Java代码 8会给你的代码带来什么:一个实际的例子

ArrayList和Vector有什么区别?HashMap和HashTable有什么区别?StringBuilder和StringBuffer有什么区别?这些都是Java面试中常见的基础问题。面对这样的问题,回答是:ArrayList是非线程安全的,Vector是线程安全的;HashMap是非线程安全的,HashTable是线程安全的;StringBuilder是非线程安全的,StringBuffer是线程安全的。因为这是昨晚刚背的《Java面试题大全》上面写的。此时如果继续问:什么是线程安全?线程安全和非线程安全有什么区别?分别在什么情况下使用?这样一连串的问题,一口老血就喷出来了…

下面的代码,在主线程中new了一个非线程安全的ArrayList,然后开1000个线程分别向这个ArrayList里面添加元素,每个线程添加100个元素,等所有线程执行完成后,这个ArrayList的size应该是多少?应该是100000个?

// 用来让主线程等待threadCount个子线程执行完毕 // 主线程等待所有子线程执行完成,再向下执行 // 每个线程向List中添加100个元素

上面进行了10次测试(为什么要测试10次?因为非线程安全并不是每次都会导致问题)。

上面的输出结果发现,并不是每次测试结果都是100000,有好几次测试最后ArrayList的size小于100000,甚至时不时会抛出个IndexOutOfBoundsException异常。(如果没有这个现象可以多试几次)

这就是非线程安全带来的问题了。上面的代码如果用于生产环境,就会有隐患就会有BUG了。

再用线程安全的Vector来进行测试,上面代码改变一处,test()方法中

再多跑几次,发现都是100000,没有任何问题。因为Vector是线程安全的,在多线程操作同一个Vector对象时,不会有任何问题。

非线程安全是指多线程操作同一个对象可能会出现问题。而线程安全则是多线程操作同一个对象不会有问题。

线程安全必须要使用很多synchronized关键字来同步控制,所以必然会导致性能的降低。

所以在使用的时候,如果是多个线程操作同一个对象,那么使用线程安全的Vector;否则,就使用效率更高的ArrayList。

有人在使用过程中有一个不正确的观点:我的程序是多线程的,不能使用ArrayList要使用Vector,这样才安全。

非线程安全并不是多线程环境下就不能使用。注意我上面有说到:多线程操作同一个对象。注意是同一个对象。比如最上面那个模拟,就是在主线程中new的一个ArrayList然后多个线程操作同一个ArrayList对象。

如果是每个线程中new一个ArrayList,而这个ArrayList只在这一个线程中使用,那么肯定是没问题的。

线程安全是通过线程同步控制来实现的,也就是synchronized关键字。  

在这里,我用代码分别实现了一个非线程安全的计数器和线程安全的计数器Counter,并对他们分别进行了多线程测试。

// 用来让主线程等待threadCount个子线程执行完毕 // 主线程等待所有子线程执行完成,再向下执行

面的测试代码中,开启1000个线程,每个线程对计数器进行10000次累加,最终输出结果应该是。

但是上面代码中的Counter未进行同步控制,所以非线程安全。

稍加修改,把Counter改成线程安全的计数器:

上面只是在addCount()方法中加上了synchronized同步控制,就成为一个线程安全的计数器了。再执行程序。

  每当我告诉别人我一直在用 Java 工作时,大家的反应都是:

  “纳尼!Java?为啥是 Java?”

  说实话,本人刚开始的时候也是同样的反应。但是由于 Java 的类型安全,执行性能和坚如磐石的工具,我渐渐地开始欣赏 Java。同时我注意到,现在的 Java 已今非昔比——它在过去的 10 年间稳健地改善着。

  缘何是 Java?

  假设每天都用 Java 的想法还没有让君恶心到食不下咽,我在此重申 Java 已非你所了解的“吴下阿蒙”了。当 Python, Ruby, 和 Javascript 在“动态类型语言革命”?(我自己造的名词)中大放异彩时,Java 已经悄悄地借鉴了动态语言和函数式语言的很多吸引人的特性,同时保留了让 Java 和 JVM 晋级一流开发环境的先贤的努力成果。凭借大约 9 百万 Java 攻城狮的基层群体,Java 仍然是世界上最受欢迎的编程语言。我们不能仅仅因为 Java 的语法有一点点繁琐,就抹杀掉它所有的历史和开发工作。但是流行不等同于正确。下面我们就来看看是什么让 Java 如此大放异彩。

  Java 虚拟机(JVM) 已经诞生 20 年了。在此期间,它被部署在成千上万的系统上,历经了无数的漏洞修复和性能提升。JVM 的优点有以下几个方面。首先,JVM 完美支持日志和监控, 这使你可以很方便地监控小到单个线程的性能指标。JVM 有世界上最优化的垃圾回收器之一,你可以根据优化吞吐量等因素灵活选择垃圾回收算法。最后,Java 承诺的“write once, run anywhere”终于得已实现——你可以轻松地在任何架构上部署一个 Java 应用(大家还是承认 applet 从来没有过吧)。为什么用 Scala 和 Clojure 这样新式语言的聪明人会选择 JVM 作为他们的执行环境呢?——因为 JVM 为你的代码提供了一个无出其右的分发环境。抛弃像 JVM 这样坚如磐石的工具是非常不合理的。

  如果你需要做点什么,很可能已经有非常好用且经过测试的 Java 库在等着你。Java 库大部分都是成熟并用于实际生产开发的。Google, Amazon, LinkedIn, Twitter 和很多 Apache 项目都很倚重于 Java。如果你用了 Java,你可以参考这些库和公司,从而借鉴伟大的程序员先驱们的工作。

  Java 的类型系统,虽然有时很繁琐,但是这使得你可以写出“好用”的代码。不再有运行调试,它使你可以依靠编译器而不是单元测试——单元测试只在你知道 bug 在哪里的时候才有用。类型安全也使你轻松的代码重构。Java 同时支持范型——Go 语言的最大诟病之一。再者,Guava 这样的库I以最小的样板和开销,标准化了创建类型安全的 API 的方法。 Java 编译器的改进也意味着你可以在享受类型安全的同时最小化范型所需的样板代码。

  下面这条 tweet 总结了大多数动态语言的并行状态:

  Java 8 引入了流(stream)的概念,这为 Java 提供了很多现代函数式语言的特性。流是一种对集合上的一系列转换延迟执行的机制。比如我们来数一下以’A’开头的名字。首先想到的方法肯定是像下面这样:

  如果用流,上述就可以简化为首先将集合转换成流,然后使用函数:

  Java 同时支持用 parallelStream ()来进行流的并行处理。并行流允许流水线业务在独立的线程同时执行,这不仅改进了语法,同时提高了性能。在大多数情况下,你可以简单得用 parallelStream ()替换 stream ()实现并行。

  在 Java 6 之前,打开一个文件然后读取内容需要通过 try/finally 来完成:

  但是 readLine 和 close 都有可能抛出异常。在这种情况下,readLine 抛出的异常被忽略,我们事实上并不知道 readLine 执行失败。

  上例中,无论在何种失败情况下,BufferedReader 都会自动关闭文件流。你可以通过用逗号分隔的方式,用一个 try 语句来打开多个资源。

  以往 Java 只允许一个 catch 代码块对应一个异常,这造成如下的代码冗余:

  从 Java 7 开始,你可以在一个代码块内捕捉多个异常,从而减少了代码冗余:

  数值字面常量可以添加下划线是 Java 语言的新特性。这允许你使用_作为大数字的视觉分隔符。下面的例子不言自明:

  看到现代 Java 的语法如何简化并扩展了老 Java 之后,你可能已经摩拳擦掌跃跃欲试 Java 了。我整理了一下第三方的工具和库,这些可以用来帮助你们上手。

  Maven 是一个 Java 构建系统,相比于配置,它更重视规范。Maven 定义了应用程序的结构,并提供了许多内置函数,比如运行测试,打包应用,部署你的库。使用 Maven 会显著降低管理 Java 项目的认知开销。 Maven Central 是 Java 世界中的 PyPI,为已发布的 Java 库提供一站式服务。

  谷歌的 Guava library 提供了谷歌 Java 开发中所使用的核心函数。这包括应用于集合,缓存,基础数据类型,并发,字符串处理工作,I/O等的常见函数。Guava 为如何设计好的的 Java API 提供了绝佳的案例分析,提供最有效的从 Java 中推荐的最佳实践的具体例子一个很好的案例, Effective Java 中推荐的最佳实践大部分都在 Guava 中得以体现。Guava 被用于谷歌产品开发,进行了超过 286,000 个单元测试,可谓经受过实战测试的考验。

  Akka 提供类似 Erlang 型的 Actor 模型的抽象层来编写分布式系统。Akka 可以从容应对许多种不同的故障,为编写可靠的分布式系统提供了更高层次的抽象。

  需要用 Java 写一个功能完善的 Web 应用程序?莫怕,有Play Framework 罩着你。Play 基于 Akka 的非阻塞I/O,提供了编写 Web 应用程序的可扩展的异步框架。如果想使用不那么前沿但是被广泛应用于产品的框架,请尝试Jetty

  JUnit 仍为编写单元测试的标准。最近几年,JUnit 的匹配器有所扩展,允许你对集合作 assertions。例如,您可以轻松地断言一个链表是否包含某个特殊值。

  Mockito 是 Java 的标准模拟库。它提供了所有你能想到的且对编写测试非常重要的模拟库的功能。

  然而不足的是。。。

  目前为止,我一直在为 Java 说好话,但是有些方面它还是很烂。

  它还是 Java!

  Java 的历史遗留不可避免,Java 仍然向下兼容其最早的版本,这意味着语言和标准库的最烂的部分还存在着。Guava 是为了令 Java 语言更讨人喜欢而产生这个事实就证明了,Java 和 API 存在不一致,令人困惑的问题,有时甚至是完全错误的。

  Mockito 解决了测试 Java 代码中的很多痛点,但是从像 Python 语言的灵活转换到 Java 语言的严格,你需要更谨慎地来设计你的类用于模拟。

  我之所以喜欢 Python,其中一点就是它可以迅速地实现读取﹣求值﹣输出循环( read-eval-print loop),从而快速评估新的想法或检验假设。虽然一直有声音说要把读取﹣求值﹣输出循环添加到标准 Java 库,这一点目前还是不支持的。

  虽然 Java 编译器的进步意味着明确的类型签名不再那么需要——尤其对于泛型——但是 Java 仍然比 Python 冗余的多。启动和运行一个项目需要更多的样板和开销——通常这意味更多的工作。

  Java 拥有一个漫长而传奇的历史,其中有好有坏。如果你已经很多年没有使用 Java 工作了,也许现在是一个好机会再次尝试它。只要不是像下面这样做:

    在测试时,建议优先启动consumer,然后再启动producer,这样可以实时的观测到最新的消息。

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