Java11新特性 – 新加一些實用的API
- 2019 年 10 月 30 日
- 筆記
1. 新的本機不可修改集合API
自從Java9開始，JDK裡面為集合（List/Set/Map）都添加了of和copyOf方法，他們可以來創建不可變的集合。
Question1：什麼叫做不可變集合？
不能對集合進行添加、刪除、替換、排序等操作，否則會報java.lang.UnsupportedOperationException錯誤。
示例程式碼：
List<String> list = List.of("aa", "bb", "cc"); list.add("dd");報錯資訊：
Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException at java.base/java.util.ImmutableCollections.uoe(ImmutableCollections.java:71) at java.base/java.util.ImmutableCollections$AbstractImmutableCollection.add(ImmutableCollections.java:75)擴展：Arrays.asList()創建的集合也是一個不可變的集合
Question2：of方法與copyOf方法之間的區別
示例程式碼：
var list1 = List.of("aa", "bb", "cc"); var copy1 = List.copyOf(list1); System.out.println(list1 == copy1); //運行結果： true var list2 = new ArrayList<String>(); var copy2 = List.copyOf(list2); System.out.println(list2 == copy2); //運行結果： false注意：var也是Java11新推出的特性局部變數類型推斷，這裡面不再贅述。
第一段程式碼和第二段程式碼差不多，為什麼返回結果不一樣呢？我們來看一下他們的源碼：
static <E> List<E> of(E e1, E e2, E e3) { return new ImmutableCollections.ListN<>(e1, e2, e3); } static final class ListN<E> extends AbstractImmutableList<E> implements Serializable { static final List<?> EMPTY_LIST = new ListN<>(); @Stable private final E[] elements; @SafeVarargs ListN(E... input) { // copy and check manually to avoid TOCTOU @SuppressWarnings("unchecked") E[] tmp = (E[])new Object[input.length]; // implicit nullcheck of input for (int i = 0; i < input.length; i++) { tmp[i] = Objects.requireNonNull(input[i]); } elements = tmp; } @Override public boolean isEmpty() { return size() == 0; } @Override public int size() { return elements.length; } @Override public E get(int index) { return elements[index]; } private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException { throw new InvalidObjectException("not serial proxy"); } private Object writeReplace() { return new CollSer(CollSer.IMM_LIST, elements); } } static <E> List<E> copyOf(Collection<? extends E> coll) { return ImmutableCollections.listCopy(coll); } static <E> List<E> listCopy(Collection<? extends E> coll) { if (coll instanceof AbstractImmutableList && coll.getClass() != SubList.class) { return (List<E>)coll; } else { return (List<E>)List.of(coll.toArray()); } }從源碼可以看出，copyOf 方法會先判斷來源集合是不是 AbstractImmutableList 類型的，如果是，就直接返回，如果不是，則調用 of 創建一個新的集合。第二段程式碼因為用的 new 創建的集合，不屬於不可變 AbstractImmutableList 類的子類，所以 copyOf 方法又創建了一個新的實例，所以為false。
擴展：使用Set.of()方法創建Set對象時，不可以包含重複數據。
2. Stream加強
Stream是Java8的新特性，我之前的部落格對其進行了詳細的介紹：Java8新特性 – Stream API。Java9開始對Stream新增了4個新方法。
2.1 增加單個參數構造方法，可為null
在Java8，新建一個值為null的Stream，會報錯java.lang.NullPointerException錯誤。
示例程式碼：
Stream stream = Stream.of(null);錯誤：
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException at java.util.Arrays.stream(Arrays.java:5004) at java.util.stream.Stream.of(Stream.java:1000)錯誤分析：
查看Stream.of()源碼
@SafeVarargs @SuppressWarnings("varargs") // Creating a stream from an array is safe public static<T> Stream<T> of(T... values) { return Arrays.stream(values); } public static <T> Stream<T> stream(T[] array) { return stream(array, 0, array.length); }可以看見傳入null會被解析為時一個數組對象，會進一步訪問它的長度資訊，導致了NullPointerException異常。
在Java11中，新增了ofNullable方法，可以傳入null。因為無法推斷類型，所以返回的值為Object，示例程式碼如下：
Stream stream = Stream.ofNullable(null); stream.forEach(System.out::println);從源碼中可以看出，當傳入的是一個null時，返回的是一個空的對象。
public static<T> Stream<T> ofNullable(T t) { return t == null ? Stream.empty() : StreamSupport.stream(new Streams.StreamBuilderImpl<>(t), false); }2.2 增加 takeWhile 和 dropWhile 方法
2.2.1 takeWhile
首先來看一段示例程式碼：
Stream<Integer> stream = Stream.of(3, 6, 9, 12, 15); stream.takeWhile(n -> n % 2 != 0) .forEach(System.out::println);第一次看這段程式碼，可能第一印象就是找出流中的奇數列印出來，但是實際輸出為：
3
所以takeWhile方法在計算到n % 2 == 0的時候就終止了，takeWhile方法的作用是：從流中一直獲取判定器為真的元素，一旦遇到元素為假，就終止處理！
2.2.2 dropWhile
與上面takeWhile一樣的程式碼：
Stream<Integer> stream = Stream.of(3, 6, 9, 12, 15); stream.dropWhile(n -> n % 2 != 0) .forEach(System.out::println);返回的結果為：
6
9
12
15
結果正好與takeWhile相反，dropWhile方法的作用為：只要判定器為真，就一直丟棄元素，直到為假，取為假後的所有元素！
2.3 iterate重載
流的迭代，主要用於創建流，在指定初值的情況下，經過處理，然後將處理過的值作為初值，不斷迭代。所以iterate創建的是一個無限流。
示例程式碼：
Stream.iterate(1, t -> 2 * t + 1) .limit(10) .forEach(System.out::println);無限流有一個問題，在數值溢出之後，會一直重複-1的值。Java11進行了優化，以讓你提供一個 Predicate (判斷條件)來指定什麼時候結束迭代，進行有限的迭代，示例程式碼如下：
Stream.iterate(1, t -> t< 1000, t -> 2 * t + 1) .forEach(System.out::println);3. 增加了一系列的字元串處理方法
3.1 判斷字元串是否為空白
示例程式碼：
String s1 = " t rn"; System.out.println(s1.isBlank()); // true3.2 去除字元串首尾空白
示例程式碼：
String s2 = " t 123rn".strip(); System.out.println(s2); // 123trim()大部分情況下效果等同於strip()，但是trim()只能去除碼值小於等於32的空白字元，不能去除中文情況下的空白字元，strip()可以去除所有語言中的空白
3.3 去除尾/首部空格
示例程式碼：
String s2 = " t 123rn"; System.out.println(s2.strip().length()); // 3 // 去除首部的空白 System.out.println(s2.stripLeading().length()); // 5 // 去除尾部的空白 System.out.println(s2.stripTrailing().length()); // 103.4 複製字元串
String s3 = "做一個好人"; System.out.println(s3.repeat(3)); // 做一個好人做一個好人做一個好人3.5 行數統計
String s2 = " t 123rn123"; System.out.println(s2.lines().count()); //2s2.lines()獲取的是一個流，將字元串根據換行符切割轉換為Stream
4. Optional加強
Optional是Java中引進的容器類，主要用於避免空指針異常，我之前的部落格對其進行了詳細的介紹：Java8新特性 – Optional容器類。Java11中Opthonal 也增加了幾個非常酷的方法。
4.1 ofNullable方法
參照前面Stream增強的介紹，使用Optional.of(T value);傳入的參數是null時，會拋出空指針異常，所以Java11中新增了ofNullable，可以兼容空指針，但是實際傳入null後要小心，不能用get接收，最好利用orElse方法接收，示例程式碼如下。
Optional<String> optional = Optional.ofNullable(null); // 如果內部引用為空，則返回參數中引用，否則返回內部引用 System.out.println(optional.orElse("做一個好人")); // 做一個好人4.2 orElseThrow方法
也可以使用orElseThrow()方法接收，直接在orElseThrow()時拋出異常。
Optional<String> optional = Optional.ofNullable(null); System.out.println(optional.orElseThrow());錯誤如下：
Exception in thread "main" java.util.NoSuchElementException: No value present
at java.base/java.util.Optional.orElseThrow(Optional.java:382)
源碼如下：
public T orElseThrow() { if (value == null) { throw new NoSuchElementException("No value present"); } return value; }4.3 or方法
也可以使用or()方法接收，當一個空 Optional 時給它一個替代的Optional，示例程式碼如下：
Optional<String> optional = Optional.ofNullable(null); System.out.println(optional.or(() -> Optional.of("做一個好人！")) .get()); // 做一個好人！5. InputStream加強
Java11中新增了transferTo方法，把輸入流中的所有數據直接自動地複製到輸出流中，這是在處理原始數據流時非常實用的一種用法，不用寫循環，也不需要緩衝區，示例程式碼如下：
public void test() throws Exception { var classLoader = this.getClass().getClassLoader(); var inputStream = classLoader.getResourceAsStream("file"); try (var outputStream = new FileOutputStream("file2")) { inputStream.transferTo(outputStream); } inputStream.close(); }
