Java8的几个实用新特性

java教程 3月前 0 5

1.延迟队列

【Delay Queue】

如您所知，Java 中有许多类型的集合可用。但你听说了DelayQueue吗？它是一种特定类型的 Java 集合，它允许我们根据元素的延迟时间对元素进行排序。老实说，这是一门非常有趣的课。尽管 DelayQueue该类是 Java 集合的成员，但它属于 java.util.concurrent 包。它实现了BlockingQueue接口。只有当元素的时间到期时，才能从队列中取出元素。

为了使用它，首先在类里面需要实现接口中的getDelay方法Delayed。它不必是一个类——你也可以使用 Java Record。

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);
}

}

假设我们想推迟元素10秒。我们只需要设置当前时间增加了10秒DelayedEvent类。

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());

上面可见代码的输出是什么？让我们来看看。

2.时间格式的天数

【Period of Days in Time Format】

Java 8 改进了很多时间处理 API。从这个版本的 Java 开始，在大多数情况下，可能不必使用任何额外的库，如 Joda Time。你能想象从 Java 16 开始，你甚至可以使用标准格式化程序来表示一天中的时段，例如“早上”或“下午”？有一种称为 B 的新格式模式。

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

这是我的结果。当然结果取决于在一天中的时间。

3. 印戳锁

【StampedLock】

Java Concurrent 是最有趣的 Java 包之一。同时，它也是开发人员鲜为人知的一种，尤其是当他们主要使用 Web 框架时。有多少人曾经在 Java 中使用过锁？锁定是一种比“同步”块更灵活的线程同步机制。从 Java 8 开始，您可以使用一种称为“StampedLock”的新型锁。StampedLock 是使用 ReadWriteLock 的替代方法。它允许对读取操作进行乐观锁定。此外，它比 ReentrantReadWriteLock 具有更好的性能。

假设我们有两个线程。其中第一个更新余额，而第二个读取余额的当前值。为了更新余额，我们当然需要先读取它的当前值。我们在这里需要某种同步，假设第一个线程同时运行多次。第二个线程只是说明了如何使用乐观锁进行读取操作。

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，让我们通过同时运行两个线程 50 次来测试它。它应该按预期工作 – 余额的最终值为60000。

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

4. 并行累加器

【Concurrent accumulators】

锁并不是 Java Concurrent 包中唯一有趣的特性。另一种称为并发累加器。还有并发加法器，但它是一个非常相似的功能。LongAccumulator（也有DoubleAccumulator）使用提供的函数更新值。它允许我们在许多场景中实现无锁算法。当多个线程更新一个公共值时，通常最好使用 AtomicLong。

让我们看看它是如何工作的。为了创建它，您需要在构造函数中设置两个参数。第一个是用于计算累加结果的函数。通常，您会使用sum 方法。第二个参数表示我们的累加器的初始值。

现在，让我们使用初始值10000 创建LongAccumulator，然后从多个线程调用accumulate()方法。最终结果是什么？

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;

5. 十六进制格式

【Hex Format】

有时我们需要在十六进制格式的字符串、字节或字符之间进行转换。从 Java 17 开始，您可以使用 HexFormat 类。只需创建一个 HexFormat 实例，然后您就可以格式化例如输入 byte 到十六进制字符串的表。你也可以例如将输入的十六进制字符串解析为字节表，如下所示。

HexFormat format = HexFormat.of();

byte[] input = new byte[] {127, 0, -50, 105};
String hex = format.formatHex(input);
System.out.println(hex);

byte[] output = format.parseHex(hex);
assert Arrays.compare(input, output) == 0;

6. 数组的二分法检索

【Binary Search for Arrays】

假设我们想在排序表中插入一个新元素。Arrays.binarySearch() 返回搜索键的索引（如果包含）。否则，它返回一个i插入点，我们可以使用它来计算新键的索引：-(insertion point)-1。此外，binarySearch 方法是在 Java 中查找已排序数组中元素的最简单、最有效的方法。

示例如下，我们有一个输入表，其中四个元素按升序排列。我们想在此表中插入数字“3”。这是我们如何计算插入点的索引的方法。

int[] t = new int[] {1, 2, 4, 5};
int x = Arrays.binarySearch(t, 3);

assert ~x == 2;

7. 位图

【Bit Set】

如果我们需要对位数组执行一些操作怎么办？你会为此使用“boolean[]

？？有一种更有效和内存效率更高的方法来实现它。它是 BitSet 类。BitSet 类允许我们存储和操作位数组。与

boolean[] 相比，它消耗的内存少了 8 倍。我们可以对数组执行逻辑操作，例如and, or, xor`。

假设我们有两个输入位数组。我们想对它们执行xor 操作。事实上，只返回那些元素的操作，这些元素只插入一个数组，而不是另一个数组。为此，我们需要创建两个“BitSet”实例并在其中插入示例元素，如下所示。最后应该在 BitSet 实例之一上调用 xor 方法。它将第二个 BitSet实例作为参数。

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);

这是运行上面可见的代码后的结果。

8. 移相器

【Phaser】

和这里的其他一些例子一样，它也是 Java Concurrent 包的元素。它被称为“移相器”。它与更知名的 CountDownLatch 非常相似。但是，它提供了一些附加功能。它允许我们设置在继续执行之前需要等待的动态线程数。使用“Phaser”，定义的线程数需要在屏障上等待，然后才能进入下一步执行。多亏了这一点，我们可以协调执行的多个阶段。

在下面的示例中，我们设置了 50 个线程的屏障，以便在进入下一个执行阶段之前到达。然后我们创建一个线程，在Phaser 实例上调用方法arriveAndAwaitAdvance()。它阻塞线程，直到所有 50 个线程都不会到达屏障。然后它进入 phase-1 并调用方法 arriveAndAwaitAdvance()。

Phaser phaser = new Phaser(50);
Runnable r = () -> {
System.out.println(“phase-0”);
phaser.arriveAndAwaitAdvance();
System.out.println(“phase-1”);
phaser.arriveAndAwaitAdvance();
System.out.println(“phase-2”);
phaser.arriveAndDeregister();
};

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

这是执行上面可见的代码后的结果。