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你可能不知道但却很有用的 Java 特性

crossoverJie | 104 2022-01-22 13:33 0 0 0
UniSMS (合一短信)


在这篇文章中你将会学习到一些你可能没听过但有用的 Java 特性,这些是我个人常用的一些特性或者是从其他文章中学习到的,重点是关注 API 而不是语言本身。

延迟队列

众所周知,在 Java 中有许多类型的集合可以使用,但你听说过 DelayQueue 吗?它是一个特定类型的集合,允许我们基于延时时间对数据排序,这是一个非常有意思的类,它实现了 BlockingQueue 接口,只有当数据过期后才能从队列里取出。

使用它的第一步,你的 class 需要实现 Delayed 接口中的 getDelay 方法,当然也可以不用声明一个 class,使用 Record 也是可以的。

这是 Java14 的新特性

public record DelayedEvent(long startTime, String msg) implements Delayed {

    public long getDelay(TimeUnit unit) {
        long diff = startTime - System.currentTimeMillis();
        return unit.convert(diff, TimeUnit.MILLISECONDS);
    }

    public int compareTo(Delayed o) {
        return (int) (this.startTime - ((DelayedEvent) o).startTime);
    }

}

假设我们需要一个延时 10s 取出的数据,我们只需要放入一个比当前时间多 10s 的任务即可。

final DelayQueue<DelayedEvent> delayQueue = new DelayQueue<>();
final long timeFirst = System.currentTimeMillis() + 10000;
delayQueue.offer(new DelayedEvent(timeFirst, "1"));
log.info("Done");
log.info(delayQueue.take().msg());

最终输出如下:

时间格式的日期

这个特性可能对大部分人来说没什么用,但老实说我个人非常喜欢;不管怎么说 Java 8 在时间 API 上改进了许多。从这个版本开始或许你不再需要其他任何扩展库了。

你能想到嘛,从 Java 16 中你甚至可以用标准库表示一天内的日期了,比如 “in the morning” “in the afternoon” ,这是一个新的格式语句 B

String s = DateTimeFormatter
  .ofPattern("B")
  .format(LocalDateTime.now());
System.out.println(s);

以下是我的输出,具体和你当前时间有关。

你可能会想为什么会是调用 “B” 呢,这确实看起来不太直观,通过下表也许能解答疑惑:

Stamped Lock

在我看来,并发包是 Java 中最有意思的包之一,同时又很少被开发者熟练掌握,特别是长期使用 web 开发框架的开发者。

有多少人曾经使用过 Lock 呢?相对于 synchronized 来说这是一种更灵活的线程同步机制。

从 Java8 开始你可以使用一种新的锁:StampedLock.StampedLock,能够替代 ReadWriteLock

假设现在有两个线程,一个线程更新金额、一个线程读取余额;更新余额的线程首先需要读取金额,再多线程的情况下需要某种同步机制(不然更新数据会发生错误),第二个线程用乐观锁的方式读取余额。

StampedLock lock = new StampedLock();
Balance b = new Balance(10000);
Runnable w = () -> {
   long stamp = lock.writeLock();
   b.setAmount(b.getAmount() + 1000);
   System.out.println("Write: " + b.getAmount());
   lock.unlockWrite(stamp);
};
Runnable r = () -> {
   long stamp = lock.tryOptimisticRead();
   if (!lock.validate(stamp)) {
      stamp = lock.readLock();
      try {
         System.out.println("Read: " + b.getAmount());
      } finally {
         lock.unlockRead(stamp);
      }
   } else {
      System.out.println("Optimistic read fails");
   }
};

现在更新和读取的都用 50 个线程来进行测试,最终的余额将会等于 60000.

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
for (int i = 0; i < 50; i++) {
   executor.submit(w);
   executor.submit(r);
}

并发累加器

锁并并不是并发包中唯一有意思的特性,并发累加器也同样有趣;它可以根据我们提供的函数更新数据;再多线程更新数据的场景下,LongAccumulator 是比 AtomicLong 更优的选择。

现在让我们来看看具体如何使用,我们需要两个参数进行初始化;第一个是用于累加计算的函数,通常是一个 sum 函数,第二个参数则是累加计算的初始化值。

接下来我们用 10000 作为初始值来创建一个 LongAccumulator,最终结果是多少?其实结果与上文相同,都是 60000,但这次我们并没有使用锁。

LongAccumulator balance = new LongAccumulator(Long::sum, 10000L);
Runnable w = () -> balance.accumulate(1000L);

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(50);
for (int i = 0; i < 50; i++) {
   executor.submit(w);
}

executor.shutdown();
if (executor.awaitTermination(1000L, TimeUnit.MILLISECONDS))
   System.out.println("Balance: " + balance.get());
assert balance.get() == 60000L;

数组的二分查找

假设我们想在一个排序列表中插入一个新元素,可以使用 Arrays.binarySearch() 函数,当这个 key 存在时将会返回 key 所在的索引,如果不存在时将会返回插入的位置-(insertion point)-1

binarySearch 是 Java 中非常简单且有效的查询方法。

下面的这个例子中,对返回结果取反便能的到索引位置。

int[] t = new int[] {1245};
int x = Arrays.binarySearch(t, 3);

assert ~x == 2;

负数的二进制是以正数的补码表示,对一个数取反+1 就等于补码,所以这里直接取反就等于 Arrays.binarySearch() 不存在时的返回值了。

Bit Set

如果你需要对二进制数组进行操作你会怎么做?用 boolean[]  布尔数组?

有一种更高效又更省内存的方式,那就是 BitSet。它允许我们存储和操作 bit 数组,与 boolean[] 相比可省 8 倍的内存;也可以使用 and/or/xor 等逻辑操作。

假设我们现在有两个 bit 数组,我们需要对他们进行 xor 运算;我们需要创建两个 BitSet 实例,然后调用 xor 函数。

BitSet bs1 = new BitSet();
bs1.set(0);
bs1.set(2);
bs1.set(4);
System.out.println("bs1 : " + bs1);

BitSet bs2 = new BitSet();
bs2.set(1);
bs2.set(2);
bs2.set(3);
System.out.println("bs2 : " + bs2);

bs2.xor(bs1);
System.out.println("xor: " + bs2);

最终的输出结果如下:


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