::length) // 等同于 name -> name.length()
    .collect(Collectors.toList());

  • 引用构造器：

    java
    Supplier<List<String>> listSupplier = ArrayList::new; // 等同于 () -> new ArrayList<String>()
    List<String> newList = listSupplier.get();

影响： 方法引用提高了代码的可读性，尤其是在配合 Stream API 使用时，使得链式操作更加流畅和表达力强。它进一步推广了声明式编程风格。

2.3 接口的默认方法与静态方法 (Default and Static Methods in Interfaces)

是什么？ JDK 8 之前，接口是纯粹的抽象契约，不能包含任何实现代码。JDK 8 引入了在接口中定义带有方法体的方法的能力：

  • 默认方法 (Default Methods): 使用 default 关键字修饰的方法。它们可以有方法体。实现接口的类可以继承默认方法的实现，也可以覆盖它。
  • 静态方法 (Static Methods): 使用 static 关键字修饰的方法。它们只能通过接口本身调用，不能通过实现类的对象调用。

为什么需要？
* 默认方法： 这是为了解决接口演进的“兼容性问题”。想象一下，如果你在一个被广泛实现的接口（如 Collection）中添加一个新的抽象方法，所有现有的实现类（如 ArrayList, HashSet）都必须修改以实现这个新方法，否则代码将无法编译。默认方法允许在接口中添加新功能，而不会破坏现有的实现类，因为实现类会自动继承默认方法。Stream API 的许多方法就是以默认方法的形式添加到现有集合接口中的。
* 静态方法： 提供了一种在接口中定义工具方法的能力，而无需额外创建工具类（如 Collections 或 Arrays）。这些静态方法通常与接口的功能紧密相关。

示例：

  • 默认方法：

    “`java
    interface MyInterface {
    void abstractMethod();

    default void defaultMethod() {
    System.out.println("This is a default method.");
}

    }

    class MyClass implements MyInterface {
    @Override
    public void abstractMethod() {
    System.out.println(“Implementing abstractMethod.”);
    }
    // MyClass 自动继承了 defaultMethod()
    }

    // 调用
    MyInterface obj = new MyClass();
    obj.abstractMethod();
    obj.defaultMethod(); // 调用默认方法
    “`
    如果 MyClass 也想提供自己的 defaultMethod() 实现，只需覆盖它即可。

  • 静态方法：

    “`java
    interface MyInterface {
    static void staticMethod() {
    System.out.println(“This is a static method in the interface.”);
    }
    }

    // 调用
    MyInterface.staticMethod(); // 只能通过接口名调用
    // MyClass.staticMethod(); // 错误，不能通过实现类调用接口的静态方法
    “`

影响： 默认方法是 JDK 8 引入 Stream API 和 Lambda 表达式的关键使能技术。它们允许在不破坏向后兼容性的前提下，向 Java 的核心 API（如 Collection 接口）添加新的方法。静态方法则提供了一种更好的组织与接口相关的工具方法的方式。需要注意的是，默认方法引入了多重继承的一些复杂性（臭名昭著的“菱形问题”），Java 对此有明确的解决规则（例如，如果一个类实现了两个接口，而这两个接口有同名同签名的默认方法，类必须显式地覆盖该方法）。

三、API 层面的重大革新

JDK 8 不仅改变了语言本身，还在核心库（API）层面进行了大量改进，其中最突出的是 Stream API 和新的日期/时间 API。

3.1 Stream API (java.util.stream)

是什么？ Stream API 提供了一种新的处理集合数据的方式。它是一个序列元素流，支持串行和并行聚合操作。与传统的集合遍历方式（如 for 循环或迭代器）不同，Stream 不存储元素，而是对数据源（如集合、数组、I/O 渠道等）进行一系列的转换操作，最后产生一个结果或副作用。

为什么需要？ 传统的集合处理方式通常是外部迭代，即开发者显式地控制迭代过程（如何遍历、何时停止）。这使得代码难以并行化，且对于复杂的查询操作（如过滤、映射、分组）需要编写大量的嵌套循环和条件判断，代码冗长且可读性差。Stream API 引入了内部迭代，开发者只需描述“做什么”（What），而将“如何做”（How）交给 Stream API 去处理，这极大地简化了并行处理，并提高了代码的声明性和可读性。

核心概念：
* 数据源 (Source): Stream 的来源，可以是集合、数组、生成器等。
* 中间操作 (Intermediate Operations): 对流进行转换的操作，例如 filter()（过滤）、map()（映射）、sorted()（排序）、distinct()（去重）等。中间操作是“懒惰的”（lazy），它们只在执行终端操作时才会被执行。多个中间操作可以链式连接。
* 终端操作 (Terminal Operations): 触发流的处理并产生结果的操作，例如 forEach()（遍历）、collect()（收集到集合）、reduce()（归约）、count()（计数）、anyMatch()（是否存在匹配）等。终端操作会消耗流，流一旦经过终端操作就不能再使用。

特性：
* 非侵入性： Stream 操作不会修改数据源。
* 惰性求值： 中间操作不会立即执行，只有终端操作才会触发计算。
* 可并行化： 可以轻松地将串行流转换为并行流（通过 parallelStream() 方法），从而利用多核处理器的优势加速数据处理。

示例：

  • 过滤并转换集合元素：

    “`java
    List names = Arrays.asList(“Alice”, “Bob”, “Charlie”, “David”, “Ava”);
    List filteredNames = names.stream() // 1. 创建流
    .filter(name -> name.startsWith(“A”)) // 2. 中间操作：过滤
    .map(String::toUpperCase) // 3. 中间操作：映射
    .collect(Collectors.toList()); // 4. 终端操作：收集到List

    System.out.println(filteredNames); // 输出: [ALICE, AVA]
    “`

  • 并行处理：

    java
    long count = names.parallelStream() // 创建并行流
    .filter(name -> name.length() > 3)
    .count(); // 终端操作
    System.out.println("Names longer than 3: " + count);

影响： Stream API 是 JDK 8 中最强大、最受欢迎的特性之一。它彻底改变了 Java 中处理集合数据的方式，使得复杂的查询和转换变得更加简洁、高效、易于并行化。与 Lambda 表达式和方法引用结合使用，Stream API 极大地提升了代码的可读性和表达力，推广了函数式编程风格在数据处理领域的应用。

3.2 新的日期和时间 API (java.time)

是什么？ JDK 8 引入了一个全新的、现代化的日期和时间 API，位于 java.time 包及其子包中。这个 API 基于 Joda-Time 库的思想，旨在彻底取代旧的 java.util.Date 和 java.util.Calendar API。

为什么需要？ 旧的日期和时间 API 存在诸多缺陷：
* 可变性 (Mutability): Date 对象是可变的，这在并发环境中容易引发问题。
* 不直观的 API: Calendar 的 API 设计复杂且难以理解，例如月份从 0 开始计数。
* 时间和日期合并： Date 类既包含日期也包含时间，导致处理纯日期或纯时间不方便。
* 时区处理复杂： 处理时区和夏令时容易出错。
* 线程不安全： SimpleDateFormat 等格式化类不是线程安全的。

新的 java.time API 旨在解决这些问题。

核心概念与关键类：
* 不可变性 (Immutability): java.time 包中的所有核心类都是不可变的，这使得它们在多线程环境中是安全的。
* 清晰的职责划分： 新 API 将日期、时间、日期时间、时区、持续时间等概念进行了清晰的区分。
* LocalDate: 表示日期，不包含时间或时区信息 (e.g., 2023-10-27).
* LocalTime: 表示时间，不包含日期或时区信息 (e.g., 10:30:00).
* LocalDateTime: 表示日期和时间，不包含时区信息 (e.g., 2023-10-27T10:30:00).
* Instant: 表示时间线上的一个瞬时点，精确到纳秒，类似于机器时间戳 (e.g., 2014-01-01T10:15:30.034Z).
* ZonedDateTime: 表示带时区的日期和时间 (e.g., 2023-10-27T10:30:00+08:00[Asia/Shanghai]).
* OffsetDateTime: 表示带时区偏移量的日期和时间 (e.g., 2023-10-27T10:30:00+08:00).
* Duration: 表示时间跨度，基于时间单位（秒、纳秒）。
* Period: 表示日期跨度，基于日期单位（年、月、日）。
* DateTimeFormatter: 用于日期和时间的格式化和解析，它是线程安全的。

示例：

  • 获取当前日期和时间：

    java
    LocalDate today = LocalDate.now();
    LocalTime now = LocalTime.now();
    LocalDateTime currentDateTime = LocalDateTime.now();
    Instant timestamp = Instant.now(); // UTC时间
    ZonedDateTime zonedNow = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));

  • 创建特定日期和时间：

    java
    LocalDate specificDate = LocalDate.of(2024, Month.JANUARY, 1);
    LocalTime specificTime = LocalTime.of(12, 30, 45);
    LocalDateTime specificDateTime = LocalDateTime.of(specificDate, specificTime);

  • 进行日期计算：

    java
    LocalDate nextWeek = today.plusWeeks(1);
    LocalDate previousMonth = today.minusMonths(1);
    Period tenDays = Period.ofDays(10);
    LocalDate tenDaysLater = today.plus(tenDays);
    Duration twoHours = Duration.ofHours(2);
    LocalTime twoHoursLater = now.plus(twoHours);

  • 格式化和解析：

    java
    DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy/MM/dd HH:mm:ss");
    String formattedDateTime = currentDateTime.format(formatter); // "2023/10/27 10:30:00" (示例时间)
    LocalDateTime parsedDateTime = LocalDateTime.parse("2024/01/01 12:00:00", formatter);

影响： 新的日期和时间 API 极大地改善了 Java 中日期和时间处理的体验。其清晰的设计、不可变性以及丰富而直观的方法，使得处理各种日期和时间相关的任务变得更加容易、安全和可靠，显著减少了与日期时间相关的 bug。

3.3 Optional 类 (java.util.Optional)

是什么？ Optional 是一个容器对象，它可能包含也可能不包含非 null 值。如果值存在，调用 isPresent() 返回 true，调用 get() 返回该值。

为什么需要？ 空指针异常 (NullPointerException) 是 Java 中最常见且令人头疼的问题之一，被誉为“十亿美元的错误”。它通常发生在程序试图访问或操作一个 null 引用时。Optional 的引入旨在帮助开发者更好地处理值可能缺失的情况，通过在类型系统中表达“可能没有值”的概念，从而减少对 null 的不当使用。

核心概念与关键方法：
* 创建 Optional:
* Optional.of(value): 创建一个包含非 null 值的 Optional。如果 value 是 null，会抛出 NullPointerException。
* Optional.ofNullable(value): 创建一个包含指定值的 Optional。如果 value 是 null，则返回一个空的 Optional。
* Optional.empty(): 创建一个空的 Optional。
* 检查和获取值：
* boolean isPresent(): 判断 Optional 是否包含值。
* T get(): 获取 Optional 中的值。如果 Optional 是空的，会抛出 NoSuchElementException。应谨慎使用 get()，因为它可能抛异常。
* T orElse(T other): 如果 Optional 包含值，则返回该值；否则返回 other。
* T orElseGet(Supplier<? extends T> otherSupplier): 如果 Optional 包含值，则返回该值；否则调用 otherSupplier 的 get() 方法返回结果。这比 orElse 更高效，因为只有在 Optional 为空时才会执行 Supplier。
* T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier): 如果 Optional 包含值，则返回该值；否则调用 exceptionSupplier 的 get() 方法抛出异常。
* 转换和过滤：
* <U> Optional<U> map(Function<? super T, ? extends U> mapper): 如果 Optional 包含值，则对其应用 mapper 函数，并返回包含映射结果的 Optional。如果结果是 null，则返回空 Optional。
* <U> Optional<U> flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper): 与 map 类似，但 mapper 函数必须返回一个 Optional。用于处理嵌套 Optional 的情况。
* Optional<T> filter(Predicate<? super T> predicate): 如果 Optional 包含值且该值满足 predicate，则返回包含该值的 Optional；否则返回空 Optional。
* 执行操作：
* void ifPresent(Consumer<? super T> consumer): 如果 Optional 包含值，则对其应用 consumer 函数；否则不做任何事情。

示例：

“`java
String name = null;
Optional optionalName = Optional.ofNullable(name);

// 使用 isPresent() 和 get() (不推荐直接使用 get())
if (optionalName.isPresent()) {
System.out.println(“Name is: ” + optionalName.get());
} else {
System.out.println(“Name is absent.”);
}

// 使用 orElse
String displayName = optionalName.orElse(“Guest”); // 如果optionalName为空，则displayName为”Guest”
System.out.println(“Display Name: ” + displayName);

// 使用 map 和 orElse
String upperCaseName = optionalName.map(String::toUpperCase).orElse(“N/A”);
System.out.println(“Upper Case Name: ” + upperCaseName);

// 使用 ifPresent
optionalName.ifPresent(n -> System.out.println(“Hello, ” + n + “!”));
“`

影响： Optional 类并没有彻底消除 null，但它鼓励开发者以更明确、更安全的方式处理值可能缺失的情况。通过使用 Optional 作为方法返回值或参数，可以清晰地表达某个值是否可能为 null，并引导调用者使用 isPresent、orElse、map 等方法链式地处理可能缺失的值，从而减少因未检查 null 而导致的运行时错误。它是一种更函数式的处理可能空值的方式。

3.4 CompletableFuture (java.util.concurrent)

是什么？ JDK 8 在并发包 (java.util.concurrent) 中引入了 CompletableFuture 类，它改进了 JDK 5 中引入的 Future 接口。CompletableFuture 代表一个可能异步完成的计算结果，它提供了比 Future 更强大的功能，支持链式调用、组合多个异步任务、处理异常等。

为什么需要？ Future 接口代表一个异步计算的结果，可以通过 get() 方法阻塞等待结果。但 Future 的主要问题在于难以进行复杂的异步流程编排：无法方便地在任务完成后执行另一个任务、无法轻松组合多个 Future 的结果、缺乏异常处理机制等。开发者往往需要借助额外的回调或繁琐的代码来实现这些功能。CompletableFuture 解决了这些问题，它实现了 Future 和 CompletionStage 接口。CompletionStage 定义了异步计算步骤，可以被组合和链接。

核心功能：
* 创建异步任务：
* CompletableFuture.runAsync(Runnable): 运行一个 Runnable 任务。
* CompletableFuture.supplyAsync(Supplier): 运行一个 Supplier 任务，返回一个结果。
* 链式操作： 在一个任务完成后执行后续操作：
* thenApply(): 转换结果。
* thenAccept(): 消费结果（无返回值）。
* thenRun(): 执行一个 Runnable（不关心结果）。
* 组合操作： 组合多个 CompletableFuture：
* thenCompose(): 将多个 CompletableFuture 扁平化处理。
* thenCombine(): 合并两个 CompletableFuture 的结果。
* allOf(): 等待所有给定的 CompletableFuture 完成。
* anyOf(): 等待任何一个给定的 CompletableFuture 完成。
* 异常处理：
* exceptionally(): 处理异常情况。
* handle(): 处理正常结果或异常。

示例：

“`java
// 创建一个异步任务
CompletableFuture future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2); // 模拟耗时操作
} catch (InterruptedException e) {
throw new IllegalStateException(e);
}
return “Hello”;
});

// 在任务完成后执行另一个操作 (链式调用)
CompletableFuture greetingFuture = future.thenApply(result -> result + ” World”);

// 在所有任务完成后消费结果
greetingFuture.thenAccept(greeting -> System.out.println(“Final Result: ” + greeting));

System.out.println(“Main thread continues…”);

// 等待所有任务完成 (非阻塞，或者用 join() 阻塞)
// greetingFuture.join(); // 阻塞等待
“`

影响： CompletableFuture 极大地简化了复杂的异步编程和并发流程控制。它提供了一种声明式的、易于组合的方式来构建异步任务管道，使得编写响应式和高性能的并发代码变得更加容易，是现代 Java 并发编程的重要工具。

3.5 并行数组操作 (java.util.Arrays.parallelSort 等)

JDK 8 在 java.util.Arrays 类中新增了一系列 parallelSort() 方法，以及 parallelPrefix(), parallelSetAll(), parallelGenerate() 等方法。这些方法利用多核处理器并行地对数组进行排序或计算，对于处理大型数组能够显著提高性能。

示例：

“`java
int[] numbers = new int[1000000];
// 填充数组
for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
numbers[i] = (int) (Math.random() * 1000000);
}

// 使用并行排序
Arrays.parallelSort(numbers);
“`

影响： 这些并行操作方法提供了一种方便且高效的方式来利用多核 CPU 处理大规模数据，而无需开发者手动管理线程池或并行逻辑。它们是 Stream API 并行处理在数组层面的体现。

四、JVM 和底层优化

除了语言和 API 层面的显著变化，Oracle JDK 8 也在 JVM 底层进行了一些重要的改进，尽管这些对日常开发者的影响不如前述特性直接。

4.1 Metaspace (替换 PermGen)

是什么？ JDK 8 中最重要的 JVM 内存结构变化是将 PermGen (Permanent Generation) 永久代替换为 Metaspace (元空间)。

为什么需要？ PermGen 用于存储类的元数据（如类定义、方法信息、字段信息等）以及字符串常量池（在 JDK 7 及以前）。PermGen 的大小是固定的，且默认较小，容易导致 OutOfMemoryError: PermGen space 错误，尤其是在大量加载类、使用反射、或者在应用服务器中部署多个应用时。调整 PermGen 大小通常需要重启 JVM。

Metaspace 的特点： Metaspace 使用本地内存（native memory），而不是 JVM 堆内存的一部分。默认情况下，Metaspace 的大小只受限于主机的可用内存，这大大减少了 PermGen 溢出的可能性。可以通过 MaxMetaspaceSize 参数来限制 Metaspace 的最大大小，通过 MetaspaceSize 参数来设置初始阈值，达到该阈值时会触发垃圾回收。类的元数据在不再需要时会被垃圾回收器回收。

影响： Metaspace 的引入使得 JVM 内存管理更加灵活，显著降低了 PermGen 溢出错误的频率。开发者通常无需再担心配置 PermGen 大小的问题，除非有特殊需求。

4.2 G1 GC 垃圾回收器优化与默认启用

JDK 8 中的 Garbage-First (G1) 垃圾回收器得到了进一步的改进和优化。虽然 G1 GC 在 JDK 7u4 版本中就已经可用，但在 JDK 8u40 之后的 Oracle JDK 版本中，G1 GC 成为 64 位服务器端 JVM 的默认垃圾回收器（在某些配置下，如堆大小大于特定阈值）。

G1 GC 的特点： G1 GC 是一种服务器端垃圾回收器，它试图在吞吐量和低延迟之间取得平衡。它将堆内存划分为多个区域 (regions)，并优先回收那些包含最多垃圾的区域（这也是其名称 “Garbage-First” 的由来）。G1 GC 的目标是预测性的暂停时间，力求控制每次垃圾回收的停顿时间在可接受的范围内。

影响： 默认启用 G1 GC 在许多情况下可以带来更好的垃圾回收性能，尤其对于大型堆内存的应用。开发者可以在不进行额外配置的情况下受益于 G1 GC 的特性，同时如果需要，仍然可以通过 JVM 参数选择其他垃圾回收器。

4.3 其他 JVM 改进

JDK 8 还包含了许多其他的 JVM 性能改进，例如：

  • JIT (Just-In-Time) 编译器优化，提高代码执行效率。
  • 内部 API 的优化和重构。
  • 对字节码的改进。

这些底层优化虽然不如上层特性引人注目，但对于提升 Java 平台的整体性能和稳定性至关重要。

五、其他辅助工具和特性

JDK 8 也带来了一些新的工具和辅助特性：

  • Nashorn JavaScript 引擎： JDK 8 集成了一个新的高性能 JavaScript 引擎 Nashorn，取代了之前的 Rhino。它允许在 JVM 上运行 JavaScript 代码，并提供了 Java 和 JavaScript 之间的互操作性。这为在 Java 应用中嵌入或调用 JavaScript 提供了便利。（注意：Nashorn 在 JDK 11 中被标记为废弃，并在 JDK 15 中被移除）。
  • JDBC 4.2 更新： 引入了对新的日期/时间 API 的支持，允许直接将 java.time 对象存储到数据库中。
  • Base64 编码/解码 API (java.util.Base64)： 提供了一个标准的 Base64 编码和解码 API，避免了依赖第三方库。
  • 并行数组操作 (java.util.Arrays.parallelSort)： 前面已经详细介绍。
  • java.lang.invoke 包的改进： 支持 Lambda 表达式的底层实现 (invokedynamic 指令）。
  • JVM 参数改进： 引入了一些新的 JVM 参数用于更精细的控制。

六、JDK 8 的影响与遗留

JDK 8 的发布是 Java 历史上一个重要的里程碑。它带来的变化是深远且持久的：

  • 编程范式转变： Lambda 表达式和 Stream API 极大地推广了函数式编程风格在 Java 中的应用，使得代码更加声明式、简洁和易于并行化。
  • 提高开发效率： 新的 API (如 java.time 和 Optional) 解决了长期存在的痛点，减少了冗余代码，降低了出错率。
  • 增强并发能力： CompletableFuture 和并行数组操作提供了更强大、更易用的并发编程工具。
  • 性能提升： JVM 底层优化（如 Metaspace 和 G1 GC）以及并行 API 带来了整体性能的提升。
  • 社区的拥抱： JDK 8 的这些新特性受到了开发者社区的广泛欢迎，并迅速成为 Java 开发的“新常态”。许多现有的框架和库也开始拥抱并利用这些新特性。

尽管 JDK 8 之后 Java 平台以更快的周期（每六个月）发布新版本，引入了模块化 (JDK 9)、局部变量类型推断 (JDK 10)、HTTP Client API (JDK 11)、Switch 表达式改进 (JDK 12/13/14)、Records (JDK 14/15)、Pattern Matching (JDK 14/15/16+) 等众多新特性，但 JDK 8 依然是许多项目的基础版本，其引入的 Lambda、Stream、Date/Time、Optional、CompletableFuture 等特性至今仍是现代 Java 开发中最常用和最重要的工具。理解和熟练运用 JDK 8 的特性，是每一个 Java 开发者必备的技能。

七、总结

Oracle JDK 8 是 Java 平台发展史上的一个关键版本，它通过引入 Lambda 表达式、Stream API、接口默认方法、全新的日期/时间 API (java.time)、Optional 类和 CompletableFuture 等一系列核心特性，极大地提升了 Java 语言的表现力、开发效率和平台能力。同时，Metaspace 对 PermGen 的替换以及 G1 GC 的优化等底层改进，也增强了 JVM 的稳定性和性能。

这些更新共同推动了 Java 开发实践向更简洁、更函数式、更高效的方向发展，使得 Java 能够更好地应对现代软件开发的需求，尤其是在处理大数据、并发编程以及构建更清晰、更健壮的应用方面。尽管后续版本不断推出新功能，但 JDK 8 的核心创新依然构成了现代 Java 开发的基石，其影响至今仍能清晰地感受到。对于任何致力于 Java 开发的工程师而言，深入理解和掌握 JDK 8 的这些重要特性是至关重要的。

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