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Java 8 十大核心新特性深度解析：Lambda、Stream、Optional、時間 API 等實戰指南

編輯：Java 相關知識

Java 8 里程碑特性總覽

Java 8 (2014/03) 是 Java 史上最大版本升級，引入函數式程式設計、Stream API、新時間日期庫等革命性特性。本文精選 10 大核心特性深度解析。

1. Lambda 表達式與函數式介面

核心語法：(parameters) -> expression 或 (parameters) -> { statements; }

// 無參無回傳
() -> System.out.println("Hello")

// 有參有回傳
(String s) -> s.length()
s -> s.length() // 型別推導省略括號

// 多行語句
(int a, int b) -> {
    int sum = a + b;
    return sum;
}

函數式介面：僅有一個抽象方法的介面，可隱式轉換為 Lambda。標註 @FunctionalInterface 可編譯期檢查。常用內建：Predicate<T>、Function<T,R>、Consumer<T>、Supplier<T>。

2. Stream API：集合處理革命

Stream ≠ 集合，是**資料流管道**，支援鏈式操作：

List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c", "d");
list.stream()
    .filter(s -> s.compareTo("b") > 0) // 過濾
    .map(String::toUpperCase)          // 映射
    .sorted()                          // 排序
    .forEach(System.out::println);     // 終端操作

中間操作：filter/map/sorted/distinct/limit/skip — 惰性求值，回傳新 Stream
終端操作：forEach/collect/reduce/count/findFirst — 觸發實際計算
並行流：parallelStream() 自動多核並行，無序場景效能提升顯著

3. Optional<T>：告別 NullPointerException

容器物件，可能包含值也可能為空，強制呼叫端處理缺值情況：

Optional<User> opt = userRepository.findById(id);
opt.ifPresent(u -> System.out.println(u.getName())); // 有值才執行
User user = opt.orElse(new User("Guest"));           // 缺值預設
User user = opt.orElseThrow(() -> new NotFoundException()); // 缺值拋異常

設計意圖：API 層面明確語義，而非文檔說明。避免 if (obj != null) 散落各處。

4. 預設方法：介面演進不破壞相容

public interface Logger {
    void log(String msg);
    default void info(String msg) { log("[INFO] " + msg); } // 有實作
    default void warn(String msg) { log("[WARN] " + msg); }
}

既有實作類**無需修改**即繼承新功能。解決介面擴充「爆炸性修改」痛點。但引入菱形繼承衝突需顯式解決。

5. 新日期時間 API (java.time)

徹底解決舊 Date/Calendar 痛點：不可變、執行緒安全、領域驅動設計：

類別	用途	範例
LocalDate	純日期	LocalDate.now()、LocalDate.of(2024, 1, 1)
LocalTime	純時間	LocalTime.now()、LocalTime.of(13, 30)
LocalDateTime	日期時間	LocalDateTime.now()
ZonedDateTime	帶時區	ZonedDateTime.now(ZoneId.of("Asia/Taipei"))
Instant	時間戳	Instant.now()、Duration.between()
Period/Duration	日期/時間間隔	Period.between(d1, d2)、Duration.between(t1, t2)

// 格式化/解析
DateTimeFormatter fmt = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm");
LocalDateTime.parse("2024-01-01 12:00", fmt);
ldt.format(fmt);

// 舊 Date 互轉
Date date = Date.from(ldt.atZone(ZoneId.systemDefault()).toInstant());
LocalDateTime ldt = date.toInstant().atZone(ZoneId.systemDefault()).toLocalDateTime();

6. 方法引用：Lambda 更簡潔語法糖

類型	語法	範例	等價 Lambda
靜態方法	Class::staticMethod	Integer::parseInt	s -> Integer.parseInt(s)
實例方法	obj::instanceMethod	System.out::println	x -> System.out.println(x)
任意物件實例方法	Class::instanceMethod	String::toUpperCase	s -> s.toUpperCase()
建構子	Class::new	ArrayList::new	() -> new ArrayList()

7. 重複註解與類型註解

@Repeatable：同一註解可在同一位置多次使用
@Target(ElementType.TYPE_USE)：註解可用於泛型型別參數、強轉、new、implements 等任意型別使用處，強化靜態分析工具 (如 Checker Framework)

8. Nashorn JavaScript 引擎 (已移除)

Java 8 內建 JS 引擎，jjs 指令執行 JS 檔。注意：Java 11 標記棄用，Java 15 移除，現代專案建議用 GraalVM Polyglot API。

9. Base64 內建編解碼

Base64.Encoder encoder = Base64.getEncoder();
String encoded = encoder.encodeToString("Hello".getBytes());
Base64.Decoder decoder = Base64.getDecoder();
String decoded = new String(decoder.decode(encoded));

標準、URL-safe、MIME 三種變體，無需第三方庫。