Java 8新特性：Lambda表达式与Stream API实战

一、Lambda表达式革命性变革

1. 从匿名类到Lambda的演进

// Java 7 匿名内部类  
Runnable oldRunnable = new Runnable() {  
    @Override  
    public void run() {  
        System.out.println("Old way");  
    }  
};  

// Java 8 Lambda表达式  
Runnable newRunnable = () -> System.out.println("New way");  

2. Lambda语法核心要素

二、函数式接口与四大核心接口

1. 函数式接口定义

@FunctionalInterface  
public interface MyFunction<T, R> {  
    R apply(T t);  

    default MyFunction<T, R> andThen(MyFunction<R, ?> after) {  
        return t -> after.apply(apply(t));  
    }  
}  

2. Java 8四大核心函数式接口

三、Stream API 流式编程深度解析

1. 流操作三阶段模型

2. 常用操作分类

四、Stream API 企业级实战案例

1. 大数据处理：统计部门薪资

Map<String, Double> departmentSalary = employees.stream()  
    .filter(e -> e.getAge() > 25)  
    .collect(Collectors.groupingBy(  
        Employee::getDepartment,  
        Collectors.averagingDouble(Employee::getSalary)  
    ));  

2. 多层嵌套集合处理

List<String> allTags = orders.stream()  
    .flatMap(order -> order.getItems().stream())  
    .flatMap(item -> item.getTags().stream())  
    .distinct()  
    .toList();  

3. 并行流性能优化（谨慎使用）

long count = largeList.parallelStream()  
    .filter(s -> s.length() > 10)  
    .count();  

五、Lambda与Stream性能关键指标

1. 性能对比测试（单位：毫秒）

结论：

• 小数据量优先使用传统循环
• 大数据计算考虑并行流
• 避免在stream中处理I/O操作

六、Lambda陷阱与最佳实践

1. 变量捕获规则

int count = 0;  
list.forEach(s -> {  
    count++; // 编译错误：必须final或等效final  
});  

2. 方法引用四大形式

3. 调试技巧

List<String> result = list.stream()  
    .peek(s -> System.out.println("原始值: " + s))  
    .map(String::toUpperCase)  
    .peek(s -> System.out.println("转换后: " + s))  
    .toList();  

七、函数式编程进阶：Optional与CompletableFuture

1. Optional空值安全处理

public String getCity(User user) {  
    return Optional.ofNullable(user)  
        .map(User::getAddress)  
        .map(Address::getCity)  
        .orElse("Unknown");  
}  

2. CompletableFuture链式调用

CompletableFuture.supplyAsync(() -> queryFromDB())  
    .thenApplyAsync(data -> processData(data))  
    .thenAcceptAsync(result -> sendNotification(result))  
    .exceptionally(ex -> {  
        log.error("任务失败", ex);  
        return null;  
    });  

八、跨版本对比（Java 8 vs 11 vs 17）

九、常见面试题与解决方案

1. 面试题：Stream的map和flatMap区别？

答案：

• map：1:1元素转换
• flatMap：1:N元素展开（处理嵌套集合）

2. 陷阱案例：重复使用Stream

Stream<String> stream = list.stream();  
stream.filter(s -> s.length() > 3);  // 中间操作  
stream.forEach(System.out::println); // 抛出IllegalStateException