工具篇：介绍几个好用的guava工具类

1 前言

平时我们都会封装一些处理缓存或其他的小工具。但每个人都封装一次，重复造轮子，有点费时间。有没有一些好的工具库推荐-guava。guava是谷歌基于java封装好的开源库，它的性能、实用性，比我们自己造的轮子更好，毕竟谷歌出品，下面介绍下几个常用的guava工具类

• LoadingCache（本地缓存）

• 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（重试）

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 在实际场景中有着非常广泛的使用，通常情况下如果遇到需要大量时间计算或者缓存值的场景，就应当将值保存到缓存中。LoadingCache 和 ConcurrentMap 类似，但又不尽相同。最大的不同是 ConcurrentMap 会永久的存储所有的元素值直到他们被显示的移除，但是 LoadingCache 会为了保持内存使用合理会根据配置自动将过期值移除

• 通常情况下，Guava caching 适用于以下场景：

• 花费一些内存来换取速度

• 一些 key 会被不止一次被调用

• 缓存内容有限，不会超过内存空间的值，Guava caches 不会存储内容到文件或者到服务器外部，如果有此类需求考虑使用 Memcached, Redis

• LoadingCache 不能缓存 null key

• CacheBuilder 构造 LoadingCache 参数介绍

• LoadingCache V get(K key), 获取缓存值，如果键不存在值，将调用CacheLoader的load方法加载新值到该键中

• 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的特点其实就是可以包含有几个重复Key的value，可以put进入多个不同value但是相同的key，但是又不会覆盖前面的内容

• 示例

//Multimap: key-value  key可以重复，value也可重复
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 有一个相对有用的场景，就是跟踪每种对象的数量，所以可以用来进行数量统计

• 示例

//MultiSet: 无序+可重复   count()方法获取单词的次数  增强了可读性+操作简单
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的键必须唯一，值也必须唯一，可以实现value和key互转

• 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互转
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由双主键R（行）,C（列）共同决定，V是存储值

• 新增数据：table.put(R,C,V)

• 获取数据：V v = table.get(R,C)

• 遍历数据: Set<R> set = table.rowKeySet(); Set<C> set = table.columnKeySet();

• 示例

// 双键的Map Map--> Table-->rowKey+columnKey+value  
Table<String, String, Integer> tables = HashBasedTable.create();
tables.put("csc", "lwl", 1);
//row+column对应的value
System.out.println(tables.get("csc","lwl"));

7 Sets和Maps

// 不可变集合的创建
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());;
-------------结果-------------
{c=3}
{b=(2, 20)}
{a=1}
{d=4}

8 EventBus

• EventBus是Guava的事件处理机制，是设计模式中的观察者模式（生产/消费者编程模型）的优雅实现。对于事件监听和发布订阅模式

• EventBus内部实现原理不复杂，EventBus内部会维护一个Multimap<Class<?>, Subscriber> map，key就代表消息对应的类(不同消息不同类，区分不同的消息)、value是一个Subscriber，Subscriber其实就是对应消息处理者。如果有消息发布就去这个map里面找到这个消息对应的Subscriber去执行

• 使用示例

@Data
@AllArgsConstructor
public class OrderMessage {
    String message;
}
//使用 @Subscribe 注解,表明使用dealWithEvent 方法处理 OrderMessage类型对应的消息
//可以注解多个方法,不同的方法 处理不同的对象消息
public class OrderEventListener {
    @Subscribe
    public void dealWithEvent(OrderMessage event) {
        System.out.println("内容：" + event.getMessage());
    }
}
-------------------------------------
// new AsyncEventBus(String identifier, Executor executor);
EventBus eventBus = new EventBus("lwl"); 
eventBus.register(new OrderEventListener());
// 发布消息
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("逻辑代码运行耗时："+nanos);

10 Files文件操作

• 数据写入

File newFile = new File("D:/text.txt");
Files.write("this is a test".getBytes(), newFile);
//再次写入会把之前的内容冲掉
Files.write("csc".getBytes(), newFile);
//追加写
Files.append("lwl", newFile, Charset.defaultCharset());

• 文本数据读取

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

• 其他操作

11 RateLimiter

//RateLimiter 构造方法，每秒限流permitsPerSecond
public static RateLimiter create(double permitsPerSecond) 
//每秒限流 permitsPerSecond，warmupPeriod 则是数据初始预热时间，从第一次acquire 或 tryAcquire 执行开时计算
public static RateLimiter create(double permitsPerSecond, Duration warmupPeriod)
//获取一个令牌，阻塞，返回阻塞时间
public double acquire()
//获取 permits 个令牌，阻塞，返回阻塞时间
public double acquire(int permits)
//获取一个令牌，超时返回
public boolean tryAcquire(Duration timeout)
////获取 permits 个令牌，超时返回
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");
---------------  结果 -------------------------
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

• 因为RateLimiter滞后处理的，所以第一次无论取多少都是零秒

• 可以看到前四次的acquire，花了三秒时间去预热数据，在第五次到第八次的acquire耗时趋于平滑

12 Guava Retry

• maven引入

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

• RetryerBuilder 构造方法

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

• spring也有对应的重试机制，相关文章可以看看重试框架Guava-Retry和spring-Retry^[1]欢迎指正文中错误（故事纯属虚构，如有雷同纯属巧合）

13 参考文章

• Google guava工具类的介绍和使用^[2]
• 重试框架Guava-Retry和spring-Retry^[3]
• 超详细的Guava RateLimiter限流原理解析^[4]

参考资料

好文章，我在看❤️