xinyin025/learn.lianglianglee.com
1
0
Fork 0
mirror of https://github.com/zhwei820/learn.lianglianglee.com.git synced 2025-09-26 21:26:41 +08:00
Code Issues Actions Packages Projects Releases Wiki Activity
d9c5ffd627
learn.lianglianglee.com/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/31 加餐1：带你吃透课程中Java 8的那些重要知识点（一）.md.html
周伟 0f006e4e9b add
2022-05-11 18:57:05 +08:00

2119 lines
46 KiB
HTML
Raw Blame History

This file contains ambiguous Unicode characters

This file contains Unicode characters that might be confused with other characters. If you think that this is intentional, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to reveal them.

<!DOCTYPE html>
<!-- saved from url=(0046)https://kaiiiz.github.io/hexo-theme-book-demo/ -->
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
<head>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1, maximum-scale=1.0, user-scalable=no">
<link rel="icon" href="/static/favicon.png">
<title>31 加餐1：带你吃透课程中Java 8的那些重要知识点（一）.md.html</title>
<!-- Spectre.css framework -->
<link rel="stylesheet" href="/static/index.css">
<!-- theme css & js -->
<meta name="generator" content="Hexo 4.2.0">
</head>
<body>
<div class="book-container">
<div class="book-sidebar">
<div class="book-brand">
<a href="/">
<img src="/static/favicon.png">
<span>技术文章摘抄</span>
</a>
</div>
<div class="book-menu uncollapsible">
<ul class="uncollapsible">
<li><a href="/" class="current-tab">首页</a></li>
</ul>
<ul class="uncollapsible">
<li><a href="../">上一级</a></li>
</ul>
<ul class="uncollapsible">
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/00 开篇词 业务代码真的会有这么多坑？.md.html">00 开篇词 业务代码真的会有这么多坑？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/01 使用了并发工具类库，线程安全就高枕无忧了吗？.md.html">01 使用了并发工具类库，线程安全就高枕无忧了吗？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/02 代码加锁：不要让“锁”事成为烦心事.md.html">02 代码加锁：不要让“锁”事成为烦心事.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/03 线程池：业务代码最常用也最容易犯错的组件.md.html">03 线程池：业务代码最常用也最容易犯错的组件.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/04 连接池：别让连接池帮了倒忙.md.html">04 连接池：别让连接池帮了倒忙.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/05 HTTP调用：你考虑到超时、重试、并发了吗？.md.html">05 HTTP调用：你考虑到超时、重试、并发了吗？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/06 2成的业务代码的Spring声明式事务，可能都没处理正确.md.html">06 2成的业务代码的Spring声明式事务，可能都没处理正确.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/07 数据库索引：索引并不是万能药.md.html">07 数据库索引：索引并不是万能药.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/08 判等问题：程序里如何确定你就是你？.md.html">08 判等问题：程序里如何确定你就是你？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/09 数值计算：注意精度、舍入和溢出问题.md.html">09 数值计算：注意精度、舍入和溢出问题.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/10 集合类：坑满地的List列表操作.md.html">10 集合类：坑满地的List列表操作.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/11 空值处理：分不清楚的null和恼人的空指针.md.html">11 空值处理：分不清楚的null和恼人的空指针.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/12 异常处理：别让自己在出问题的时候变为瞎子.md.html">12 异常处理：别让自己在出问题的时候变为瞎子.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/13 日志：日志记录真没你想象的那么简单.md.html">13 日志：日志记录真没你想象的那么简单.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/14 文件IO：实现高效正确的文件读写并非易事.md.html">14 文件IO：实现高效正确的文件读写并非易事.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/15 序列化：一来一回你还是原来的你吗？.md.html">15 序列化：一来一回你还是原来的你吗？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/16 用好Java 8的日期时间类，少踩一些“老三样”的坑.md.html">16 用好Java 8的日期时间类，少踩一些“老三样”的坑.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/17 别以为“自动挡”就不可能出现OOM.md.html">17 别以为“自动挡”就不可能出现OOM.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/18 当反射、注解和泛型遇到OOP时，会有哪些坑？.md.html">18 当反射、注解和泛型遇到OOP时，会有哪些坑？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/19 Spring框架：IoC和AOP是扩展的核心.md.html">19 Spring框架：IoC和AOP是扩展的核心.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/20 Spring框架：框架帮我们做了很多工作也带来了复杂度.md.html">20 Spring框架：框架帮我们做了很多工作也带来了复杂度.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/21 代码重复：搞定代码重复的三个绝招.md.html">21 代码重复：搞定代码重复的三个绝招.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/22 接口设计：系统间对话的语言，一定要统一.md.html">22 接口设计：系统间对话的语言，一定要统一.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/23 缓存设计：缓存可以锦上添花也可以落井下石.md.html">23 缓存设计：缓存可以锦上添花也可以落井下石.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/24 业务代码写完，就意味着生产就绪了？.md.html">24 业务代码写完，就意味着生产就绪了？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/25 异步处理好用，但非常容易用错.md.html">25 异步处理好用，但非常容易用错.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/26 数据存储：NoSQL与RDBMS如何取长补短、相辅相成？.md.html">26 数据存储：NoSQL与RDBMS如何取长补短、相辅相成？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/27 数据源头：任何客户端的东西都不可信任.md.html">27 数据源头：任何客户端的东西都不可信任.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/28 安全兜底：涉及钱时，必须考虑防刷、限量和防重.md.html">28 安全兜底：涉及钱时，必须考虑防刷、限量和防重.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/29 数据和代码：数据就是数据，代码就是代码.md.html">29 数据和代码：数据就是数据，代码就是代码.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/30 如何正确保存和传输敏感数据？.md.html">30 如何正确保存和传输敏感数据？.md.html</a>
</li>
<li>
<a class="current-tab" href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/31 加餐1：带你吃透课程中Java 8的那些重要知识点（一）.md.html">31 加餐1：带你吃透课程中Java 8的那些重要知识点（一）.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/32 加餐2：带你吃透课程中Java 8的那些重要知识点（二）.md.html">32 加餐2：带你吃透课程中Java 8的那些重要知识点（二）.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/33 加餐3：定位应用问题，排错套路很重要.md.html">33 加餐3：定位应用问题，排错套路很重要.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/34 加餐4：分析定位Java问题，一定要用好这些工具（一）.md.html">34 加餐4：分析定位Java问题，一定要用好这些工具（一）.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/35 加餐5：分析定位Java问题，一定要用好这些工具（二）.md.html">35 加餐5：分析定位Java问题，一定要用好这些工具（二）.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/36 加餐6：这15年来，我是如何在工作中学习技术和英语的？.md.html">36 加餐6：这15年来，我是如何在工作中学习技术和英语的？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/37 加餐7：程序员成长28计.md.html">37 加餐7：程序员成长28计.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/38 加餐8：Java程序从虚拟机迁移到Kubernetes的一些坑.md.html">38 加餐8：Java程序从虚拟机迁移到Kubernetes的一些坑.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/答疑篇：代码篇思考题集锦（一）.md.html">答疑篇：代码篇思考题集锦（一）.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/答疑篇：代码篇思考题集锦（三）.md.html">答疑篇：代码篇思考题集锦（三）.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/答疑篇：代码篇思考题集锦（二）.md.html">答疑篇：代码篇思考题集锦（二）.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/答疑篇：加餐篇思考题答案合集.md.html">答疑篇：加餐篇思考题答案合集.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/答疑篇：安全篇思考题答案合集.md.html">答疑篇：安全篇思考题答案合集.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/答疑篇：设计篇思考题答案合集.md.html">答疑篇：设计篇思考题答案合集.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/结束语 写代码时，如何才能尽量避免踩坑？.md.html">结束语 写代码时，如何才能尽量避免踩坑？.md.html</a>
</li>
</ul>
</div>
</div>
<div class="sidebar-toggle" onclick="sidebar_toggle()" onmouseover="add_inner()" onmouseleave="remove_inner()">
<div class="sidebar-toggle-inner"></div>
</div>
<script>
function add_inner() {
let inner = document.querySelector('.sidebar-toggle-inner')
inner.classList.add('show')
}
function remove_inner() {
let inner = document.querySelector('.sidebar-toggle-inner')
inner.classList.remove('show')
}
function sidebar_toggle() {
let sidebar_toggle = document.querySelector('.sidebar-toggle')
let sidebar = document.querySelector('.book-sidebar')
let content = document.querySelector('.off-canvas-content')
if (sidebar_toggle.classList.contains('extend')) { // show
sidebar_toggle.classList.remove('extend')
sidebar.classList.remove('hide')
content.classList.remove('extend')
} else { // hide
sidebar_toggle.classList.add('extend')
sidebar.classList.add('hide')
content.classList.add('extend')
}
}
function open_sidebar() {
let sidebar = document.querySelector('.book-sidebar')
let overlay = document.querySelector('.off-canvas-overlay')
sidebar.classList.add('show')
overlay.classList.add('show')
}
function hide_canvas() {
let sidebar = document.querySelector('.book-sidebar')
let overlay = document.querySelector('.off-canvas-overlay')
sidebar.classList.remove('show')
overlay.classList.remove('show')
}
</script>
<div class="off-canvas-content">
<div class="columns">
<div class="column col-12 col-lg-12">
<div class="book-navbar">
<!-- For Responsive Layout -->
<header class="navbar">
<section class="navbar-section">
<a onclick="open_sidebar()">
<i class="icon icon-menu"></i>
</a>
</section>
</header>
</div>
<div class="book-content" style="max-width: 960px; margin: 0 auto;
overflow-x: auto;
overflow-y: hidden;">
<div class="book-post">
<p id="tip" align="center"></p>
<div><h1>31 加餐1：带你吃透课程中Java 8的那些重要知识点（一）</h1>
<p>你好，我是朱晔。</p>
<p>Java 8 是目前最常用的 JDK 版本，在增强代码可读性、简化代码方面，相比 Java 7 增加了很多功能，比如 Lambda、Stream 流操作、并行流（ParallelStream）、Optional 可空类型、新日期时间类型等。</p>
<p>这个课程中的所有案例，都充分使用了 Java 8 的各种特性来简化代码。这也就意味着，如果你不了解这些特性的话，理解课程内的 Demo 可能会有些困难。因此，我将这些特性，单独拎了出来组成了两篇加餐。由于后面有单独一节课去讲 Java 8 的日期时间类型，所以这里就不赘述了。</p>
<h2>如何在项目中用上 Lambda 表达式和 Stream 操作？</h2>
<p>Java 8 的特性有很多，除了这两篇加餐外，我再给你推荐一本全面介绍 Java 8 的书，叫《Java 实战（第二版）》。此外，有同学在留言区问，怎么把 Lambda 表达式和 Stream 操作运用到项目中。其实，业务代码中可以使用这些特性的地方有很多。</p>
<p>这里，为了帮助你学习，并把这些特性用到业务开发中，我有三个小建议。</p>
<p>第一，从 List 的操作开始，先尝试把遍历 List 来筛选数据和转换数据的操作，使用 Stream 的 filter 和 map 实现，这是 Stream 最常用、最基本的两个 API。你可以重点看看接下来两节的内容来入门。</p>
<p>第二，使用高级的 IDE 来写代码，以此找到可以利用 Java 8 语言特性简化代码的地方。比如，对于 IDEA，我们可以把匿名类型使用 Lambda 替换的检测规则，设置为 Error 级别严重程度：</p>
<p><img src="assets/6707ccf4415c2d8715ed2529cfdec877.png" alt="img" /></p>
<p>这样运行 IDEA 的 Inspect Code 的功能，可以在 Error 级别的错误中看到这个问题，引起更多关注，帮助我们建立使用 Lambda 表达式的习惯：</p>
<p><img src="assets/5062b3ef6ec57ccde0f3f4b182811be4.png" alt="img" /></p>
<p>第三，如果你不知道如何把匿名类转换为 Lambda 表达式，可以借助 IDE 来重构：</p>
<p><img src="assets/5a55c4284e4b10f659b7bcf0129cbde7.png" alt="img" /></p>
<p>反过来，如果你在学习课程内案例时，如果感觉阅读 Lambda 表达式和 Stream API 比较吃力，同样可以借助 IDE 把 Java 8 的写法转换为使用循环的写法：</p>
<p><img src="assets/98828a36d6bb7b7972a647b37a64f08a.png" alt="img" /></p>
<p>或者是把 Lambda 表达式替换为匿名类：</p>
<p><img src="assets/ee9401683b19e57462cb2574c285d67c.png" alt="img" /></p>
<h2>Lambda 表达式</h2>
<p>Lambda 表达式的初衷是，进一步简化匿名类的语法（不过实现上，Lambda 表达式并不是匿名类的语法糖），使 Java 走向函数式编程。对于匿名类，虽然没有类名，但还是要给出方法定义。这里有个例子，分别使用匿名类和 Lambda 表达式创建一个线程打印字符串：</p>
<pre><code>//匿名类
new Thread(new Runnable(){
@Override
public void run(){
System.out.println(&quot;hello1&quot;);
}
}).start();
//Lambda表达式
new Thread(() -&gt; System.out.println(&quot;hello2&quot;)).start();
</code></pre>
<p>那么，Lambda 表达式如何匹配 Java 的类型系统呢？</p>
<p>答案就是，函数式接口。</p>
<p>函数式接口是一种只有单一抽象方法的接口，使用 @FunctionalInterface 来描述，可以隐式地转换成 Lambda 表达式。使用 Lambda 表达式来实现函数式接口，不需要提供类名和方法定义，通过一行代码提供函数式接口的实例，就可以让函数成为程序中的头等公民，可以像普通数据一样作为参数传递，而不是作为一个固定的类中的固定方法。</p>
<p>那，函数式接口到底是什么样的呢？java.util.function 包中定义了各种函数式接口。比如，用于提供数据的 Supplier 接口，就只有一个 get 抽象方法，没有任何入参、有一个返回值：</p>
<pre><code>@FunctionalInterface
public interface Supplier&lt;T&gt; {
/**
\* Gets a result.
*
\* @return a result
*/
T get();
}
</code></pre>
<p>我们可以使用 Lambda 表达式或方法引用，来得到 Supplier 接口的实例：</p>
<pre><code>//使用Lambda表达式提供Supplier接口实现，返回OK字符串
Supplier&lt;String&gt; stringSupplier = ()-&gt;&quot;OK&quot;;
//使用方法引用提供Supplier接口实现，返回空字符串
Supplier&lt;String&gt; supplier = String::new;
</code></pre>
<p>这样，是不是很方便？为了帮你掌握函数式接口及其用法，我再举几个使用 Lambda 表达式或方法引用来构建函数的例子：</p>
<pre><code>//Predicate接口是输入一个参数，返回布尔值。我们通过and方法组合两个Predicate条件，判断是否值大于0并且是偶数
Predicate&lt;Integer&gt; positiveNumber = i -&gt; i &gt; 0;
Predicate&lt;Integer&gt; evenNumber = i -&gt; i % 2 == 0;
assertTrue(positiveNumber.and(evenNumber).test(2));
//Consumer接口是消费一个数据。我们通过andThen方法组合调用两个Consumer，输出两行abcdefg
Consumer&lt;String&gt; println = System.out::println;
println.andThen(println).accept(&quot;abcdefg&quot;);
//Function接口是输入一个数据，计算后输出一个数据。我们先把字符串转换为大写，然后通过andThen组合另一个Function实现字符串拼接
Function&lt;String, String&gt; upperCase = String::toUpperCase;
Function&lt;String, String&gt; duplicate = s -&gt; s.concat(s);
assertThat(upperCase.andThen(duplicate).apply(&quot;test&quot;), is(&quot;TESTTEST&quot;));
//Supplier是提供一个数据的接口。这里我们实现获取一个随机数
Supplier&lt;Integer&gt; random = ()-&gt;ThreadLocalRandom.current().nextInt();
System.out.println(random.get());
//BinaryOperator是输入两个同类型参数，输出一个同类型参数的接口。这里我们通过方法引用获得一个整数加法操作，通过Lambda表达式定义一个减法操作，然后依次调用
BinaryOperator&lt;Integer&gt; add = Integer::sum;
BinaryOperator&lt;Integer&gt; subtraction = (a, b) -&gt; a - b;
assertThat(subtraction.apply(add.apply(1, 2), 3), is(0));
</code></pre>
<p>Predicate、Function 等函数式接口，还使用 default 关键字实现了几个默认方法。这样一来，它们既可以满足函数式接口只有一个抽象方法，又能为接口提供额外的功能：</p>
<pre><code>@FunctionalInterface
public interface Function&lt;T, R&gt; {
R apply(T t);
default &lt;V&gt; Function&lt;V, R&gt; compose(Function&lt;? super V, ? extends T&gt; before) {
Objects.requireNonNull(before);
return (V v) -&gt; apply(before.apply(v));
}
default &lt;V&gt; Function&lt;T, V&gt; andThen(Function&lt;? super R, ? extends V&gt; after) {
Objects.requireNonNull(after);
return (T t) -&gt; after.apply(apply(t));
}
}
</code></pre>
<p>很明显，Lambda 表达式给了我们复用代码的更多可能性：我们可以把一大段逻辑中变化的部分抽象出函数式接口，由外部方法提供函数实现，重用方法内的整体逻辑处理。</p>
<p>不过需要注意的是，在自定义函数式接口之前，可以先确认下java.util.function 包中的 43 个标准函数式接口是否能满足需求，我们要尽可能重用这些接口，因为使用大家熟悉的标准接口可以提高代码的可读性。</p>
<h2>使用 Java 8 简化代码</h2>
<p>这一部分，我会通过几个具体的例子，带你感受一下使用 Java 8 简化代码的三个重要方面：</p>
<p>使用 Stream 简化集合操作；</p>
<p>使用 Optional 简化判空逻辑；</p>
<p>JDK8 结合 Lambda 和 Stream 对各种类的增强。</p>
<h3>使用 Stream 简化集合操作</h3>
<p>Lambda 表达式可以帮我们用简短的代码实现方法的定义，给了我们复用代码的更多可能性。利用这个特性，我们可以把集合的投影、转换、过滤等操作抽象成通用的接口，然后通过 Lambda 表达式传入其具体实现，这也就是 Stream 操作。</p>
<p>我们看一个具体的例子。这里有一段 20 行左右的代码，实现了如下的逻辑：</p>
<p>把整数列表转换为 Point2D 列表；</p>
<p>遍历 Point2D 列表过滤出 Y 轴 &gt;1 的对象；</p>
<p>计算 Point2D 点到原点的距离；</p>
<p>累加所有计算出的距离，并计算距离的平均值。</p>
<pre><code>private static double calc(List&lt;Integer&gt; ints) {
//临时中间集合
List&lt;Point2D&gt; point2DList = new ArrayList&lt;&gt;();
for (Integer i : ints) {
point2DList.add(new Point2D.Double((double) i % 3, (double) i / 3));
}
//临时变量，纯粹是为了获得最后结果需要的中间变量
double total = 0;
int count = 0;
for (Point2D point2D : point2DList) {
//过滤
if (point2D.getY() &gt; 1) {
//算距离
double distance = point2D.distance(0, 0);
total += distance;
count++;
}
}
//注意count可能为0的可能
return count &gt;0 ? total / count : 0;
}
</code></pre>
<p>现在，我们可以使用 Stream 配合 Lambda 表达式来简化这段代码。简化后一行代码就可以实现这样的逻辑，更重要的是代码可读性更强了，通过方法名就可以知晓大概是在做什么事情。比如：</p>
<p>map 方法传入的是一个 Function，可以实现对象转换；</p>
<p>filter 方法传入一个 Predicate，实现对象的布尔判断，只保留返回 true 的数据；</p>
<p>mapToDouble 用于把对象转换为 double；</p>
<p>通过 average 方法返回一个 OptionalDouble，代表可能包含值也可能不包含值的可空 double。</p>
<p>下面的第三行代码，就实现了上面方法的所有工作：</p>
<pre><code>List&lt;Integer&gt; ints = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8);
double average = calc(ints);
double streamResult = ints.stream()
.map(i -&gt; new Point2D.Double((double) i % 3, (double) i / 3))
.filter(point -&gt; point.getY() &gt; 1)
.mapToDouble(point -&gt; point.distance(0, 0))
.average()
.orElse(0);
//如何用一行代码来实现，比较一下可读性
assertThat(average, is(streamResult));
</code></pre>
<p>到这里，你可能会问了，OptionalDouble 又是怎么回事儿？</p>
<h3>有关 Optional 可空类型</h3>
<p>其实，类似 OptionalDouble、OptionalInt、OptionalLong 等，是服务于基本类型的可空对象。此外，Java8 还定义了用于引用类型的 Optional 类。使用 Optional，不仅可以避免使用 Stream 进行级联调用的空指针问题；更重要的是，它提供了一些实用的方法帮我们避免判空逻辑。</p>
<p>如下是一些例子，演示了如何使用 Optional 来避免空指针，以及如何使用它的 fluent API 简化冗长的 if-else 判空逻辑：</p>
<pre><code>@Test(expected = IllegalArgumentException.class)
public void optional() {
//通过get方法获取Optional中的实际值
assertThat(Optional.of(1).get(), is(1));
//通过ofNullable来初始化一个null，通过orElse方法实现Optional中无数据的时候返回一个默认值
assertThat(Optional.ofNullable(null).orElse(&quot;A&quot;), is(&quot;A&quot;));
//OptionalDouble是基本类型double的Optional对象，isPresent判断有无数据
assertFalse(OptionalDouble.empty().isPresent());
//通过map方法可以对Optional对象进行级联转换，不会出现空指针，转换后还是一个Optional
assertThat(Optional.of(1).map(Math::incrementExact).get(), is(2));
//通过filter实现Optional中数据的过滤，得到一个Optional，然后级联使用orElse提供默认值
assertThat(Optional.of(1).filter(integer -&gt; integer % 2 == 0).orElse(null), is(nullValue()));
//通过orElseThrow实现无数据时抛出异常
Optional.empty().orElseThrow(IllegalArgumentException::new);
}
</code></pre>
<p>我把 Optional 类的常用方法整理成了一张图，你可以对照案例再复习一下：</p>
<p><img src="assets/c8a901bb16b9fca07ae0fc8bb222b252.jpg" alt="img" /></p>
<h3>Java 8 类对于函数式 API 的增强</h3>
<p>除了 Stream 之外，Java 8 中有很多类也都实现了函数式的功能。</p>
<p>比如，要通过 HashMap 实现一个缓存的操作，在 Java 8 之前我们可能会写出这样的 getProductAndCache 方法：先判断缓存中是否有值；如果没有值，就从数据库搜索取值；最后，把数据加入缓存。</p>
<pre><code>private Map&lt;Long, Product&gt; cache = new ConcurrentHashMap&lt;&gt;();
private Product getProductAndCache(Long id) {
Product product = null;
//Key存在，返回Value
if (cache.containsKey(id)) {
product = cache.get(id);
} else {
//不存在，则获取Value
//需要遍历数据源查询获得Product
for (Product p : Product.getData()) {
if (p.getId().equals(id)) {
product = p;
break;
}
}
//加入ConcurrentHashMap
if (product != null)
cache.put(id, product);
}
return product;
}
@Test
public void notcoolCache() {
getProductAndCache(1L);
getProductAndCache(100L);
System.out.println(cache);
assertThat(cache.size(), is(1));
assertTrue(cache.containsKey(1L));
}
</code></pre>
<p>而在 Java 8 中，我们利用 ConcurrentHashMap 的 computeIfAbsent 方法，用一行代码就可以实现这样的繁琐操作：</p>
<pre><code>private Product getProductAndCacheCool(Long id) {
return cache.computeIfAbsent(id, i -&gt; //当Key不存在的时候提供一个Function来代表根据Key获取Value的过程
Product.getData().stream()
.filter(p -&gt; p.getId().equals(i)) //过滤
.findFirst() //找第一个，得到Optional&lt;Product&gt;
.orElse(null)); //如果找不到Product，则使用null
}
@Test
public void coolCache()
{
getProductAndCacheCool(1L);
getProductAndCacheCool(100L);
System.out.println(cache);
assertThat(cache.size(), is(1));
assertTrue(cache.containsKey(1L));
}
</code></pre>
<p>computeIfAbsent 方法在逻辑上相当于：</p>
<pre><code>if (map.get(key) == null) {
V newValue = mappingFunction.apply(key);
if (newValue != null)
map.put(key, newValue);
}
</code></pre>
<p>又比如，利用 Files.walk 返回一个 Path 的流，通过两行代码就能实现递归搜索 +grep 的操作。整个逻辑是：递归搜索文件夹，查找所有的.java 文件；然后读取文件每一行内容，用正则表达式匹配 public class 关键字；最后输出文件名和这行内容。</p>
<pre><code>@Test
public void filesExample() throws IOException {
//无限深度，递归遍历文件夹
try (Stream&lt;Path&gt; pathStream = Files.walk(Paths.get(&quot;.&quot;))) {
pathStream.filter(Files::isRegularFile) //只查普通文件
.filter(FileSystems.getDefault().getPathMatcher(&quot;glob:**/*.java&quot;)::matches) //搜索java源码文件
.flatMap(ThrowingFunction.unchecked(path -&gt;
Files.readAllLines(path).stream() //读取文件内容，转换为Stream&lt;List&gt;
.filter(line -&gt; Pattern.compile(&quot;public class&quot;).matcher(line).find()) //使用正则过滤带有public class的行
.map(line -&gt; path.getFileName() + &quot; &gt;&gt; &quot; + line))) //把这行文件内容转换为文件名+行
.forEach(System.out::println); //打印所有的行
}
}
</code></pre>
<p>输出结果如下：</p>
<p><img src="assets/84349a90ef4aaf30032d0a8f64ab4512.png" alt="img" /></p>
<p>我再和你分享一个小技巧吧。因为 Files.readAllLines 方法会抛出一个受检异常（IOException），所以我使用了一个自定义的函数式接口，用 ThrowingFunction 包装这个方法，把受检异常转换为运行时异常，让代码更清晰：</p>
<pre><code>@FunctionalInterface
public interface ThrowingFunction&lt;T, R, E extends Throwable&gt; {
static &lt;T, R, E extends Throwable&gt; Function&lt;T, R&gt; unchecked(ThrowingFunction&lt;T, R, E&gt; f) {
return t -&gt; {
try {
return f.apply(t);
} catch (Throwable e) {
throw new RuntimeException(e);
}
};
}
R apply(T t) throws E;
}
</code></pre>
<p>如果用 Java 7 实现类似逻辑的话，大概需要几十行代码，你可以尝试下。</p>
<h2>并行流</h2>
<p>前面我们看到的 Stream 操作都是串行 Stream，操作只是在一个线程中执行，此外 Java 8 还提供了并行流的功能：通过 parallel 方法，一键把 Stream 转换为并行操作提交到线程池处理。</p>
<p>比如，如下代码通过线程池来并行消费处理 1 到 100：</p>
<pre><code>IntStream.rangeClosed(1,100).parallel().forEach(i-&gt;{
System.out.println(LocalDateTime.now() + &quot; : &quot; + i);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) { }
});
</code></pre>
<p>并行流不确保执行顺序，并且因为每次处理耗时 1 秒，所以可以看到在 8 核机器上，数组是按照 8 个一组 1 秒输出一次：</p>
<p><img src="assets/f114d98aa2530c3f7e91b06aaa4ee1d6.png" alt="img" /></p>
<p>在这个课程中，有很多类似使用 threadCount 个线程对某个方法总计执行 taskCount 次操作的案例，用于演示并发情况下的多线程问题或多线程处理性能。除了会用到并行流，我们有时也会使用线程池或直接使用线程进行类似操作。为了方便你对比各种实现，这里我一次性给出实现此类操作的五种方式。</p>
<p>为了测试这五种实现方式，我们设计一个场景：使用 20 个线程（threadCount）以并行方式总计执行 10000 次（taskCount）操作。因为单个任务单线程执行需要 10 毫秒（任务代码如下），也就是每秒吞吐量是 100 个操作，那 20 个线程 QPS 是 2000，执行完 10000 次操作最少耗时 5 秒。</p>
<pre><code>private void increment(AtomicInteger atomicInteger) {
atomicInteger.incrementAndGet();
try {
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
</code></pre>
<p>现在我们测试一下这五种方式，是否都可以利用更多的线程并行执行操作。</p>
<p>第一种方式是使用线程。直接把任务按照线程数均匀分割，分配到不同的线程执行，使用 CountDownLatch 来阻塞主线程，直到所有线程都完成操作。这种方式，需要我们自己分割任务：</p>
<pre><code>private int thread(int taskCount, int threadCount) throws InterruptedException {
//总操作次数计数器
AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();
//使用CountDownLatch来等待所有线程执行完成
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(threadCount);
//使用IntStream把数字直接转为Thread
IntStream.rangeClosed(1, threadCount).mapToObj(i -&gt; new Thread(() -&gt; {
//手动把taskCount分成taskCount份，每一份有一个线程执行
IntStream.rangeClosed(1, taskCount / threadCount).forEach(j -&gt; increment(atomicInteger));
//每一个线程处理完成自己那部分数据之后，countDown一次
countDownLatch.countDown();
})).forEach(Thread::start);
//等到所有线程执行完成
countDownLatch.await();
//查询计数器当前值
return atomicInteger.get();
}
</code></pre>
<p>第二种方式是，使用 Executors.newFixedThreadPool 来获得固定线程数的线程池，使用 execute 提交所有任务到线程池执行，最后关闭线程池等待所有任务执行完成：</p>
<pre><code>private int threadpool(int taskCount, int threadCount) throws InterruptedException {
//总操作次数计数器
AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();
//初始化一个线程数量=threadCount的线程池
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(threadCount);
//所有任务直接提交到线程池处理
IntStream.rangeClosed(1, taskCount).forEach(i -&gt; executorService.execute(() -&gt; increment(atomicInteger)));
//提交关闭线程池申请，等待之前所有任务执行完成
executorService.shutdown();
executorService.awaitTermination(1, TimeUnit.HOURS);
//查询计数器当前值
return atomicInteger.get();
}
</code></pre>
<p>第三种方式是，使用 ForkJoinPool 而不是普通线程池执行任务。</p>
<p>ForkJoinPool 和传统的 ThreadPoolExecutor 区别在于，前者对于 n 并行度有 n 个独立队列，后者是共享队列。如果有大量执行耗时比较短的任务，ThreadPoolExecutor 的单队列就可能会成为瓶颈。这时，使用 ForkJoinPool 性能会更好。</p>
<p>因此，ForkJoinPool 更适合大任务分割成许多小任务并行执行的场景，而 ThreadPoolExecutor 适合许多独立任务并发执行的场景。</p>
<p>在这里，我们先自定义一个具有指定并行数的 ForkJoinPool，再通过这个 ForkJoinPool 并行执行操作：</p>
<pre><code>private int forkjoin(int taskCount, int threadCount) throws InterruptedException {
//总操作次数计数器
AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();
//自定义一个并行度=threadCount的ForkJoinPool
ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool(threadCount);
//所有任务直接提交到线程池处理
forkJoinPool.execute(() -&gt; IntStream.rangeClosed(1, taskCount).parallel().forEach(i -&gt; increment(atomicInteger)));
//提交关闭线程池申请，等待之前所有任务执行完成
forkJoinPool.shutdown();
forkJoinPool.awaitTermination(1, TimeUnit.HOURS);
//查询计数器当前值
return atomicInteger.get();
}
</code></pre>
<p>第四种方式是，直接使用并行流，并行流使用公共的 ForkJoinPool，也就是 ForkJoinPool.commonPool()。</p>
<p>公共的 ForkJoinPool 默认的并行度是 CPU 核心数 -1，原因是对于 CPU 绑定的任务分配超过 CPU 个数的线程没有意义。由于并行流还会使用主线程执行任务，也会占用一个 CPU 核心，所以公共 ForkJoinPool 的并行度即使 -1 也能用满所有 CPU 核心。</p>
<p>这里，我们通过配置强制指定（增大）了并行数，但因为使用的是公共 ForkJoinPool，所以可能会存在干扰，你可以回顾下第 3 讲有关线程池混用产生的问题：</p>
<pre><code>private int stream(int taskCount, int threadCount) {
//设置公共ForkJoinPool的并行度
System.setProperty(&quot;java.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism&quot;, String.valueOf(threadCount));
//总操作次数计数器
AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();
//由于我们设置了公共ForkJoinPool的并行度，直接使用parallel提交任务即可
IntStream.rangeClosed(1, taskCount).parallel().forEach(i -&gt; increment(atomicInteger));
//查询计数器当前值
return atomicInteger.get();
}
</code></pre>
<p>第五种方式是，使用 CompletableFuture 来实现。CompletableFuture.runAsync 方法可以指定一个线程池，一般会在使用 CompletableFuture 的时候用到：</p>
<pre><code>private int completableFuture(int taskCount, int threadCount) throws InterruptedException, ExecutionException {
//总操作次数计数器
AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();
//自定义一个并行度=threadCount的ForkJoinPool
ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool(threadCount);
//使用CompletableFuture.runAsync通过指定线程池异步执行任务
CompletableFuture.runAsync(() -&gt; IntStream.rangeClosed(1, taskCount).parallel().forEach(i -&gt; increment(atomicInteger)), forkJoinPool).get();
//查询计数器当前值
return atomicInteger.get();
}
</code></pre>
<p>上面这五种方法都可以实现类似的效果：</p>
<p><img src="assets/77c42149013fd82c18d39b5e0d0292cc.png" alt="img" /></p>
<p>可以看到，这 5 种方式执行完 10000 个任务的耗时都在 5.4 秒到 6 秒之间。这里的结果只是证明并行度的设置是有效的，并不是性能比较。</p>
<p>如果你的程序对性能要求特别敏感，建议通过性能测试根据场景决定适合的模式。一般而言，使用线程池（第二种）和直接使用并行流（第四种）的方式在业务代码中比较常用。但需要注意的是，我们通常会重用线程池，而不会像 Demo 中那样在业务逻辑中直接声明新的线程池，等操作完成后再关闭。</p>
<p>另外需要注意的是，在上面的例子中我们一定是先运行 stream 方法再运行 forkjoin 方法，对公共 ForkJoinPool 默认并行度的修改才能生效。</p>
<p>这是因为 ForkJoinPool 类初始化公共线程池是在静态代码块里，加载类时就会进行的，如果 forkjoin 方法中先使用了 ForkJoinPool，即便 stream 方法中设置了系统属性也不会起作用。因此我的建议是，设置 ForkJoinPool 公共线程池默认并行度的操作，应该放在应用启动时设置。</p>
<h2>重点回顾</h2>
<p>今天，我和你简单介绍了 Java 8 中最重要的几个功能，包括 Lambda 表达式、Stream 流式操作、Optional 可空对象、并行流操作。这些特性，可以帮助我们写出简单易懂、可读性更强的代码。特别是使用 Stream 的链式方法，可以用一行代码完成之前几十行代码的工作。</p>
<p>因为 Stream 的 API 非常多，使用方法也是千变万化，因此我会在下一讲和你详细介绍 Stream API 的一些使用细节。</p>
<p>今天用到的代码，我都放在了 GitHub 上，你可以点击这个链接查看。</p>
<h2>思考与讨论</h2>
<p>检查下代码中是否有使用匿名类，以及通过遍历 List 进行数据过滤、转换和聚合的代码，看看能否使用 Lambda 表达式和 Stream 来重新实现呢？</p>
<p>对于并行流部分的并行消费处理 1 到 100 的例子，如果把 forEach 替换为 forEachOrdered，你觉得会发生什么呢？</p>
<p>关于 Java 8，你还有什么使用心得吗？我是朱晔，欢迎在评论区与我留言分享你的想法，也欢迎你把这篇文章分享给你的朋友或同事，一起交流。</p>
</div>
</div>
<div>
<div style="float: left">
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/30 如何正确保存和传输敏感数据？.md.html">上一页</a>
</div>
<div style="float: right">
<a href="/专栏/Java 业务开发常见错误 100 例/32 加餐2：带你吃透课程中Java 8的那些重要知识点（二）.md.html">下一页</a>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>
<a class="off-canvas-overlay" onclick="hide_canvas()"></a>
</div>
<script defer src="https://static.cloudflareinsights.com/beacon.min.js/v652eace1692a40cfa3763df669d7439c1639079717194" integrity="sha512-Gi7xpJR8tSkrpF7aordPZQlW2DLtzUlZcumS8dMQjwDHEnw9I7ZLyiOj/6tZStRBGtGgN6ceN6cMH8z7etPGlw==" data-cf-beacon='{"rayId":"7099705b7ba73d60","version":"2021.12.0","r":1,"token":"1f5d475227ce4f0089a7cff1ab17c0f5","si":100}' crossorigin="anonymous"></script>
</body>
<!-- Global site tag (gtag.js) - Google Analytics -->
<script async src="https://www.googletagmanager.com/gtag/js?id=G-NPSEEVD756"></script>
<script>
window.dataLayer = window.dataLayer || [];
function gtag() {
dataLayer.push(arguments);
}
gtag('js', new Date());
gtag('config', 'G-NPSEEVD756');
var path = window.location.pathname
var cookie = getCookie("lastPath");
console.log(path)
if (path.replace("/", "") === "") {
if (cookie.replace("/", "") !== "") {
console.log(cookie)
document.getElementById("tip").innerHTML = "<a href='" + cookie + "'>跳转到上次进度</a>"
}
} else {
setCookie("lastPath", path)
}
function setCookie(cname, cvalue) {
var d = new Date();
d.setTime(d.getTime() + (180 * 24 * 60 * 60 * 1000));
var expires = "expires=" + d.toGMTString();
document.cookie = cname + "=" + cvalue + "; " + expires + ";path = /";
}
function getCookie(cname) {
var name = cname + "=";
var ca = document.cookie.split(';');
for (var i = 0; i < ca.length; i++) {
var c = ca[i].trim();
if (c.indexOf(name) === 0) return c.substring(name.length, c.length);
}
return "";
}
</script>
</html>
Reference in New Issue View Git Blame Copy Permalink