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01、前世今生

你好呀，我是 Guava。

1995 年的時(shí)候，我的“公明”哥哥——Java 出生了。經(jīng)過(guò) 20 年的發(fā)展，他已經(jīng)成為世界上最流行的編程語(yǔ)言了，請(qǐng)?jiān)试S我有失公允的把“之一”給去了。

雖然他時(shí)常遭受著各種各樣的吐槽，但他始終沒有停下前進(jìn)的腳步。除了他本身的不斷進(jìn)化，圍繞著他的大大小小的兄弟們也在不斷地更新迭代。我正是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生的，我簡(jiǎn)單易用，對(duì)我大哥是一個(gè)非常好的補(bǔ)充，可以說(shuō)，只要你有使用我哥作為開發(fā)語(yǔ)言的項(xiàng)目，幾乎都能看到我的身影。

我由 Google 公司開源，目前在 GitHub 上已經(jīng)有 39.9k 的鐵粉了，由此可以證明我的受歡迎程度。

我的身體里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] 、并發(fā)庫(kù) [concurrency libraries] 、通用注解 [common annotations] 、字符串處理 [string processing] 、I/O 等。新版的 JDK 中已經(jīng)直接把我引入了，可想而知我有多優(yōu)秀，忍不住驕傲了。

這么說(shuō)吧，學(xué)好如何使用我，能讓你在編程中變得更快樂，寫出更優(yōu)雅的代碼!

02、引入 Guava

如果你要在 Maven 項(xiàng)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(diǎn)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(shuō)過(guò)一句話：“null 真糟糕”。Tony Hoare，圖靈獎(jiǎng)得主、快速排序算法的作者，當(dāng)然也是 null 的創(chuàng)建者，也曾說(shuō)過(guò)類似的話：“null 的使用，讓我損失了十億美元。”鑒于此，我用 Optional 來(lái)表示可能為 null 的對(duì)象。

代碼示例如下所示。

Optional<Integer> possible = Optional.of(5); 
possible.isPresent(); // returns true 
possible.get(); // returns 5 

我大哥在 JDK 8 中新增了 Optional 類，顯然是從我這借鑒過(guò)去的，不過(guò)他的和我的有些不同。

• 我的 Optional 是 abstract 的，意味著我可以有子類對(duì)象;我大哥的是 final 的，意味著沒有子類對(duì)象。
• 我的 Optional 實(shí)現(xiàn)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(yǔ)義，增加了可讀性，最大的優(yōu)點(diǎn)在于它是一種傻瓜式的防護(hù)。Optional 迫使你積極思考引用缺失的情況，因?yàn)槟惚仨氾@式地從 Optional 獲取引用。

除了 Optional 之外，我還提供了：

• 參數(shù)校驗(yàn)
• 常見的 Object 方法，比如說(shuō) Objects.equals、Objects.hashCode，JDK 7 引入的 Objects 類提供同樣的方法，當(dāng)然也是從我這借鑒的靈感。
• 更強(qiáng)大的比較器

04、集合

首先我來(lái)說(shuō)一下，為什么需要不可變集合。

• 保證線程安全。在并發(fā)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(qiáng)了并發(fā)時(shí)的效率(跟并發(fā)鎖方式相比)。
• 如果一個(gè)對(duì)象不需要支持修改操作，不可變的集合將會(huì)節(jié)省空間和時(shí)間的開銷。
• 可以當(dāng)作一個(gè)常量來(lái)對(duì)待，并且集合中的對(duì)象在以后也不會(huì)被改變。

與 JDK 中提供的不可變集合相比，我提供的 Immutable 才是真正的不可變，我為什么這么說(shuō)呢?來(lái)看下面這個(gè)示例。

下面的代碼利用 JDK 的 Collections.unmodifiableList(list) 得到一個(gè)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("馬云"); 

運(yùn)行代碼將會(huì)出現(xiàn)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(zhí)行 unmodifiableList.add() 的時(shí)候拋出了 UnsupportedOperationException 異常，說(shuō)明 Collections.unmodifiableList() 返回了一個(gè)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("馬云"); 

再次執(zhí)行的話，程序并沒有報(bào)錯(cuò)，并且你會(huì)發(fā)現(xiàn) unmodifiableList 中真的多了一個(gè)元素。說(shuō)明什么呢?

Collections.unmodifiableList(…) 實(shí)現(xiàn)的不是真正的不可變集合，當(dāng)原始集合被修改后，不可變集合里面的元素也是跟著發(fā)生變化。

我就不會(huì)犯這種錯(cuò)，來(lái)看下面的代碼。

List<String> stringArrayList = Lists.newArrayList("雷軍","喬布斯"); 
ImmutableList<String> immutableList = ImmutableList.copyOf(stringArrayList); 
immutableList.add("馬云"); 

嘗試 immutableList.add() 的時(shí)候會(huì)拋出 UnsupportedOperationException。我在源碼中已經(jīng)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(shí)候 immutableList 并不會(huì)因此而發(fā)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(shuō)：

• Multiset，可以多次添加相等的元素。當(dāng)把 Multiset 看成普通的 Collection 時(shí)，它表現(xiàn)得就像無(wú)序的 ArrayList;當(dāng)把 Multiset 看作 Map
• Multimap，可以很容易地把一個(gè)鍵映射到多個(gè)值。
• BiMap，一種特殊的 Map，可以用 inverse() 反轉(zhuǎn)BiMap

05、字符串處理

字符串表示字符的不可變序列，創(chuàng)建后就不能更改。在我們?nèi)粘５墓ぷ髦?，字符串的使用非常頻繁，熟練的對(duì)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(lái)。下面的代碼將會(huì)返回“雷軍; 喬布斯”，你可以使用 useForNull(String) 方法用某個(gè)字符串來(lái)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(jìn)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(chǎng)景下都是相當(dāng)有用的。你應(yīng)該知道，檢索一個(gè)值的代價(jià)很高，尤其是需要不止一次獲取值的時(shí)候，就應(yīng)當(dāng)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(qū)別是 ConcurrentMap 會(huì)一直保存所有添加的元素，直到顯式地移除。相對(duì)地，我提供的 Cache 為了限制內(nèi)存占用，通常都設(shè)定為自動(dòng)回收元素。

如果你愿意消耗一些內(nèi)存空間來(lái)提升速度，你能預(yù)料到某些鍵會(huì)被查詢一次以上，緩存中存放的數(shù)據(jù)總量不會(huì)超出內(nèi)存容量，就可以使用 Cache。

來(lái)個(gè)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(huì)調(diào)用這里 
        @Override 
        public Animal load(String s) { 
            return null; 
        } 
    }; 
    LoadingCache<String, Animal> loadingCache = CacheBuilder.newBuilder() 
        .maximumSize(1000) // 容量 
        .expireAfterWrite(3, TimeUnit.SECONDS) // 過(guò)期時(shí)間 
        .removalListener(new MyRemovalListener()) // 失效監(jiān)聽器 
        .build(cacheLoader); // 
    loadingCache.put("狗", new Animal("旺財(cái)", 1)); 
    loadingCache.put("貓", new Animal("湯姆", 3)); 
    loadingCache.put("狼", new Animal("灰太狼", 4)); 
 
    loadingCache.invalidate("貓"); // 手動(dòng)失效 
 
    Animal animal = loadingCache.get("狼"); 
    System.out.println(animal); 
    Thread.sleep(4 * 1000); 
    // 狼已經(jīng)自動(dòng)過(guò)去，獲取為 null 值報(bào)錯(cuò) 
    System.out.println(loadingCache.get("狼")); 
} 
 
/** 
 * 緩存移除監(jiān)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(gè)方法會(huì)在查詢緩存沒有命中時(shí)被調(diào)用，我這里直接返回了 null，其實(shí)這樣會(huì)在沒有命中時(shí)拋出 CacheLoader returned null for key 異常信息。

MyRemovalListener 作為緩存元素失效時(shí)的監(jiān)聽類，在有元素緩存失效時(shí)會(huì)自動(dòng)調(diào)用 onRemoval 方法，這里需要注意的是這個(gè)方法是同步方法，如果這里耗時(shí)較長(zhǎng)，會(huì)阻塞直到處理完成。

LoadingCache 就是緩存的主要操作對(duì)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(rèn)為最常用的功能，作為 Google 公司開源的 Java 開發(fā)核心庫(kù)，個(gè)人覺得實(shí)用性還是很高的(不然呢?嘿嘿嘿)。引入到你的項(xiàng)目后不僅能快速的實(shí)現(xiàn)一些開發(fā)中常用的功能，而且還可以讓代碼更加的優(yōu)雅簡(jiǎn)潔。

我覺得適用于每一個(gè) Java 項(xiàng)目，至于其他的一些功能，比如說(shuō)散列、事件總線、數(shù)學(xué)運(yùn)算、反射，就等待你去發(fā)掘了。