01、前世今生
你好呀,我是 Guava。
我由 Google 公司開源,目前在 GitHub 上已經有 39.9k 的鐵粉了,由此可以證明我的受歡迎程度。
我的身體裏主要包含有這些常用的模塊:集合 [collections] 、緩存 [caching] 、原生類型支持 [primitives support] 、併發庫 [concurrency libraries] 、通用註解 [common annotations] 、字符串處理 [string processing] 、I/O 等。新版的 JDK 中已經直接把我引入了,可想而知我有多優秀,忍不住驕傲了。
這麼說吧,學好如何使用我,能讓你在編程中變得更快樂,寫出更優雅的代碼!
PS:star 這種事,只能求,不求沒效果😭😭😭。二哥開源的《Java 程序員進階之路》專欄在 GitHub 上已經收穫了 595 枚星標,鐵粉們趕緊去點點啦,幫二哥衝 600 star,筆芯!
02、引入 Guava
如果你要在 Maven 項目使用我的話,需要先在 pom.xml 文件中引入我的依賴。
<dependency>
<groupId>com.google.guava</groupId>
<artifactId>guava</artifactId>
<version>30.1-jre</version>
</dependency>
一點要求,JDK 版本需要在 8 以上。
03、基本工具
Doug Lea,java.util.concurrent 包的作者,曾說過一句話:“null 真糟糕”。Tony Hoare,圖靈獎得主、快速排序算法的作者,當然也是 null 的創建者,也曾說過類似的話:“null 的使用,讓我損失了十億美元。”鑑於此,我用 Optional 來表示可能爲 null 的對象。
代碼示例如下所示。
Optional<Integer> possible = Optional.of(5);
possible.isPresent(); // returns true
possible.get(); // returns 5
我大哥 Java 在 JDK 8 中新增了 Optional 類,顯然是從我這借鑑過去的,不過他的和我的有些不同。
我的 Optional 是 abstract 的,意味着我可以有子類對象;我大哥的是 final 的,意味着沒有子類對象。
我的 Optional 實現了 Serializable 接口,可以序列化;我大哥的沒有。
我的一些方法和我大哥的也不盡相同。
使用 Optional 除了賦予 null 語義,增加了可讀性,最大的優點在於它是一種傻瓜式的防護。Optional 迫使你積極思考引用缺失的情況,因爲你必須顯式地從 Optional 獲取引用。
除了 Optional 之外,我還提供了:
- 參數校驗
- 常見的 Object 方法,比如說 Objects.equals、Objects.hashCode,JDK 7 引入的 Objects 類提供同樣的方法,當然也是從我這借鑑的靈感。
- 更強大的比較器
04、集合
首先我來說一下,爲什麼需要不可變集合。
保證線程安全。在併發程序中,使用不可變集合既保證線程的安全性,也大大地增強了併發時的效率(跟併發鎖方式相比)。
如果一個對象不需要支持修改操作,不可變的集合將會節省空間和時間的開銷。
可以當作一個常量來對待,並且集合中的對象在以後也不會被改變。
與 JDK 中提供的不可變集合相比,我提供的 Immutable 纔是真正的不可變,我爲什麼這麼說呢?來看下面這個示例。
下面的代碼利用 JDK 的 Collections.unmodifiableList(list)
得到一個不可修改的集合 unmodifiableList。
List list = new ArrayList();
list.add("雷軍");
list.add("喬布斯");
List unmodifiableList = Collections.unmodifiableList(list);
unmodifiableList.add("馬雲");
運行代碼將會出現以下異常:
Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
at java.base/java.util.Collections$UnmodifiableCollection.add(Collections.java:1060)
at com.itwanger.guava.NullTest.main(NullTest.java:29)
很好,執行 unmodifiableList.add()
的時候拋出了 UnsupportedOperationException 異常,說明 Collections.unmodifiableList()
返回了一個不可變集合。但真的是這樣嗎?
你可以把 unmodifiableList.add()
換成 list.add()
。
List list = new ArrayList();
list.add("雷軍");
list.add("喬布斯");
List unmodifiableList = Collections.unmodifiableList(list);
list.add("馬雲");
再次執行的話,程序並沒有報錯,並且你會發現 unmodifiableList 中真的多了一個元素。說明什麼呢?
Collections.unmodifiableList(…)
實現的不是真正的不可變集合,當原始集合被修改後,不可變集合裏面的元素也是跟着發生變化。
我就不會犯這種錯,來看下面的代碼。
List<String> stringArrayList = Lists.newArrayList("雷軍","喬布斯");
ImmutableList<String> immutableList = ImmutableList.copyOf(stringArrayList);
immutableList.add("馬雲");
嘗試 immutableList.add()
的時候會拋出 UnsupportedOperationException
。我在源碼中已經把 add()
方法廢棄了。
/**
* Guaranteed to throw an exception and leave the collection unmodified.
*
* @throws UnsupportedOperationException always
* @deprecated Unsupported operation.
*/
@CanIgnoreReturnValue
@Deprecated
@Override
public final boolean add(E e) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
嘗試 stringArrayList.add()
修改原集合的時候 immutableList 並不會因此而發生改變。
除了不可變集合以外,我還提供了新的集合類型,比如說:
Multiset,可以多次添加相等的元素。當把 Multiset 看成普通的 Collection 時,它表現得就像無序的 ArrayList;當把 Multiset 看作
Map<E, Integer>
時,它也提供了符合性能期望的查詢操作。Multimap,可以很容易地把一個鍵映射到多個值。
BiMap,一種特殊的 Map,可以用
inverse()
反轉
BiMap<K, V>
的鍵值映射;保證值是唯一的,因此values()
返回 Set 而不是普通的 Collection。
05、字符串處理
字符串表示字符的不可變序列,創建後就不能更改。在我們日常的工作中,字符串的使用非常頻繁,熟練的對其操作可以極大的提升我們的工作效率。
我提供了連接器——Joiner,可以用分隔符把字符串序列連接起來。下面的代碼將會返回“雷軍; 喬布斯”,你可以使用 useForNull(String)
方法用某個字符串來替換 null,而不像 skipNulls()
方法那樣直接忽略 null。
Joiner joiner = Joiner.on("; ").skipNulls();
return joiner.join("雷軍", null, "喬布斯");
我還提供了拆分器—— Splitter,可以按照指定的分隔符把字符串序列進行拆分。
Splitter.on(',')
.trimResults()
.omitEmptyStrings()
.split("雷軍,喬布斯,, 沉默王二");
06、緩存
緩存在很多場景下都是相當有用的。你應該知道,檢索一個值的代價很高,尤其是需要不止一次獲取值的時候,就應當考慮使用緩存。
我提供的 Cache 和 ConcurrentMap 很相似,但也不完全一樣。最基本的區別是 ConcurrentMap 會一直保存所有添加的元素,直到顯式地移除。相對地,我提供的 Cache 爲了限制內存佔用,通常都設定爲自動回收元素。
如果你願意消耗一些內存空間來提升速度,你能預料到某些鍵會被查詢一次以上,緩存中存放的數據總量不會超出內存容量,就可以使用 Cache。
來個示例你感受下吧。
@Test
public void testCache() throws ExecutionException, InterruptedException {
CacheLoader cacheLoader = new CacheLoader<String, Animal>() {
// 如果找不到元素,會調用這裏
@Override
public Animal load(String s) {
return null;
}
};
LoadingCache<String, Animal> loadingCache = CacheBuilder.newBuilder()
.maximumSize(1000) // 容量
.expireAfterWrite(3, TimeUnit.SECONDS) // 過期時間
.removalListener(new MyRemovalListener()) // 失效監聽器
.build(cacheLoader); //
loadingCache.put("狗", new Animal("旺財", 1));
loadingCache.put("貓", new Animal("湯姆", 3));
loadingCache.put("狼", new Animal("灰太狼", 4));
loadingCache.invalidate("貓"); // 手動失效
Animal animal = loadingCache.get("狼");
System.out.println(animal);
Thread.sleep(4 * 1000);
// 狼已經自動過去,獲取爲 null 值報錯
System.out.println(loadingCache.get("狼"));
}
/**
* 緩存移除監聽器
*/
class MyRemovalListener implements RemovalListener<String, Animal> {
@Override
public void onRemoval(RemovalNotification<String, Animal> notification) {
String reason = String.format("key=%s,value=%s,reason=%s", notification.getKey(), notification.getValue(), notification.getCause());
System.out.println(reason);
}
}
class Animal {
private String name;
private Integer age;
public Animal(String name, Integer age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
}
CacheLoader 中重寫了 load 方法,這個方法會在查詢緩存沒有命中時被調用,我這裏直接返回了 null,其實這樣會在沒有命中時拋出 CacheLoader returned null for key 異常信息。
MyRemovalListener 作爲緩存元素失效時的監聽類,在有元素緩存失效時會自動調用 onRemoval 方法,這裏需要注意的是這個方法是同步方法,如果這裏耗時較長,會阻塞直到處理完成。
LoadingCache 就是緩存的主要操作對象了,常用的就是其中的 put 和 get 方法了。
07、尾聲
上面介紹了我認爲最常用的功能,作爲 Google 公司開源的 Java 開發核心庫,個人覺得實用性還是很高的(不然呢?嘿嘿嘿)。引入到你的項目後不僅能快速的實現一些開發中常用的功能,而且還可以讓代碼更加的優雅簡潔。
我覺得適用於每一個 Java 項目,至於其他的一些功能,比如說散列、事件總線、數學運算、反射,就等待你去發掘了。
這是《Java 程序員進階之路》專欄的第 70 篇。該專欄風趣幽默、通俗易懂,對 Java 初學者極度友好和舒適😄,內容包括但不限於 Java 基礎、Java 集合框架、Java IO、Java 併發編程、Java 虛擬機、Java 企業級開發(SSM、Spring Boot)等核心知識點。