Guava：好用的java类库 学习小记

Posted 2020-09-25

基础功能

google guava中定义的String操作

在google guava中为字符串操作提供了很大的便利，有老牌的判断字符串是否为空字符串或者为null，用指定字符填充字符串，以及拆分合并字符串，字符串匹配的判断等等。

1. 使用com.google.common.base.Strings类的isNullOrEmpty(input)方法判断字符串是否为空

1        //Strings.isNullOrEmpty(input) demo
2         String input = "";
3         boolean isNullOrEmpty = Strings.isNullOrEmpty(input);
4         System.out.println("input " + (isNullOrEmpty?"is":"is not") + " null or empty.");

2. 获得两个字符串相同的前缀或者后缀

 1        //Strings.commonPrefix(a,b) demo
 2         String a = "com.jd.coo.Hello";
 3         String b = "com.jd.coo.Hi";
 4         String ourCommonPrefix = Strings.commonPrefix(a,b);
 5         System.out.println("a,b common prefix is " + ourCommonPrefix);
 6 
 7         //Strings.commonSuffix(a,b) demo
 8         String c = "com.google.Hello";
 9         String d = "com.jd.Hello";
10         String ourSuffix = Strings.commonSuffix(c,d);
11         System.out.println("c,d common suffix is " + ourSuffix);

3. Strings的padStart和padEnd方法来补全字符串

1         int minLength = 4;
2         String padEndResult = Strings.padEnd("123", minLength, ‘0‘);
3         System.out.println("padEndResult is " + padEndResult);
4 
5         String padStartResult = Strings.padStart("1", 2, ‘0‘);
6         System.out.println("padStartResult is " + padStartResult);

4. 使用Splitter类来拆分字符串

Splitter类可以方便的根据正则表达式来拆分字符串，可以去掉拆分结果中的空串，可以对拆分后的字串做trim操作，还可以做二次拆分。

我们先看一个基本的拆分例子：

        Iterable<String> splitResults = Splitter.onPattern("[,，]{1,}")
                .trimResults()
                .omitEmptyStrings()
                .split("hello,word,,世界，水平");

        for (String item : splitResults) {
            System.out.println(item);
        }

Splitter的onPattern方法传入的是一个正则表达式，其后紧跟的trimResults()方法表示要对结果做trim，omitEmptyStrings()表示忽略空字符串，split方法会执行拆分操作。

split返回的结果为Iterable<String>，我们可以使用for循环语句来逐个打印拆分字符串的结果。

Splitter还有更强大的功能，做二次拆分，这里二次拆分的意思是拆分两次，例如我们可以将a=b;c=d这样的字符串拆分成一个Map<String,String>。

1         String toSplitString = "a=b;c=d,e=f";
2         Map<String,String> kvs = Splitter.onPattern("[,;]{1,}").withKeyValueSeparator(‘=‘).split(toSplitString);
3         for (Map.Entry<String,String> entry : kvs.entrySet()) {
4             System.out.println(String.format("%s=%s", entry.getKey(),entry.getValue()));
5         }

二次拆分首先是使用onPattern做第一次的拆分，然后再通过withKeyValueSeperator(‘‘)方法做第二次的拆分。

5. 有拆分字符串必然就有合并字符串，guava为我们提供了Joiner类来做字符串的合并

我们先看一个简单的示例：

1         String joinResult = Joiner.on(" ").join(new String[]{"hello","world"});
2         System.out.println(joinResult);

面例子中我们使用Joiner.on(" ").join(xx)来合并字符串。很简单也很有效。

Splitter方法可以对字符串做二次的拆分，对应的Joiner也可以逆向操作，将Map<String,String>做合并。我们看下下面的例子：

1         Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();
2         map.put("a", "b");
3         map.put("c", "d");
4         String mapJoinResult = Joiner.on(",").withKeyValueSeparator("=").join(map);
5         System.out.println(mapJoinResult);

使用withKeyValueSeparator方法可以对map做合并。合并的结果是:a=b,c=d

guava库中还可以对字符串做大小写转换（CaseFormat枚举），可以对字符串做模式匹配。使用起来都很方便。

 

guava中的对象操作封装

在开发中经常会需要比较两个对象是否相等，这时候我们需要考虑比较的两个对象是否为null，然后再调用equals方法来比较是否相等，google guava库的com.google.common.base.Objects类提供了一个静态方法equals可以避免我们自己做是否为空的判断，示例如下：

1  Object a = null;
2  Object b = new Object();
3 boolean aEqualsB = Objects.equal(a, b);

Objects.equals的实现是很完美的，其实现代码如下：

1 public static boolean equal(@Nullable Object a, @Nullable Object b) {
2     return a == b || (a != null && a.equals(b));
3   }

首先判断a b是否是同一个对象，如果是同一对象，那么直接返回相等，如果不是同一对象再判断a不为null并且a.equals(b). 这样做既考虑了性能也考虑了null空指针的问题。

另外Objects类中还为我们提供了方便的重写toString()方法的机制，我们通过例子来了解一下吧：

 1 import com.google.common.base.Objects;
 2 
 3 public class ObjectsDemo {
 4     public static void main(String [] args) {
 5       Student jim = new Student();
 6         jim.setId(1);
 7         jim.setName("Jim");
 8         jim.setAge(13);
 9         System.out.println(jim.toString());
10     }
11 
12     public static class Student {
13         private int id;
14         private String name;
15         private int age;
16 
17         public int getId() {
18             return id;
19         }
20         public void setId(int id) {
21             this.id = id;
22         }
23 
24         public String getName() {
25             return name;
26         }
27         public void setName(String name) {
28             this.name = name;
29         }
30 
31         public int getAge() {
32             return age;
33         }
34         public void setAge(int age) {
35             this.age = age;
36         }
37 
38         public String toString() {
39             return Objects.toStringHelper(this.getClass())
40                     .add("id", id)
41                     .add("name", name)
42                     .add("age", age)
43                     .omitNullValues().toString();
44         }
45     }
46 }

我们定义了一个Student类，该类有三个属性，分别为id，name，age，我们重写了toString()方法，在这个方法中我们使用了Objects.toStringHelper方法，首先指定toString的类，然后依次add属性名称和属性值，可以使用omitNullValues()方法来指定忽略空值，最后调用其toString()方法，就可以得到一个格式很好的toString实现了。

上面代码输出的结果是：

Student{id=1, name=Jim, age=13}

这种方式写起来很简单，可读性也很好，所以用Guava吧。

guava的Preconditions使用

guava的base包中提供的Preconditions类用来方便的做参数的校验，他主要提供如下方法：

1. checkArgument 接受一个boolean类型的参数和一个可选的errorMsg参数，这个方法用来判断参数是否符合某种条件，符合什么条件google guava不关心，在不符合条件时会抛出IllegalArgumentException异常
2. checkState 和checkArgument参数和实现基本相同，从字面意思上我们也可以知道这个方法是用来判断状态是否正确的，如果状态不正确会抛出IllegalStateException异常
3. checkNotNull方法用来判断参数是否不是null，如果为null则会抛出NullPointerException空指针异常
4. checkElementIndex方法用来判断用户传入的数组下标或者list索引位置，是否是合法的，如果不合法会抛出IndexOutOfBoundsException
5. checkPositionIndexes方法的作用和checkElementIndex方法相似，只是此方法的索引范围是从0到size包括size，而上面的方法不包括size。

下面我们看一个具体的使用示例：

 1 import com.google.common.base.Preconditions;
 2 
 3 public class PreconditionsDemo {
 4     public static void main(String[] args) {
 5         PreconditionsDemo demo = new PreconditionsDemo();
 6         demo.doSomething("Jim", 19, "hello world, hello java");
 7     }
 8 
 9     public void doSomething(String name, int age, String desc) {
10         Preconditions.checkNotNull(name, "name may not be null");
11         Preconditions.checkArgument(age >= 18 && age < 99, "age must in range (18,99)");
12         Preconditions.checkArgument(desc !=null && desc.length() < 10, "desc too long, max length is ", 10);
13 
14         //do things
15     }
16 }

上面例子中的doSomething()方法调用了三次Preconditions的方法，来对参数做校验。

看似Preconditions实现很简单，他的意义在于为我们提供了同一的参数校验，并对不同的异常情况抛出合适类型的异常，并对异常信息做格式化。

 

使用google guava的Optional接口来避免空指针错误

null会带来很多问题，从开始有null开始有无数程序栽在null的手里，null的含义是不清晰的，检查null在大多数情况下是不得不做的，而我们又在很多时候忘记了对null做检查，在我们的产品真正投入使用的时候，空指针异常出现了，这是一种讨厌的情况。

鉴于此google的guava库中提供了Optional接口来使null快速失败，即在可能为null的对象上做了一层封装，在使用Optional静态方法of时，如果传入的参数为null就抛出NullPointerException异常。

我们看一个实际的例子：

1 import com.google.common.base.Optional;
2 
3 public class OptionalDemo {
4     public static void main(String[] args) {
5         Optional<Student> possibleNull = Optional.of(null);
6         possibleNull.get();
7     }
8     public static class Student { }
9 }

上面的程序，我们使用Optional.of(null)方法，这时候程序会第一时间抛出空指针异常，这可以帮助我们尽早发现问题。

我们再看另外一个例子，我们使用Optional.absent方法来初始化posibleNull实例，然后我们get此对象，看看会是什么情况。

1 public class OptionalDemo {
2     public static void main(String[] args) {
3         Optional<Student> possibleNull = Optional.absent();
4         Student jim = possibleNull.get();
5     }
6     public static class Student { }
7 }

运行上面的程序，发现出现了：Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException: Optional.get() cannot be called on an absent value。

这样使用也会有异常出来，那Optional到底有什么意义呢？

使用Optional除了赋予null语义，增加了可读性，最大的优点在于它是一种傻瓜式的防护。Optional迫使你积极思考引用缺失的情况，因为你必须显式地从Optional获取引用。直接使用null很容易让人忘掉某些情形，尽管FindBugs可以帮助查找null相关的问题，但是我们还是认为它并不能准确地定位问题根源。

如同输入参数，方法的返回值也可能是null。和其他人一样，你绝对很可能会忘记别人写的方法method(a,b)会返回一个null，就好像当你实现method(a,b)时，也很可能忘记输入参数a可以为null。将方法的返回类型指定为Optional，也可以迫使调用者思考返回的引用缺失的情形。

google guava Throwables帮你抛出异常，处理异常

guava类库中的Throwables提供了一些异常处理的静态方法，这些方法的从功能上分为两类，一类是帮你抛出异常，另外一类是帮你处理异常。

也许你会想：为什么要帮我们处理异常呢？我们自己不会抛出异常吗？

假定下面的方法是我们要调用的方法。

1  public void doSomething() throws Throwable {
2         //ignore method body
3     }
4 
5     public void doSomethingElse() throws Exception {
6         //ignore method body
7     }

这两个方法的签名一个throws出了Throwable另外一个throws出了Exception，他们没有定义具体会抛出什么异常，也就是说他们什么异常都有可能抛出来，如果我们要调用这样的方法，就需要对他们的异常做一些处理了，我们需要判断什么样的异常需要抛出去，什么样的异常需要封装成RuntimeException。而这些事情就是Throwables类要帮我们做的事情。

假定我们要实现一个doIt的方法，该方法要调用doSomething方法，而doIt的定义中只允许抛出SQLException，我们可以这样做：

1     public void doIt() throws SQLException {
2         try {
3             doSomething();
4         } catch (Throwable throwable) {
5             Throwables.propagateIfInstanceOf(throwable, SQLException.class);
6             Throwables.propagateIfPossible(throwable);
7         }
8     }

请注意doIt的catch块，下面这行代码的意思是如果异常的类型是SQLException，那么抛出这个异常

Throwables.propagateIfInstanceOf(throwable, SQLException.class);

第二行表示如果异常是Error类型，那么抛出这个类型，否则将抛出RuntimeException，我们知道RuntimeException是不需要在throws中声明的。

Throwables.propagateIfPossible(throwable);

Throwables类还为我们提供了一些方便的异常处理帮助方法:

1. 我们可以通过Throwables.getRooCause(Throwable)获得根异常
2. 可以使用getCausalChain方法获得异常的列表
3. 可以通过getStackTraceAsString获得异常堆栈的字符串

集合增强

guava的不可变集合

 

不可变集合的意义

不可变对象有很多优点，包括：

• 当对象被不可信的库调用时，不可变形式是安全的；
• 不可变对象被多个线程调用时，不存在竞态条件问题
• 不可变集合不需要考虑变化，因此可以节省时间和空间。所有不可变的集合都比它们的可变形式有更好的内存利用率（分析和测试细节）；
• 不可变对象因为有固定不变，可以作为常量来安全使用。

创建对象的不可变拷贝是一项很好的防御性编程技巧。Guava为所有JDK标准集合类型和Guava新集合类型都提供了简单易用的不可变版本。
 JDK也提供了Collections.unmodifiableXXX方法把集合包装为不可变形式，但我们认为不够好：

• 笨重而且累赘：不能舒适地用在所有想做防御性拷贝的场景；
• 不安全：要保证没人通过原集合的引用进行修改，返回的集合才是事实上不可变的；
• 低效：包装过的集合仍然保有可变集合的开销，比如并发修改的检查、散列表的额外空间，等等。

如果你没有修改某个集合的需求，或者希望某个集合保持不变时，把它防御性地拷贝到不可变集合是个很好的实践。

重要提示：所有Guava不可变集合的实现都不接受null值。我们对Google内部的代码库做过详细研究，发现只有5%的情况需要在集合中允许null元素，剩下的95%场景都是遇到null值就快速失败。如果你需要在不可变集合中使用null，请使用JDK中的Collections.unmodifiableXXX方法。更多细节建议请参考“使用和避免null”。

如何使用guava的不可变集合

1. 如何创建不可变集合

第一种方法使用builder创建：

 1 public class ImmutableDemo {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         Set<String> immutableNamedColors = ImmutableSet.<String>builder()
 4                 .add("red", "green","black","white","grey")
 5                 .build();
 6         //immutableNamedColors.add("abc");
 7         for (String color : immutableNamedColors) {
 8             System.out.println(color);
 9         }
10     }
11 }

第二种方法使用of静态方法创建：

        ImmutableSet.of("red","green","black","white","grey");

第三种方法使用copyOf静态方法创建：

        ImmutableSet.copyOf(new String[]{"red","green","black","white","grey"});

2. 使用asList()获得不可变集合的list视图

asList方法是在ImmutableCollection中定义，而所有的不可变集合都会从ImmutableCollection继承，所以所有的不可变集合都会有asList()方法返回当前不可变集合的list视图，这个视图也是不可变的。

3. 不可变集合的使用

不可变集合的使用和普通集合一样，只是不能使用他们的add，remove等修改集合的方法。

 

guava集合之Multiset

Multiset看似是一个Set，但是实质上它不是一个Set，它没有继承Set接口，它继承的是Collection<E>接口，你可以向Multiset中添加重复的元素，Multiset会对添加的元素做一个计数。

它本质上是一个Set加一个元素计数器。

 1 import com.google.common.base.Splitter;
 2 import com.google.common.collect.HashMultiset;
 3 import com.google.common.collect.Multiset;
 4 
 5 public class MultisetDemo {
 6     public static void main(String[] args) {
 7         Multiset multiset = HashMultiset.create();
 8         String sentences = "this is a story, there is a good girl in the story.";
 9         Iterable<String> words = Splitter.onPattern("[^a-z]{1,}").omitEmptyStrings().trimResults().split(sentences);
10         for (String word : words) {
11             multiset.add(word);
12         }
13 
14         for (Object element : multiset.elementSet()) {
15             System.out.println((String)element + ":" + multiset.count(element));
16         }
17     }
18 }

在上面的示例中我们对一段文字拆分成一个一个的单词，然后依次放入到multiset中，注意这段文字中有多个重复的单词，然后我们通过for循环遍历multiset中的每一个元素，并输出他们的计数。输出内容如下：

story:2
is:2
girl:1
there:1
a:2
good:1
the:1
in:1
this:1

显然计数不是问题，Multiset还提供了add和remove的重载方法，可以在add或这remove的同时指定计数的值。

常用实现 Multiset 接口的类有：

• HashMultiset: 元素存放于 HashMap
• LinkedHashMultiset: 元素存放于 LinkedHashMap，即元素的排列顺序由第一次放入的顺序决定
• TreeMultiset:元素被排序存放于TreeMap
• EnumMultiset: 元素必须是 enum 类型
• ImmutableMultiset: 不可修改的 Mutiset

看到这里你可能已经发现 Guava Collections 都是以 create 或是 of 这样的静态方法来构造对象。这是因为这些集合类大多有多个参数的私有构造方法，由于参数数目很多，客户代码程序员使用起来就很不方便。而且以这种方式可以返回原类型的子类型对象。另外，对于创建范型对象来讲，这种方式更加简洁。

 

google guava的BiMap：双向Map

我们知道Map是一种键值对映射，这个映射是键到值的映射，而BiMap首先也是一种Map，他的特别之处在于，既提供键到值的映射，也提供值到键的映射，所以它是双向Map.

想象这么一个场景，我们需要做一个星期几的中英文表示的相互映射，例如Monday对应的中文表示是星期一，同样星期一对应的英文表示是Monday。这是一个绝好的使用BiMap的场景。

 1 mport com.google.common.collect.BiMap;
 2 import com.google.common.collect.HashBiMap;
 3 
 4 public class BiMapDemo {
 5     public static void main(String[] args) {
 6         BiMap<String,String> weekNameMap = HashBiMap.create();
 7         weekNameMap.put("星期一","Monday");
 8         weekNameMap.put("星期二","Tuesday");
 9         weekNameMap.put("星期三","Wednesday");
10         weekNameMap.put("星期四","Thursday");
11         weekNameMap.put("星期五","Friday");
12         weekNameMap.put("星期六","Saturday");
13         weekNameMap.put("星期日","Sunday");
14 
15         System.out.println("星期日的英文名是" + weekNameMap.get("星期日"));
16         System.out.println("Sunday的中文是" + weekNameMap.inverse().get("Sunday"));
17     }
18 }

BiMap的值键对的Map可以通过inverse()方法得到。

BiMap的常用实现有：

1. HashBiMap: key 集合与 value 集合都有 HashMap 实现
2. EnumBiMap: key 与 value 都必须是 enum 类型
3. ImmutableBiMap: 不可修改的 BiMap

google guava的Multimaps：一键多值的Map

有时候我们需要这样的数据类型Map<String,Collection<String>>，guava中的Multimap就是为了解决这类问题的。

Multimap的实现

Multimap提供了丰富的实现，所以你可以用它来替代程序里的Map<K, Collection<V>>，具体的实现如下：

实现	Key实现	Value实现
ArrayListMultimap	HashMap	ArrayList
HashMultimap	HashMap	HashSet
LinkedListMultimap	LinkedHashMap	LinkedList
LinkedHashMultimap	LinkedHashMap	LinkedHashSet
TreeMultimap	TreeMap	TreeSet
ImmutableListMultimap	ImmutableMap	ImmutableList
ImmutableSetMultimap	ImmutableMap	ImmutableSet

我们通过一个示例来了解Multimap的使用方法：

 1 public class MutliMapTest {  
 2     public static void main(String... args) {  
 3   Multimap<String, String> myMultimap = ArrayListMultimap.create();  
 4     
 5   // 添加键值对
 6   myMultimap.put("Fruits", "Bannana"); 
 7  //给Fruits元素添加另一个元素 
 8   myMultimap.put("Fruits", "Apple");  
 9   myMultimap.put("Fruits", "Pear");  
10   myMultimap.put("Vegetables", "Carrot");  
11     
12   // 获得multimap的size
13   int size = myMultimap.size();  
14   System.out.println(size);  // 4  
15     
16   // 获得Fruits对应的所有的值
17   Collection<string> fruits = myMultimap.get("Fruits");  
18   System.out.println(fruits); // [Bannana, Apple, Pear]  
19     
20   Collection<string> vegetables = myMultimap.get("Vegetables");  
21   System.out.println(vegetables); // [Carrot]  
22     
23   //遍历Mutlimap  
24   for(String value : myMultimap.values()) {  
25    System.out.println(value);  
26   }  
27     
28   // Removing a single value  
29   myMultimap.remove("Fruits","Pear");  
30   System.out.println(myMultimap.get("Fruits")); // [Bannana, Pear]  
31     
32   // Remove all values for a key  
33   myMultimap.removeAll("Fruits");  
34   System.out.println(myMultimap.get("Fruits")); // [] (Empty Collection!)  
35 }  
36 }  

google guava集合之Table

在guava库中还提供了一种二维表结构：Table。使用Table可以实现二维矩阵的数据结构，可以是稀溜矩阵。

我们看一个使用示例：

 1 public class TableDemo {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         Table<Integer, Integer, String> table = HashBasedTable.create();
 4         for (int row = 0; row < 10; row++) {
 5             for (int column = 0; column < 5; column++) {
 6                 table.put(row, column, "value of cell (" + row + "," + column + ")");
 7             }
 8         }
 9         for (int row=0;row<table.rowMap().size();row++) {
10             Map<Integer,String> rowData = table.row(row);
11             for (int column =0;column < rowData.size(); column ++) {
12                 System.out.println("cell(" + row + "," + column + ") value is:" + rowData.get(column));
13             }
14         }
15     }
16 }

在上面示例中我们通过HashBasedTable创建了一个行类型为Integer，列类型也为Integer，值为String的Table。然后我们使用put方法向Table中添加了一些值，然后显示这些值

Guava集合：使用Iterators简化Iterator操作

Iterators是Guava中对Iterator迭代器操作的帮助类，这个类提供了很多有用的方法来简化Iterator的操作。

1. 判断迭代器中的元素是否都满足某个条件 all 方法

 1         List<String> list = Lists.newArrayList("Apple","Pear","Peach","Banana");
 2 
 3         Predicate<String> condition = new Predicate<String>() {
 4             @Override
 5             public boolean apply(String input) {
 6                 return ((String)input).startsWith("P");
 7             }
 8         };
 9         boolean allIsStartsWithP = Iterators.all(list.iterator(), condition);
10         System.out.println("all result == " + allIsStartsWithP);

all方法的第一个参数是Iterator，第二个参数是Predicate<String>的实现，这个方法的意义是不需要我们自己去写while循环了，他的内部实现中帮我们做了循环，把循环体中的条件判断抽象出来了。

2. 通过any判断迭代器中是否有一个满足条件的记录，any方法的参数和all方法一样，就不再具体举例了

3. get方法获得迭代器中的第x个元素

 String secondElement = Iterators.get(list.iterator(), 1);

4. filter方法过滤符合条件的项

 

1        Iterator<String> startPElements = Iterators.filter(list.iterator(), new Predicate<String>() {
2             @Override
3             public boolean apply(String input) {
4                 return input.startsWith("P");
5             }
6         });

filter方法的第一个参数是源迭代器，第二个参数是Predicate的实现，其apply方法会返回当前元素是否符合条件。

 

5. find方法返回符合条件的第一个元素

1         String length5Element = Iterators.find(list.iterator(), new Predicate<String>() {
2             @Override
3             public boolean apply(String input) {
4                 return input.length() == 5;
5             }
6         });

6. transform方法，对迭代器元素做转换

1         Iterator<Integer> countIterator = Iterators.transform(list.iterator(), new Function<String, Integer>() {
2             @Override
3             public Integer apply(String input) {
4                 return input.length();
5             }
6         });

上面的例子中我们将字符串转换成了其长度，transform方法输出的是另外一个Iterator.