工具篇：介紹幾個好用的guava工具類

1 前言

平時我們都會封裝一些處理緩存或其他的小工具。但每個人都封裝一次，重復(fù)造輪子，有點費時間。有沒有一些好的工具庫推薦-guava。guava是谷歌基于java封裝好的開源庫，它的性能、實用性，比我們自己造的輪子更好，畢竟谷歌出品，下面介紹下幾個常用的guava工具類

• LoadingCache（本地緩存）

• Multimap 和 Multiset

• BiMap

• Table（表）

• Sets和Maps（交并差）

• EventBus（事件）

• StopWatch（秒表）

• Files（文件操作）

• RateLimiter（限流器）

• Guava Retry（重試）

2 guava的maven配置引入

<dependency>
　　<groupId>com.google.guava</groupId>
　　<artifactId>guava</artifactId>
　　<version>27.0-jre</version>
 </dependency>

3 LoadingCache

• LoadingCache 在實際場景中有著非常廣泛的使用，通常情況下如果遇到需要大量時間計算或者緩存值的場景，就應(yīng)當(dāng)將值保存到緩存中。LoadingCache 和 ConcurrentMap 類似，但又不盡相同。最大的不同是 ConcurrentMap 會永久的存儲所有的元素值直到他們被顯示的移除，但是 LoadingCache 會為了保持內(nèi)存使用合理會根據(jù)配置自動將過期值移除

• 通常情況下，Guava caching 適用于以下場景：

• 花費一些內(nèi)存來換取速度

• 一些 key 會被不止一次被調(diào)用

• 緩存內(nèi)容有限，不會超過內(nèi)存空間的值，Guava caches 不會存儲內(nèi)容到文件或者到服務(wù)器外部，如果有此類需求考慮使用 Memcached, Redis

• LoadingCache 不能緩存 null key

• CacheBuilder 構(gòu)造 LoadingCache 參數(shù)介紹

• LoadingCache V get(K key), 獲取緩存值，如果鍵不存在值，將調(diào)用CacheLoader的load方法加載新值到該鍵中

• 示例

LoadingCache<Integer,Long> cacheMap = CacheBuilder.newBuilder().initialCapacity(10)
    .concurrencyLevel(10)
    .expireAfterAccess(Duration.ofSeconds(10))
    .weakValues()
    .recordStats()
    .removalListener(new RemovalListener<Integer,Long>(){
        @Override
        public void onRemoval(RemovalNotification<Integer, Long> notification) {
            System.out.println(notification.getValue());
        }
    })
    .build(new CacheLoader<Integer,Long>(){
        @Override
        public Long load(Integer key) throws Exception {
            return System.currentTimeMillis();
        }
    });
cacheMap.get(1);

4 Multimap 和 MultiSet

• Multimap的特點其實就是可以包含有幾個重復(fù)Key的value，可以put進(jìn)入多個不同value但是相同的key，但是又不會覆蓋前面的內(nèi)容

• 示例

//Multimap: key-value  key可以重復(fù)，value也可重復(fù)
Multimap<String, String> multimap = ArrayListMultimap.create();
multimap.put("csc","1");
multimap.put("lwl","1");
multimap.put("csc","1");
multimap.put("lwl","one");
System.out.println(multimap.get("csc"));
System.out.println(multimap.get("lwl"));
---------------------------
[1, 1]
[1, one]

• MultiSet 有一個相對有用的場景，就是跟蹤每種對象的數(shù)量，所以可以用來進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計

• 示例

//MultiSet: 無序+可重復(fù)   count()方法獲取單詞的次數(shù)  增強了可讀性+操作簡單
Multiset<String> set = HashMultiset.create();
set.add("csc");
set.add("lwl");
set.add("csc");
System.out.println(set.size());
System.out.println(set.count("csc"));
---------------------------
3
2

5 BiMap

• BiMap的鍵必須唯一，值也必須唯一，可以實現(xiàn)value和key互轉(zhuǎn)

• 示例

BiMap<Integer,String> biMap = HashBiMap.create();
biMap.put(1,"lwl");
biMap.put(2,"csc");
BiMap<String, Integer> map = biMap.inverse(); // value和key互轉(zhuǎn)
map.forEach((v, k) -> System.out.println(v + "-" + k));

6 Table

• Table<R,C,V> table = HashBasedTable.create();，由泛型可以看出，table由雙主鍵R（行）,C（列）共同決定，V是存儲值

• 新增數(shù)據(jù)：table.put(R,C,V)

• 獲取數(shù)據(jù)：V v = table.get(R,C)

• 遍歷數(shù)據(jù): Set<R> set = table.rowKeySet(); Set<C> set = table.columnKeySet();

• 示例

// 雙鍵的Map Map--> Table-->rowKey+columnKey+value  
Table<String, String, Integer> tables = HashBasedTable.create();
tables.put("csc", "lwl", 1);
//row+column對應(yīng)的value
System.out.println(tables.get("csc","lwl"));

7 Sets和Maps

// 不可變集合的創(chuàng)建
ImmutableList<String> iList = ImmutableList.of("csc", "lwl");
ImmutableSet<String> iSet = ImmutableSet.of("csc", "lwl");
ImmutableMap<String, String> iMap = ImmutableMap.of("csc", "hello", "lwl", "world");

set的交集, 并集, 差集

HashSet setA = newHashSet(1, 2, 3, 4, 5);  
HashSet setB = newHashSet(4, 5, 6, 7, 8); 
//并集
SetView union = Sets.union(setA, setB);   
//差集 setA-setB
SetView difference = Sets.difference(setA, setB);  
//交集
SetView intersection = Sets.intersection(setA, setB);  

map的交集，并集，差集

HashMap<String, Integer> mapA = Maps.newHashMap();
mapA.put("a", 1);mapA.put("b", 2);mapA.put("c", 3);
HashMap<String, Integer> mapB = Maps.newHashMap();
mapB.put("b", 20);mapB.put("c", 3);mapB.put("d", 4);
MapDifference<String, Integer> mapDifference = Maps.difference(mapA, mapB);
//mapA 和 mapB 相同的 entry
System.out.println(mapDifference.entriesInCommon());
//mapA 和 mapB key相同的value不同的 entry
System.out.println(mapDifference.entriesDiffering());
//只存在 mapA 的 entry
System.out.println(mapDifference.entriesOnlyOnLeft());
//只存在 mapB 的 entry
System.out.println(mapDifference.entriesOnlyOnRight());;
-------------結(jié)果-------------
{c=3}
{b=(2, 20)}
{a=1}
{d=4}

8 EventBus

• EventBus是Guava的事件處理機制，是設(shè)計模式中的觀察者模式（生產(chǎn)/消費者編程模型）的優(yōu)雅實現(xiàn)。對于事件監(jiān)聽和發(fā)布訂閱模式

• EventBus內(nèi)部實現(xiàn)原理不復(fù)雜，EventBus內(nèi)部會維護(hù)一個Multimap<Class<?>, Subscriber> map，key就代表消息對應(yīng)的類(不同消息不同類，區(qū)分不同的消息)、value是一個Subscriber，Subscriber其實就是對應(yīng)消息處理者。如果有消息發(fā)布就去這個map里面找到這個消息對應(yīng)的Subscriber去執(zhí)行

• 使用示例

@Data
@AllArgsConstructor
public class OrderMessage {
    String message;
}
//使用 @Subscribe 注解,表明使用dealWithEvent 方法處理 OrderMessage類型對應(yīng)的消息
//可以注解多個方法,不同的方法 處理不同的對象消息
public class OrderEventListener {
    @Subscribe
    public void dealWithEvent(OrderMessage event) {
        System.out.println("內(nèi)容：" + event.getMessage());
    }
}
-------------------------------------
// new AsyncEventBus(String identifier, Executor executor);
EventBus eventBus = new EventBus("lwl"); 
eventBus.register(new OrderEventListener());
// 發(fā)布消息
eventBus.post(new OrderMessage("csc"));

9 StopWatch

Stopwatch stopwatch = Stopwatch.createStarted();
for(int i=0; i<100000; i++){
    // do some thing
}
long nanos = stopwatch.elapsed(TimeUnit.MILLISECONDS);
System.out.println("邏輯代碼運行耗時："+nanos);

10 Files文件操作

• 數(shù)據(jù)寫入

File newFile = new File("D:/text.txt");
Files.write("this is a test".getBytes(), newFile);
//再次寫入會把之前的內(nèi)容沖掉
Files.write("csc".getBytes(), newFile);
//追加寫
Files.append("lwl", newFile, Charset.defaultCharset());

• 文本數(shù)據(jù)讀取

File newFile = new File("E:/text.txt");
List<String> lines = Files.readLines(newFile, Charset.defaultCharset());

• 其他操作

11 RateLimiter

//RateLimiter 構(gòu)造方法，每秒限流permitsPerSecond
public static RateLimiter create(double permitsPerSecond) 
//每秒限流 permitsPerSecond，warmupPeriod 則是數(shù)據(jù)初始預(yù)熱時間，從第一次acquire 或 tryAcquire 執(zhí)行開時計算
public static RateLimiter create(double permitsPerSecond, Duration warmupPeriod)
//獲取一個令牌，阻塞，返回阻塞時間
public double acquire()
//獲取 permits 個令牌，阻塞，返回阻塞時間
public double acquire(int permits)
//獲取一個令牌，超時返回
public boolean tryAcquire(Duration timeout)
////獲取 permits 個令牌，超時返回
public boolean tryAcquire(int permits, Duration timeout)

• 使用示例

RateLimiter limiter = RateLimiter.create(2, 3, TimeUnit.SECONDS);
System.out.println("get one permit cost time: " + limiter.acquire(1) + "s");
System.out.println("get one permit cost time: " + limiter.acquire(1) + "s");
System.out.println("get one permit cost time: " + limiter.acquire(1) + "s");
System.out.println("get one permit cost time: " + limiter.acquire(1) + "s");
System.out.println("get one permit cost time: " + limiter.acquire(1) + "s");
System.out.println("get one permit cost time: " + limiter.acquire(1) + "s");
System.out.println("get one permit cost time: " + limiter.acquire(1) + "s");
System.out.println("get one permit cost time: " + limiter.acquire(1) + "s");
---------------  結(jié)果 -------------------------
get one permit cost time: 0.0s
get one permit cost time: 1.331672s
get one permit cost time: 0.998392s
get one permit cost time: 0.666014s
get one permit cost time: 0.498514s
get one permit cost time: 0.498918s
get one permit cost time: 0.499151s
get one permit cost time: 0.488548s

• 因為RateLimiter滯后處理的，所以第一次無論取多少都是零秒

• 可以看到前四次的acquire，花了三秒時間去預(yù)熱數(shù)據(jù)，在第五次到第八次的acquire耗時趨于平滑

12 Guava Retry

• maven引入

<dependency>
  <groupId>com.github.rholder</groupId>
  <artifactId>guava-retrying</artifactId>
  <version>2.0.0</version>
</dependency>

• RetryerBuilder 構(gòu)造方法

Retryer<Boolean> retryer = RetryerBuilder.<Boolean>newBuilder()
    .retryIfException()
    .retryIfResult(Predicates.equalTo(false))
    .withAttemptTimeLimiter(AttemptTimeLimiters.fixedTimeLimit(1, TimeUnit.SECONDS))
    .withStopStrategy(StopStrategies.stopAfterAttempt(5))
    .build();
//Retryer調(diào)用                
retryer.call(() -> true);

• spring也有對應(yīng)的重試機制，相關(guān)文章可以看看重試框架Guava-Retry和spring-Retry^[1]歡迎指正文中錯誤（故事純屬虛構(gòu)，如有雷同純屬巧合）

13 參考文章

• Google guava工具類的介紹和使用^[2]
• 重試框架Guava-Retry和spring-Retry^[3]
• 超詳細(xì)的Guava RateLimiter限流原理解析^[4]

參考資料

好文章，我在看??