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Nginx性能为什么如此吊

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小柒2012 2019-12-01 21:20:47 15038 浏览量 回答数 3

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不良的编程习惯TOP1:粘贴复制 在学生时代,我们都知道抄袭是不对的。但在工作中,这方面的规则还很模糊。虽然有些代码块是不能盗用的——不要把专有代码拷贝到你的堆栈中,尤其是这些代码有标记版权信息。这种时候你应该编写自己的版本,老板付你薪水就是要做正事的。 但是当原始创作者想要共享代码时,问题就变得复杂了。这些共享代码也许放到了某个在线编程论坛上,也许它们是带有许可证(BSD,MIT)的开放源代码,允许使用一到三个函数。你使用这些共享代码是没有问题的,而且你上班是为了解决问题,而不是重新发明轮子。 大多数情况下,复制代码的优势非常明显,小心对待的话问题也不大。至少那些从靠谱的来源获得的代码已经被大致“检查“过了。 问题的复杂之处在于,这些共享代码是否存在一些未发现的错误,代码的用途或底层数据是否存在一些特别的假设。也许你的代码混入了空指针,而原始代码从未检查过。如果你能解决这些问题,那么就可以理解为你的老板得到了两位程序员共同努力的成果。这就是某种形式的结对编程,而且用不着什么高大上的办公桌。 不良的编程习惯TOP2:非函数式代码 在过去十年间,函数范式愈加流行。喜欢用嵌套函数调用来构建程序的人们引用了很多研究成果。这些研究表明,与旧式的变量和循环相比,函数式编程代码更安全,错误更少,而且可以随程序员的喜好任意组合在一起。粉丝们十分追捧函数式编程,还会在代码审查和拉取请求中诋毁非函数式方法。关于这种方法的优势,他们的观点其实并没有错。 但有时你需要的仅仅是一卷胶带而已。精心设计并细心计划的代码需要花费很多时间,不仅需要花费时间想象,还需要构建和之后导航的时间。这些都增加了复杂性,并且会花费很多的时间与精力。开发漂亮的函数式代码需要提前做计划,还要确保所有数据都通过正确的途径传递。有时找出并更改变量会简单得多,可能再加个注释说明一下就够了。就算要在注释中为之后的程序员致以冗长而难懂的歉意,也比重新设计整个系统,把它扳回正轨上要省事得多。 不良的编程习惯第 3 位:非标准间距 软件中的大多数空格都不会影响程序的性能。除少数使用间距指示代码块的语言(如 Python)外,大多数空格对程序行为的影响为零。尽管如此,仍然有一些得了强迫症的程序员会数空格,并坚持认为它们很重要。曾有这样一位程序员以最严肃的口吻告诉我的老板,说我正在写“非标准代码”,还说他一眼就看出来了。我的错咯?因为我没在等号的两侧放置空格,违反了 ESLint space-infix-ops 规则[1]。 有时候你只要操心那些更深层的内容就行了,谁管什么空格的位置。也许你担心数据库过载,也许你担心空指针可能会让你的代码崩溃。一套代码中,几乎所有的部分都比空格更重要,就算那些喜欢走形式的标准委员会写出来一大堆规则来限制这些空格或制表符的位置,那又如何呢。 令人欣喜的是,网上可以找到一些很好用的工具来自动重新格式化你的代码,让你的代码遵守所有精心定义的 linting 规则。人类不应该在这种事情上浪费时间和脑细胞。如果这些规则这么重要,我们就应该用工具来解决这些问题。 不良的编程习惯第 4 位:使用 goto 禁止使用 goto 的规则可以追溯到许多结构化编程工具还没有出现的时代。如果程序员想创建一个循环或跳转到另一个例程,则需要键入 goto,后跟一个行号。多年之后,编译器团队开始允许程序员使用字符串标签来代替行号。这在当时被认为是一项热门的新特性。 有的人把这样做法的结果称为“意大利面条式代码”。因为以后没人能读懂你的代码,没人搞得清楚执行路径。成为一团混乱的线程,缠结在一起。Edsger Dijkstra 写过一篇题为“我们认为 goto 声明是有害的”的一篇文章[2],号召大家拒绝使用这个命令。 但是绝对分支并不是问题所在,问题在于它产生的那堆纠缠的结果。一般来说,精心设计的 break 或 return 能提供有关该位置的代码执行情况的非常清晰的陈述。有时,将 goto 添加到一个 case 语句中所生成的东西与联 if-then-else 块的相比,结构更正确的列表理解起来更容易。 也有反例。苹果 SSL 堆栈中的“goto fail”安全漏洞[3]就是一个很好的例子。但是,如果我们谨慎地避免 case 语句和循环中出现的一些问题,我们就可以插入很好用的绝对跳转,使代码读者更容易理解正在发生的事情。有时我们可以放一个 break 或 return,不仅更简洁,而且大家读起来更愉快,除了那些讨厌 goto 的人们。 不良的编程习惯第 5 位:不声明类型 热爱类型化语言的人们有他们的理由。当我们为每个变量的数据类型添加清晰的声明时,我们会编写更好,错误更少的代码。花点时间来阐明类型,就可以帮助编译器在代码开始运行之前标记出愚蠢的错误。这可能会很痛苦,但也会有回报。这是一种编程的笨办法,就是为了避免错误。 时代变了。许多较新的编译器已经足够聪明了,它们可以在查看代码时推断出类型。它们可以在代码中前后移动,最后确认变量应该是 string 或 int,抑或是其他类型。而且,如果推断出来的这些类型没法对齐,则编译器会给出错误标志。它们不需要我们再类型化变量了。 换句话说,我们可以省略一些最简单的声明,然后就能轻松节省一些时间了。代码变得更简洁,代码读者也往往能猜出 for 循环中名为 i 的变量是一个整数。 不良的编程习惯第 6 位:溜溜球代码 程序员喜欢将其称为“yo-yo 代码”。首先,这些值将存储为字符串,然后将它们解析为整数,接下来将它们转换回字符串。这种方法效率极低。你几乎能感受到一大堆额外负载让 CPU 不堪重负的样子。能快速编写代码的聪明程序员会调整自己的代码架构,以最大程度地减少转换。因为他们安排好了计划,他们的代码也能跑得更快。 但不管你信不信,有时溜溜球代码也是有意义的。有的时候,你需要用一个可以在自己的黑匣子里搞定一大堆智能操作的库。有的老板花了很多钱,请好多天才做出来这么一个库。如果这个库需要字符串形式的数据,那么你就得给它字符串,就算你最近刚把数据转换为整数也得再转回去。 当然,你可以重写所有代码以最大程度地减少转换,但这会花费一些时间。有时,代码多运行一分钟、一小时、一天甚至一周也是可以接受的,因为重写代码会花费更多时间。有时候,增加技术债务要比重新建立一笔技术债的成本更低些。 有时这种库里面不是专有代码,而是你很久以前编写的代码。有时,转换一次数据要比重写该库中的所有内容更省事。这种时候你就可以编写悠悠球代码了,不要怕,我们都遇到过这种事情。 不良的编程习惯第7位:编写自己的数据结构 有一条标准规则是,程序员在大二学完数据结构课程后,再也不要编写用于存储数据的代码了。已经有人编写过了我们所需要的所有数据结构,并且他们的代码经过了多年的测试和重新测试。这些结构与语言打包在一起,还可能是免费的。你自己写的代码只会是一堆错误。 但有的时候数据结构库的速度有点缓慢。有时候我们被迫使用的标准结构并不适合我们自己的代码。有时,库会要求我们在使用它的结构之前重新配置数据。有时,这些库带有笨重的保护,还有一些诸如线程锁定之类的特性,而我们的代码并不需要它们。 发生这种情况时就该编写我们自己的数据结构了。有时我们自己的结构会快很多,还可能让我们的代码更整洁,因为我们不需要一大堆额外的代码来重新精确地格式化数据。 不良的编程习惯第 8 位:老式循环 很久以前,创建 C 语言的某人想将所有抽象可能性封装在一个简单的构造中。这个构造开始时要做一些事情,每次循环都要做一些事情,所有事情都完成时还有一些方法来提示我们。当时,这似乎是一种拥有无限可能性的完美语法。 此一时彼一时,如今一些现代评论者只看到了其中的麻烦,发生的事情太多了,所有这些可能性既可能向善也可能作恶。这种构造让阅读和理解代码变得非常困难。他们喜欢更加函数式的的范式,其中没有循环,只有应用到列表的函数,还有映射到某些数据的计算模板。 有时无循环方法更简洁,尤其是当我们只有一个简单的函数和一个数组的时候。但还有些时候,老式的循环要简单得多,因为它可以做更多事情。例如,当你找到第一个匹配项后就立刻停止搜索,这样的代码就简单得多。 此外,要对数据执行多项操作时,映射函数会要求更严格的编码。假设你要对每个数字取绝对值,然后取平方根,最快的方案是先映射第一个函数,然后映射第二个函数,将数据循环两次。 不良的编程习惯第 9 位:在中间打破循环 从有一天开始,一个规则制定小组宣布每个循环都应该有一个“不变项”,就是一个在整个循环中都为真的逻辑语句。当不变量不再为真时,循环就结束了。这是处理复杂循环的好方法,但会带来一些令人抓狂的约束,例如禁止我们在循环中间使用 return 或 break。这条规则是禁止 goto 语句规则的子集。 这个理论很不错,但它通常会导致代码变得更复杂。考虑以下这种简单的情况,其中会扫描一个数组,找出通过测试的一个条目: while (i<a.length){ ... if (test(a[i]) then return a[i]; ... } 喜欢循环不变项的人们宁愿我们添加另一个布尔变量,将其称为 notFound,然后这样用它: while ((notFound) && (i<a.length){ ... if (test(a[i])) then notFound=false; ... } 如果这个布尔名称取得很合适,那就会是一段自我注释得很好的代码。它可以让大家理解起来更容易。但这也增加了复杂性。这还意味着要分配另一个局部变量并阻塞一个寄存器,编译器可能没那么聪明,没法修复这个错误。 有时使用 goto 或 jump 会更简洁。 不良的编程习惯第10位:重载运算符和函数 一些有趣的语言会让你绕一些大弯子,比如说重新定义看起来应该是常量的元素值。拿 Python 来说,至少在 2.7 版及更低版本中,它允许你键入 TRUE=FALSE。这不会引发某种逻辑崩溃,也不会导致宇宙的终结;它只是交换了 TRUE 和 FALSE 的含义。你还可以使用 C 预处理器和其他一些语言来玩这种危险的游戏。还有一些语言允许你重新定义加号之类的运算符。 有时候,在一大段代码中重新定义一个或一些所谓常量,结果效率会更高。有时,老板会希望代码执行完全不同的操作。当然,你可以检查代码,逐一更改对应的部分,也可以干脆重新定义现实来节省时间。别人会觉得你是天才。用不着重写庞大的库,只需翻转一下即可。 这里也许应该划一条底线。无论这种做法多有意思,看起来多聪明,你都不应该在家里做实验。这太危险了——我是认真的。
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毫无疑问,Java 8是Java自Java 5(发布于2004年)之后的最重要的版本。这个版本包含语言、编译器、库、工具和JVM等方面的十多个新特性。在本文中我们将学习这些新特性,并用实际的例子说明在什么场景下适合使用。 这个教程包含Java开发者经常面对的几类问题: 语言 编译器 库 工具 运行时(JVM) 2. Java语言的新特性 Java 8是Java的一个重大版本,有人认为,虽然这些新特性领Java开发人员十分期待,但同时也需要花不少精力去学习。在这一小节中,我们将介绍Java 8的大部分新特性。 2.1 Lambda表达式和函数式接口 Lambda表达式(也称为闭包)是Java 8中最大和最令人期待的语言改变。它允许我们将函数当成参数传递给某个方法,或者把代码本身当作数据处理:函数式开发者非常熟悉这些概念。很多JVM平台上的语言(Groovy、Scala等)从诞生之日就支持Lambda表达式,但是Java开发者没有选择,只能使用匿名内部类代替Lambda表达式。 Lambda的设计耗费了很多时间和很大的社区力量,最终找到一种折中的实现方案,可以实现简洁而紧凑的语言结构。最简单的Lambda表达式可由逗号分隔的参数列表、->符号和语句块组成,例如: Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( e -> System.out.println( e ) ); 在上面这个代码中的参数e的类型是由编译器推理得出的,你也可以显式指定该参数的类型,例如: Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( ( String e ) -> System.out.println( e ) ); 如果Lambda表达式需要更复杂的语句块,则可以使用花括号将该语句块括起来,类似于Java中的函数体,例如: Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( e -> { System.out.print( e ); System.out.print( e ); } ); Lambda表达式可以引用类成员和局部变量(会将这些变量隐式得转换成final的),例如下列两个代码块的效果完全相同: String separator = ","; Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( ( String e ) -> System.out.print( e + separator ) ); 和 final String separator = ","; Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( ( String e ) -> System.out.print( e + separator ) ); Lambda表达式有返回值,返回值的类型也由编译器推理得出。如果Lambda表达式中的语句块只有一行,则可以不用使用return语句,下列两个代码片段效果相同: Arrays.asList( "a", "b", "d" ).sort( ( e1, e2 ) -> e1.compareTo( e2 ) ); 和 Arrays.asList( "a", "b", "d" ).sort( ( e1, e2 ) -> { int result = e1.compareTo( e2 ); return result; } ); Lambda的设计者们为了让现有的功能与Lambda表达式良好兼容,考虑了很多方法,于是产生了函数接口这个概念。函数接口指的是只有一个函数的接口,这样的接口可以隐式转换为Lambda表达式。java.lang.Runnable和java.util.concurrent.Callable是函数式接口的最佳例子。在实践中,函数式接口非常脆弱:只要某个开发者在该接口中添加一个函数,则该接口就不再是函数式接口进而导致编译失败。为了克服这种代码层面的脆弱性,并显式说明某个接口是函数式接口,Java 8 提供了一个特殊的注解@FunctionalInterface(Java 库中的所有相关接口都已经带有这个注解了),举个简单的函数式接口的定义: @FunctionalInterface public interface Functional { void method(); } 不过有一点需要注意,默认方法和静态方法不会破坏函数式接口的定义,因此如下的代码是合法的。 @FunctionalInterface public interface FunctionalDefaultMethods { void method(); default void defaultMethod() { } } Lambda表达式作为Java 8的最大卖点,它有潜力吸引更多的开发者加入到JVM平台,并在纯Java编程中使用函数式编程的概念。如果你需要了解更多Lambda表达式的细节,可以参考官方文档。 2.2 接口的默认方法和静态方法 Java 8使用两个新概念扩展了接口的含义:默认方法和静态方法。默认方法使得接口有点类似traits,不过要实现的目标不一样。默认方法使得开发者可以在 不破坏二进制兼容性的前提下,往现存接口中添加新的方法,即不强制那些实现了该接口的类也同时实现这个新加的方法。 默认方法和抽象方法之间的区别在于抽象方法需要实现,而默认方法不需要。接口提供的默认方法会被接口的实现类继承或者覆写,例子代码如下: private interface Defaulable { // Interfaces now allow default methods, the implementer may or // may not implement (override) them. default String notRequired() { return "Default implementation"; } } private static class DefaultableImpl implements Defaulable { } private static class OverridableImpl implements Defaulable { @Override public String notRequired() { return "Overridden implementation"; } } Defaulable接口使用关键字default定义了一个默认方法notRequired()。DefaultableImpl类实现了这个接口,同时默认继承了这个接口中的默认方法;OverridableImpl类也实现了这个接口,但覆写了该接口的默认方法,并提供了一个不同的实现。 Java 8带来的另一个有趣的特性是在接口中可以定义静态方法,例子代码如下: private interface DefaulableFactory { // Interfaces now allow static methods static Defaulable create( Supplier< Defaulable > supplier ) { return supplier.get(); } } 下面的代码片段整合了默认方法和静态方法的使用场景: public static void main( String[] args ) { Defaulable defaulable = DefaulableFactory.create( DefaultableImpl::new ); System.out.println( defaulable.notRequired() ); defaulable = DefaulableFactory.create( OverridableImpl::new ); System.out.println( defaulable.notRequired() ); } 这段代码的输出结果如下: Default implementation Overridden implementation 由于JVM上的默认方法的实现在字节码层面提供了支持,因此效率非常高。默认方法允许在不打破现有继承体系的基础上改进接口。该特性在官方库中的应用是:给java.util.Collection接口添加新方法,如stream()、parallelStream()、forEach()和removeIf()等等。 尽管默认方法有这么多好处,但在实际开发中应该谨慎使用:在复杂的继承体系中,默认方法可能引起歧义和编译错误。如果你想了解更多细节,可以参考官方文档。 2.3 方法引用 方法引用使得开发者可以直接引用现存的方法、Java类的构造方法或者实例对象。方法引用和Lambda表达式配合使用,使得java类的构造方法看起来紧凑而简洁,没有很多复杂的模板代码。 西门的例子中,Car类是不同方法引用的例子,可以帮助读者区分四种类型的方法引用。 public static class Car { public static Car create( final Supplier< Car > supplier ) { return supplier.get(); } public static void collide( final Car car ) { System.out.println( "Collided " + car.toString() ); } public void follow( final Car another ) { System.out.println( "Following the " + another.toString() ); } public void repair() { System.out.println( "Repaired " + this.toString() ); } } 第一种方法引用的类型是构造器引用,语法是Class::new,或者更一般的形式:Class ::new。注意:这个构造器没有参数。 final Car car = Car.create( Car::new ); final List< Car > cars = Arrays.asList( car ); 第二种方法引用的类型是静态方法引用,语法是Class::static_method。注意:这个方法接受一个Car类型的参数。 cars.forEach( Car::collide ); 第三种方法引用的类型是某个类的成员方法的引用,语法是Class::method,注意,这个方法没有定义入参: cars.forEach( Car::repair ); 第四种方法引用的类型是某个实例对象的成员方法的引用,语法是instance::method。注意:这个方法接受一个Car类型的参数: final Car police = Car.create( Car::new ); cars.forEach( police::follow ); 运行上述例子,可以在控制台看到如下输出(Car实例可能不同): Collided com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197d Repaired com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197d Following the com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197d 如果想了解和学习更详细的内容,可以参考官方文档 2.4 重复注解 自从Java 5中引入注解以来,这个特性开始变得非常流行,并在各个框架和项目中被广泛使用。不过,注解有一个很大的限制是:在同一个地方不能多次使用同一个注解。Java 8打破了这个限制,引入了重复注解的概念,允许在同一个地方多次使用同一个注解。 在Java 8中使用@Repeatable注解定义重复注解,实际上,这并不是语言层面的改进,而是编译器做的一个trick,底层的技术仍然相同。可以利用下面的代码说明: package com.javacodegeeks.java8.repeatable.annotations; import java.lang.annotation.ElementType; import java.lang.annotation.Repeatable; import java.lang.annotation.Retention; import java.lang.annotation.RetentionPolicy; import java.lang.annotation.Target; public class RepeatingAnnotations { @Target( ElementType.TYPE ) @Retention( RetentionPolicy.RUNTIME ) public @interface Filters { Filter[] value(); } @Target( ElementType.TYPE ) @Retention( RetentionPolicy.RUNTIME ) @Repeatable( Filters.class ) public @interface Filter { String value(); }; @Filter( "filter1" ) @Filter( "filter2" ) public interface Filterable { } public static void main(String[] args) { for( Filter filter: Filterable.class.getAnnotationsByType( Filter.class ) ) { System.out.println( filter.value() ); } } } 正如我们所见,这里的Filter类使用@Repeatable(Filters.class)注解修饰,而Filters是存放Filter注解的容器,编译器尽量对开发者屏蔽这些细节。这样,Filterable接口可以用两个Filter注解注释(这里并没有提到任何关于Filters的信息)。 另外,反射API提供了一个新的方法:getAnnotationsByType(),可以返回某个类型的重复注解,例如Filterable.class.getAnnoation(Filters.class)将返回两个Filter实例,输出到控制台的内容如下所示: filter1 filter2 如果你希望了解更多内容,可以参考官方文档。 2.5 更好的类型推断 Java 8编译器在类型推断方面有很大的提升,在很多场景下编译器可以推导出某个参数的数据类型,从而使得代码更为简洁。例子代码如下: package com.javacodegeeks.java8.type.inference; public class Value< T > { public static< T > T defaultValue() { return null; } public T getOrDefault( T value, T defaultValue ) { return ( value != null ) ? value : defaultValue; } } 下列代码是Value 类型的应用: package com.javacodegeeks.java8.type.inference; public class TypeInference { public static void main(String[] args) { final Value< String > value = new Value<>(); value.getOrDefault( "22", Value.defaultValue() ); } } 参数Value.defaultValue()的类型由编译器推导得出,不需要显式指明。在Java 7中这段代码会有编译错误,除非使用Value. defaultValue()。 2.6 拓宽注解的应用场景 Java 8拓宽了注解的应用场景。现在,注解几乎可以使用在任何元素上:局部变量、接口类型、超类和接口实现类,甚至可以用在函数的异常定义上。下面是一些例子: package com.javacodegeeks.java8.annotations; import java.lang.annotation.ElementType; import java.lang.annotation.Retention; import java.lang.annotation.RetentionPolicy; import java.lang.annotation.Target; import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; public class Annotations { @Retention( RetentionPolicy.RUNTIME ) @Target( { ElementType.TYPE_USE, ElementType.TYPE_PARAMETER } ) public @interface NonEmpty { } public static class Holder< @NonEmpty T > extends @NonEmpty Object { public void method() throws @NonEmpty Exception { } } @SuppressWarnings( "unused" ) public static void main(String[] args) { final Holder< String > holder = new @NonEmpty Holder< String >(); @NonEmpty Collection< @NonEmpty String > strings = new ArrayList<>(); } } ElementType.TYPE_USER和ElementType.TYPE_PARAMETER是Java 8新增的两个注解,用于描述注解的使用场景。Java 语言也做了对应的改变,以识别这些新增的注解。 Java编译器的新特性 3.1 参数名称 为了在运行时获得Java程序中方法的参数名称,老一辈的Java程序员必须使用不同方法,例如Paranamer liberary。Java 8终于将这个特性规范化,在语言层面(使用反射API和Parameter.getName()方法)和字节码层面(使用新的javac编译器以及-parameters参数)提供支持。 package com.javacodegeeks.java8.parameter.names; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.Parameter; public class ParameterNames { public static void main(String[] args) throws Exception { Method method = ParameterNames.class.getMethod( "main", String[].class ); for( final Parameter parameter: method.getParameters() ) { System.out.println( "Parameter: " + parameter.getName() ); } } } 在Java 8中这个特性是默认关闭的,因此如果不带-parameters参数编译上述代码并运行,则会输出如下结果: Parameter: arg0 如果带-parameters参数,则会输出如下结果(正确的结果): Parameter: args 如果你使用Maven进行项目管理,则可以在maven-compiler-plugin编译器的配置项中配置-parameters参数: org.apache.maven.plugins maven-compiler-plugin 3.1 -parameters 1.8 1.8 4. Java官方库的新特性 Java 8增加了很多新的工具类(date/time类),并扩展了现存的工具类,以支持现代的并发编程、函数式编程等。 4.1 Optional Java应用中最常见的bug就是空值异常。在Java 8之前,Google Guava引入了Optionals类来解决NullPointerException,从而避免源码被各种null检查污染,以便开发者写出更加整洁的代码。Java 8也将Optional加入了官方库。 Optional仅仅是一个容易:存放T类型的值或者null。它提供了一些有用的接口来避免显式的null检查,可以参考Java 8官方文档了解更多细节。 接下来看一点使用Optional的例子:可能为空的值或者某个类型的值: Optional< String > fullName = Optional.ofNullable( null ); System.out.println( "Full Name is set? " + fullName.isPresent() ); System.out.println( "Full Name: " + fullName.orElseGet( () -> "[none]" ) ); System.out.println( fullName.map( s -> "Hey " + s + "!" ).orElse( "Hey Stranger!" ) ); 如果Optional实例持有一个非空值,则isPresent()方法返回true,否则返回false;orElseGet()方法,Optional实例持有null,则可以接受一个lambda表达式生成的默认值;map()方法可以将现有的Opetional实例的值转换成新的值;orElse()方法与orElseGet()方法类似,但是在持有null的时候返回传入的默认值。 上述代码的输出结果如下: Full Name is set? false Full Name: [none] Hey Stranger! 再看下另一个简单的例子: Optional< String > firstName = Optional.of( "Tom" ); System.out.println( "First Name is set? " + firstName.isPresent() ); System.out.println( "First Name: " + firstName.orElseGet( () -> "[none]" ) ); System.out.println( firstName.map( s -> "Hey " + s + "!" ).orElse( "Hey Stranger!" ) ); System.out.println(); 这个例子的输出是: First Name is set? true First Name: Tom Hey Tom! 如果想了解更多的细节,请参考官方文档。 4.2 Streams 新增的Stream API(java.util.stream)将生成环境的函数式编程引入了Java库中。这是目前为止最大的一次对Java库的完善,以便开发者能够写出更加有效、更加简洁和紧凑的代码。 Steam API极大得简化了集合操作(后面我们会看到不止是集合),首先看下这个叫Task的类: public class Streams { private enum Status { OPEN, CLOSED }; private static final class Task { private final Status status; private final Integer points; Task( final Status status, final Integer points ) { this.status = status; this.points = points; } public Integer getPoints() { return points; } public Status getStatus() { return status; } @Override public String toString() { return String.format( "[%s, %d]", status, points ); } } } Task类有一个分数(或伪复杂度)的概念,另外还有两种状态:OPEN或者CLOSED。现在假设有一个task集合: final Collection< Task > tasks = Arrays.asList( new Task( Status.OPEN, 5 ), new Task( Status.OPEN, 13 ), new Task( Status.CLOSED, 8 ) ); 首先看一个问题:在这个task集合中一共有多少个OPEN状态的点?在Java 8之前,要解决这个问题,则需要使用foreach循环遍历task集合;但是在Java 8中可以利用steams解决:包括一系列元素的列表,并且支持顺序和并行处理。 // Calculate total points of all active tasks using sum() final long totalPointsOfOpenTasks = tasks .stream() .filter( task -> task.getStatus() == Status.OPEN ) .mapToInt( Task::getPoints ) .sum(); System.out.println( "Total points: " + totalPointsOfOpenTasks ); 运行这个方法的控制台输出是: Total points: 18 这里有很多知识点值得说。首先,tasks集合被转换成steam表示;其次,在steam上的filter操作会过滤掉所有CLOSED的task;第三,mapToInt操作基于每个task实例的Task::getPoints方法将task流转换成Integer集合;最后,通过sum方法计算总和,得出最后的结果。 在学习下一个例子之前,还需要记住一些steams(点此更多细节)的知识点。Steam之上的操作可分为中间操作和晚期操作。 中间操作会返回一个新的steam——执行一个中间操作(例如filter)并不会执行实际的过滤操作,而是创建一个新的steam,并将原steam中符合条件的元素放入新创建的steam。 晚期操作(例如forEach或者sum),会遍历steam并得出结果或者附带结果;在执行晚期操作之后,steam处理线已经处理完毕,就不能使用了。在几乎所有情况下,晚期操作都是立刻对steam进行遍历。 steam的另一个价值是创造性地支持并行处理(parallel processing)。对于上述的tasks集合,我们可以用下面的代码计算所有任务的点数之和: // Calculate total points of all tasks final double totalPoints = tasks .stream() .parallel() .map( task -> task.getPoints() ) // or map( Task::getPoints ) .reduce( 0, Integer::sum ); System.out.println( "Total points (all tasks): " + totalPoints ); 这里我们使用parallel方法并行处理所有的task,并使用reduce方法计算最终的结果。控制台输出如下: Total points(all tasks): 26.0 对于一个集合,经常需要根据某些条件对其中的元素分组。利用steam提供的API可以很快完成这类任务,代码如下: // Group tasks by their status final Map< Status, List< Task > > map = tasks .stream() .collect( Collectors.groupingBy( Task::getStatus ) ); System.out.println( map ); 控制台的输出如下: {CLOSED=[[CLOSED, 8]], OPEN=[[OPEN, 5], [OPEN, 13]]} 最后一个关于tasks集合的例子问题是:如何计算集合中每个任务的点数在集合中所占的比重,具体处理的代码如下: // Calculate the weight of each tasks (as percent of total points) final Collection< String > result = tasks .stream() // Stream< String > .mapToInt( Task::getPoints ) // IntStream .asLongStream() // LongStream .mapToDouble( points -> points / totalPoints ) // DoubleStream .boxed() // Stream< Double > .mapToLong( weigth -> ( long )( weigth * 100 ) ) // LongStream .mapToObj( percentage -> percentage + "%" ) // Stream< String> .collect( Collectors.toList() ); // List< String > System.out.println( result ); 控制台输出结果如下: [19%, 50%, 30%] 最后,正如之前所说,Steam API不仅可以作用于Java集合,传统的IO操作(从文件或者网络一行一行得读取数据)可以受益于steam处理,这里有一个小例子: final Path path = new File( filename ).toPath(); try( Stream< String > lines = Files.lines( path, StandardCharsets.UTF_8 ) ) { lines.onClose( () -> System.out.println("Done!") ).forEach( System.out::println ); } Stream的方法onClose 返回一个等价的有额外句柄的Stream,当Stream的close()方法被调用的时候这个句柄会被执行。Stream API、Lambda表达式还有接口默认方法和静态方法支持的方法引用,是Java 8对软件开发的现代范式的响应。 4.3 Date/Time API(JSR 310) Java 8引入了新的Date-Time API(JSR 310)来改进时间、日期的处理。时间和日期的管理一直是最令Java开发者痛苦的问题。java.util.Date和后来的java.util.Calendar一直没有解决这个问题(甚至令开发者更加迷茫)。 因为上面这些原因,诞生了第三方库Joda-Time,可以替代Java的时间管理API。Java 8中新的时间和日期管理API深受Joda-Time影响,并吸收了很多Joda-Time的精华。新的java.time包包含了所有关于日期、时间、时区、Instant(跟日期类似但是精确到纳秒)、duration(持续时间)和时钟操作的类。新设计的API认真考虑了这些类的不变性(从java.util.Calendar吸取的教训),如果某个实例需要修改,则返回一个新的对象。 我们接下来看看java.time包中的关键类和各自的使用例子。首先,Clock类使用时区来返回当前的纳秒时间和日期。Clock可以替代System.currentTimeMillis()和TimeZone.getDefault()。 // Get the system clock as UTC offset final Clock clock = Clock.systemUTC(); System.out.println( clock.instant() ); System.out.println( clock.millis() ); 这个例子的输出结果是: 2014-04-12T15:19:29.282Z 1397315969360 第二,关注下LocalDate和LocalTime类。LocalDate仅仅包含ISO-8601日历系统中的日期部分;LocalTime则仅仅包含该日历系统中的时间部分。这两个类的对象都可以使用Clock对象构建得到。 // Get the local date and local time final LocalDate date = LocalDate.now(); final LocalDate dateFromClock = LocalDate.now( clock ); System.out.println( date ); System.out.println( dateFromClock ); // Get the local date and local time final LocalTime time = LocalTime.now(); final LocalTime timeFromClock = LocalTime.now( clock ); System.out.println( time ); System.out.println( timeFromClock ); 上述例子的输出结果如下: 2014-04-12 2014-04-12 11:25:54.568 15:25:54.568 LocalDateTime类包含了LocalDate和LocalTime的信息,但是不包含ISO-8601日历系统中的时区信息。这里有一些关于LocalDate和LocalTime的例子: // Get the local date/time final LocalDateTime datetime = LocalDateTime.now(); final LocalDateTime datetimeFromClock = LocalDateTime.now( clock ); System.out.println( datetime ); System.out.println( datetimeFromClock ); 上述这个例子的输出结果如下: 2014-04-12T11:37:52.309 2014-04-12T15:37:52.309 如果你需要特定时区的data/time信息,则可以使用ZoneDateTime,它保存有ISO-8601日期系统的日期和时间,而且有时区信息。下面是一些使用不同时区的例子: // Get the zoned date/time final ZonedDateTime zonedDatetime = ZonedDateTime.now(); final ZonedDateTime zonedDatetimeFromClock = ZonedDateTime.now( clock ); final ZonedDateTime zonedDatetimeFromZone = ZonedDateTime.now( ZoneId.of( "America/Los_Angeles" ) ); System.out.println( zonedDatetime ); System.out.println( zonedDatetimeFromClock ); System.out.println( zonedDatetimeFromZone ); 这个例子的输出结果是: 2014-04-12T11:47:01.017-04:00[America/New_York] 2014-04-12T15:47:01.017Z 2014-04-12T08:47:01.017-07:00[America/Los_Angeles] 最后看下Duration类,它持有的时间精确到秒和纳秒。这使得我们可以很容易得计算两个日期之间的不同,例子代码如下: // Get duration between two dates final LocalDateTime from = LocalDateTime.of( 2014, Month.APRIL, 16, 0, 0, 0 ); final LocalDateTime to = LocalDateTime.of( 2015, Month.APRIL, 16, 23, 59, 59 ); final Duration duration = Duration.between( from, to ); System.out.println( "Duration in days: " + duration.toDays() ); System.out.println( "Duration in hours: " + duration.toHours() ); 这个例子用于计算2014年4月16日和2015年4月16日之间的天数和小时数,输出结果如下: Duration in days: 365 Duration in hours: 8783 对于Java 8的新日期时间的总体印象还是比较积极的,一部分是因为Joda-Time的积极影响,另一部分是因为官方终于听取了开发人员的需求。如果希望了解更多细节,可以参考官方文档。 4.4 Nashorn JavaScript引擎 Java 8提供了新的Nashorn JavaScript引擎,使得我们可以在JVM上开发和运行JS应用。Nashorn JavaScript引擎是javax.script.ScriptEngine的另一个实现版本,这类Script引擎遵循相同的规则,允许Java和JavaScript交互使用,例子代码如下: ScriptEngineManager manager = new ScriptEngineManager(); ScriptEngine engine = manager.getEngineByName( "JavaScript" ); System.out.println( engine.getClass().getName() ); System.out.println( "Result:" + engine.eval( "function f() { return 1; }; f() + 1;" ) ); 这个代码的输出结果如下: jdk.nashorn.api.scripting.NashornScriptEngine Result: 2 4.5 Base64 对Base64编码的支持已经被加入到Java 8官方库中,这样不需要使用第三方库就可以进行Base64编码,例子代码如下: package com.javacodegeeks.java8.base64; import java.nio.charset.StandardCharsets; import java.util.Base64; public class Base64s { public static void main(String[] args) { final String text = "Base64 finally in Java 8!"; final String encoded = Base64 .getEncoder() .encodeToString( text.getBytes( StandardCharsets.UTF_8 ) ); System.out.println( encoded ); final String decoded = new String( Base64.getDecoder().decode( encoded ), StandardCharsets.UTF_8 ); System.out.println( decoded ); } } 这个例子的输出结果如下: QmFzZTY0IGZpbmFsbHkgaW4gSmF2YSA4IQ== Base64 finally in Java 8! 新的Base64API也支持URL和MINE的编码解码。 (Base64.getUrlEncoder() / Base64.getUrlDecoder(), Base64.getMimeEncoder() / Base64.getMimeDecoder())。 4.6 并行数组 Java8版本新增了很多新的方法,用于支持并行数组处理。最重要的方法是parallelSort(),可以显著加快多核机器上的数组排序。下面的例子论证了parallexXxx系列的方法: package com.javacodegeeks.java8.parallel.arrays; import java.util.Arrays; import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom; public class ParallelArrays { public static void main( String[] args ) { long[] arrayOfLong = new long [ 20000 ]; Arrays.parallelSetAll( arrayOfLong, index -> ThreadLocalRandom.current().nextInt( 1000000 ) ); Arrays.stream( arrayOfLong ).limit( 10 ).forEach( i -> System.out.print( i + " " ) ); System.out.println(); Arrays.parallelSort( arrayOfLong ); Arrays.stream( arrayOfLong ).limit( 10 ).forEach( i -> System.out.print( i + " " ) ); System.out.println(); } } 上述这些代码使用parallelSetAll()方法生成20000个随机数,然后使用parallelSort()方法进行排序。这个程序会输出乱序数组和排序数组的前10个元素。上述例子的代码输出的结果是: Unsorted: 591217 891976 443951 424479 766825 351964 242997 642839 119108 552378 Sorted: 39 220 263 268 325 607 655 678 723 793 4.7 并发性 基于新增的lambda表达式和steam特性,为Java 8中为java.util.concurrent.ConcurrentHashMap类添加了新的方法来支持聚焦操作;另外,也为java.util.concurrentForkJoinPool类添加了新的方法来支持通用线程池操作(更多内容可以参考我们的并发编程课程)。 Java 8还添加了新的java.util.concurrent.locks.StampedLock类,用于支持基于容量的锁——该锁有三个模型用于支持读写操作(可以把这个锁当做是java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock的替代者)。 在java.util.concurrent.atomic包中也新增了不少工具类,列举如下: DoubleAccumulator DoubleAdder LongAccumulator LongAdder 5. 新的Java工具 Java 8提供了一些新的命令行工具,这部分会讲解一些对开发者最有用的工具。 5.1 Nashorn引擎:jjs jjs是一个基于标准Nashorn引擎的命令行工具,可以接受js源码并执行。例如,我们写一个func.js文件,内容如下: function f() { return 1; }; print( f() + 1 ); 可以在命令行中执行这个命令:jjs func.js,控制台输出结果是: 2 如果需要了解细节,可以参考官方文档。 5.2 类依赖分析器:jdeps jdeps是一个相当棒的命令行工具,它可以展示包层级和类层级的Java类依赖关系,它以.class文件、目录或者Jar文件为输入,然后会把依赖关系输出到控制台。 我们可以利用jedps分析下Spring Framework库,为了让结果少一点,仅仅分析一个JAR文件:org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar。 jdeps org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar 这个命令会输出很多结果,我们仅看下其中的一部分:依赖关系按照包分组,如果在classpath上找不到依赖,则显示"not found". org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar -> C:\Program Files\Java\jdk1.8.0\jre\lib\rt.jar org.springframework.core (org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar) -> java.io -> java.lang -> java.lang.annotation -> java.lang.ref -> java.lang.reflect -> java.util -> java.util.concurrent -> org.apache.commons.logging not found -> org.springframework.asm not found -> org.springframework.asm.commons not found org.springframework.core.annotation (org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar) -> java.lang -> java.lang.annotation -> java.lang.reflect -> java.util 更多的细节可以参考官方文档。 JVM的新特性 使用Metaspace(JEP 122)代替持久代(PermGen space)。在JVM参数方面,使用-XX:MetaSpaceSize和-XX:MaxMetaspaceSize代替原来的-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize。 结论 通过为开发者提供很多能够提高生产力的特性,Java 8使得Java平台前进了一大步。现在还不太适合将Java 8应用在生产系统中,但是在之后的几个月中Java 8的应用率一定会逐步提高(PS:原文时间是2014年5月9日,现在在很多公司Java 8已经成为主流,我司由于体量太大,现在也在一点点上Java 8,虽然慢但是好歹在升级了)。作为开发者,现在应该学习一些Java 8的知识,为升级做好准备。 关于Spring:对于企业级开发,我们也应该关注Spring社区对Java 8的支持,可以参考这篇文章——Spring 4支持的Java 8新特性一览 参考资料 What’s New in JDK 8 The Java Tutorials WildFly 8, JDK 8, NetBeans 8, Java EE Java 8 Tutorial JDK 8 Command-line Static Dependency Checker The Illuminating Javadoc of JDK The Dark Side of Java 8 Installing Java™ 8 Support in Eclipse Kepler SR2 Java 8 Oracle Nashorn. A Next-Generation JavaScript Engine for the JVM 举报
游客2q7uranxketok 2021-02-08 10:54:06 0 浏览量 回答数 0

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