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附錄 A 其他語言特性的更新

本附錄中，我們會討論Java 8中其他的三個語言特性的更新，分別是重複註解（repeated annotation）、類型註解（type annotation）和通用目標類型推斷（generalized target-type inference）。附錄B會討論Java 8中類庫的更新。我們不會涉及JDK 8中的所有內容，比如我們不會談及Nashorn或者是精簡運行時（Compact Profiles），因為它們屬於JVM的新特性。本書專注於介紹類庫和語言的更新。如果你對Nashorm或者精簡運行時感興趣，我們推薦你閱讀以下兩個鏈接的內容，分別是http://openjdk.java.net/projects/nashorn/和http://openjdk.java.net/jeps/161。

A.1　註解

Java 8在兩個方面對註解機制進行了改進，分別為：

  • 你現在可以定義重複註解

  • 使用新版Java，你可以為任何類型添加註解

正式開始介紹之前，我們先快速地回顧一下Java 8之前的版本能用註解做什麼，這有助於我們加深對新特性的理解。

Java中的註解是一種對程序元素進行配置，提供附加信息的機制（注意，在Java 8之前，只有聲明可以被註解）。換句話說，它是某種形式的語法元數據（syntactic metadata）。比如，註解在JUnit框架中就使用得非常頻繁。下面這段代碼中，setUp方法使用了@Before進行註解，而testAlgorithm使用了@Test進行註解： 

@Before
public void setUp{
    this.list = new ArrayList<>;
}

@Test
public void testAlgorithm{
     ...
    assertEquals(5, list.size);
}

註解尤其適用於下面這些場景。

  • 在JUnit的上下文中，使用註解能幫助區分哪些方法用於單元測試，哪些用於做環境搭建工作。

  • 註解可以用於文檔編製。比如，@Deprecated註解被廣泛應用於說明某個方法不再推薦使用。

  • Java編譯器還可以依據註解檢查錯誤，禁止報警輸出，甚至還能生成代碼。

  • 註解在Java企業版中尤其流行，它們經常用於配置企業應用程序。

A.1.1　重複註解

之前版本的Java禁止對同樣的註解類型聲明多次。由於這個原因，下面的第二句代碼是無效的： 

@interface Author { String name; }

@Author(name="Raoul") @Author(name="Mario") @Author(name="Alan")    ←─錯誤：重複的註解
class Book{ }

Java企業版的程序員經常通過一些慣用法繞過這一限制。你可以聲明一個新的註解，它包含了你希望重複的註解數組。這種方法的形式如下： 

@interface Author { String name; }
@interface Authors {
    Author value;
}

@Authors(
  { @Author(name="Raoul"), @Author(name="Mario") , @Author(name="Alan")}
)
class Book{}

Book類的嵌套註解相當難看。這就是Java 8想要從根本上移除這一限制的原因，去掉這一限制後，代碼的可讀性會好很多。現在，如果你的配置允許重複註解，你可以毫無顧慮地一次聲明多個同一種類型的註解。它目前還不是默認行為，你需要顯式地要求進行重複註解。

創建一個重複註解

如果一個註解在設計之初就是可重複的，你可以直接使用它。但是，如果你提供的註解是為用戶提供的，那麼就需要做一些工作，說明該註解可以重複。下面是你需要執行的兩個步驟：

(1) 將註解標記為@Repeatable

(2) 提供一個註解的容器

下面的例子展示了如何將@Author註解修改為可重複註解： 

@Repeatable(Authors.class)
@interface Author { String name; }
@interface Authors {
    Author value;
}

完成了這樣的定義之後，Book類可以通過多個@Author註解進行註釋，如下所示： 

@Author(name="Raoul") @Author(name="Mario") @Author(name="Alan")
class Book{ }

編譯時，Book會被認為使用了@Authors({@Author(name="Raoul"), @Author(name ="Mario"), @Author(name="Alan")})這樣的形式進行了註解，所以，你可以把這種新的機制看成是一種語法糖，它提供了Java程序員之前利用的慣用法類似的功能。為了確保與反射方法在行為上的一致性，註解會被封裝到一個容器中。Java API中的getAnnotation(Class<T> annotation-Class)方法會為註解元素返回類型為 T的註解。如果實際情況有多個類型為T的註解，該方法的返回到底是哪一個呢？

我們不希望一下子就陷入細節的魔咒，類Class提供了一個新的getAnnotationsByType方法，它可以幫助我們更好地使用重複註解。比如，你可以像下面這樣打印輸出Book類的所有Author註解： 

public static void main(String args) {
    Author authors = Book.class.getAnnotationsByType(Author.class);    ←─返回一個由重複註解Author組成的數組
    Arrays.asList(authors).forEach(a -> { System.out.println(a.name); });
}

這段代碼要正常工作的話，需要確保重複註解及它的容器都有運行時保持策略。關於與遺留反射方法的兼容性的更多討論，可以參考http://cr.openjdk.java.net/~abuckley/8misc.pdf。

A.1.2　類型註解

從Java 8開始，註解已經能應用於任何類型。這其中包括new操作符、類型轉換、instanceof檢查、泛型類型參數，以及implements和throws子句。這裡，我們舉了一個例子，這個例子中類型為String的變量name不能為空，所以我們使用了@NonNull對其進行註解： 

@NonNull String name = person.getName;

類似地，你可以對列表中的元素類型進行註解： 

List<@NonNull Car> cars = new ArrayList<>;

為什麼這麼有趣呢？實際上，利用好對類型的註解非常有利於我們對程序進行分析。這兩個例子中，通過這一工具我們可以確保getName不返回空，cars列表中的元素總是非空值。這會極大地幫助你減少代碼中不期而至的錯誤。

Java 8並未提供官方的註解或者一種工具能以開箱即用的方式使用它們。它僅僅提供了一種功能，你使用它可以對不同的類型添加註解。幸運的是，這個世界上還存在一個名為Checker的框架，它定義了多種類型註解，使用它們你可以增強類型檢查。如果對此感興趣，我們建議你看看它的教程，地址鏈接為：http://www.checker-framework.org。關於在代碼中的何處使用註解的更多內容，可以訪問http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-9.html#jls-9.7.4。

A.2　通用目標類型推斷

Java 8對泛型參數的推斷進行了增強。相信你對Java 8之前版本中的類型推斷已經比較熟悉了。比如，Java中的方法emptyList方法定義如下： 

static <T> List<T> emptyList;

emptyList方法使用了類型參數T進行參數化。你可以像下面這樣為該類型參數提供一個顯式的類型進行函數調用： 

List<Car> cars = Collections.<Car>emptyList;

不過Java也可以推斷泛型參數的類型。上面的代碼和下面這段代碼是等價的： 

List<Car> cars = Collections.emptyList;

Java 8出現之前，這種推斷機制依賴於程序的上下文（即目標類型），具有一定的局限性。比如，下面這種情況就不大可能完成推斷： 

static void cleanCars(List<Car> cars) {
}
cleanCars(Collections.emptyList);

你會遭遇下面的錯誤： 

cleanCars (java.util.List<Car>)cannot be applied to
     (java.util.List<java.lang.Object>)

為了修復這一問題，你只能像我們之前展示的那樣提供一個顯式的類型參數。

Java 8中，目標類型包括向方法傳遞的參數，因此你不再需要提供顯式的泛型參數： 

List<Car> cleanCars = dirtyCars.stream
                               .filter(Car::isClean)
                               .collect(Collectors.toList);

通過這段代碼，我們能很清晰地瞭解到，正是伴隨Java 8而來的改進讓你只需要一句Collectors.toList就能完成期望的工作，不再需要編寫像Collectors.<Car>toList這麼複雜的代碼了。

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