Java开发过程中的常用工具类库

Java开发过程中的常用工具类库

当我们想要自己开发一个工具时先在网上找找有没有大厂已经帮我们实现好的工具类。毕竟重复造轮子不是什么好事~

Apache Commons类库

Apache Commons是一个非常有用的工具包，为解决各种实际的问题提供了通用现成的代码，不需要我们程序员再重复造轮子。关于这个类库的详细介绍可以访问官网介绍。下面表格列出了部分的工具包。我们平时开发过程中可以根据自己的需要挑选合适的工具包。

Components	Description	Latest Version	Released
BCEL	Byte Code Engineering Library - analyze, create, and manipulate Java class files	6.3.1	2019/3/24
BeanUtils	Easy-to-use wrappers around the Java reflection and introspection APIs.	1.9.3	2016/9/26
BSF	Bean Scripting Framework - interface to scripting languages, including JSR-223	3.1	2010/6/24
Chain	Chain of Responsibility pattern implemention.	1.2	2008/6/2
CLI	Command Line arguments parser.	1.4	2017/3/9
Codec	General encoding/decoding algorithms (for example phonetic, base64, URL).	1.12	2019/2/16
Collections	Extends or augments the Java Collections Framework.	4.3	2019/2/5
Compress	Defines an API for working with tar, zip and bzip2 files.	1.18	2018/8/16
Configuration	Reading of configuration/preferences files in various formats.	2.4	2018/10/29
Crypto	A cryptographic library optimized with AES-NI wrapping Openssl or JCE algorithm implementations.	1.0.0	2016/7/22
CSV	Component for reading and writing comma separated value files.	1.6	2018/9/25
Daemon	Alternative invocation mechanism for unix-daemon-like java code.	1.0.15	2013/4/3
DBCP	Database connection pooling services.	2.6.0	2019/2/19
DbUtils	JDBC helper library.	1.7	2017/7/20
Digester	XML-to-Java-object mapping utility.	3.2	2011/12/13
Email	Library for sending e-mail from Java.	1.5	2017/8/1
Exec	API for dealing with external process execution and environment management in Java.	1.3	2014/11/6
FileUpload	File upload capability for your servlets and web applications.	1.4	2019/1/16
Functor	A functor is a function that can be manipulated as an object, or an object representing a single, generic function.	1	2011-??-??
Geometry	Space and coordinates.	1	2018-??-??
Imaging (previously called Sanselan)	A pure-Java image library.	0.97-incubator	2009/2/20
IO	Collection of I/O utilities.	2.6	2017/10/15
JCI	Java Compiler Interface	1.1	2013/10/14
JCS	Java Caching System	2.2,1	2018/8/23
Jelly	XML based scripting and processing engine.	1.0.1	2017/9/27
Jexl	Expression language which extends the Expression Language of the JSTL.	3.1	2017/4/14
JXPath	Utilities for manipulating Java Beans using the XPath syntax.	1.3	2008/8/14
Lang	Provides extra functionality for classes in java.lang.	3.9	2019/4/15
Logging	Wrapper around a variety of logging API implementations.	1.2	2014/7/11
Math	Lightweight, self-contained mathematics and statistics components.	3.5	2015/4/17
Net	Collection of network utilities and protocol implementations.	3.6	2017/2/15
Numbers	Number types (complex, quaternion, fraction) and utilities (arrays, combinatorics).	1	2017-??-??
OGNL	An Object-Graph Navigation Language	4	2013-??-??
Pool	Generic object pooling component.	2.6.2	2019/4/11
Proxy	Library for creating dynamic proxies.	1	2008/2/28
RDF	Common implementation of RDF 1.1 that could be implemented by systems on the JVM.	0.3.0-incubating	2016/11/15
RNG	Implementations of random numbers generators.	1.2	2018/12/12
SCXML	An implementation of the State Chart XML specification aimed at creating and maintaining a Java SCXML engine.It is capable of executing a state machine defined using a SCXML document, and abstracts out the environment interfaces.	0.9	2008/12/1
Statistics	Statistics.	0.1	????-??-??
Text	Apache Commons Text is a library focused on algorithms working on strings.	1.6	2018/10/16
Validator	Framework to define validators and validation rules in an xml file.	1.6	2017/2/21
VFS	Virtual File System component for treating files, FTP, SMB, ZIP and such like as a single logical file system.	2.3	2019/2/4
Weaver	Provides an easy way to enhance (weave) compiled bytecode.	2	2018/9/7

除了上面表格中的工具包，Apache Common项目还包括以下几个工具包，其中的http-client是我们平时非常常用的。

• Cactus: Cactus is a simple test framework for unit testing server-side java code (Servlets, EJBs, Tag Libs, Filters, ...). The intent of Cactus is to lower the cost of writing tests for server-side code.
• HiveMind: HiveMind is a services and configuration microkernel. HiveMind allows you to create your application using a service oriented architecture.
• HttpClient 3.x: Framework for working with the client-side of the HTTP protocol.
• Naming: The Naming subproject will contain common JNDI code along with various JNDI providers.

Guava类库

Guava工程包含了若干被Google的 Java项目广泛依赖 的核心库，例如：集合 [collections] 、缓存 [caching] 、原生类型支持 [primitives support] 、并发库 [concurrency libraries] 、通用注解 [common annotations] 、字符串处理 [string processing] 、I/O 等等。下面列出Guava工具包中的常用功能点，以便需要的时候查阅使用。

基本工具 [Basic utilities]

• 使用和避免null：null是模棱两可的，会引起令人困惑的错误，有些时候它让人很不舒服。很多Guava工具类用快速失败拒绝null值，而不是盲目地接受。
• 前置条件: 让方法中的条件检查更简单。
• 常见Object方法: 简化Object方法实现，如hashCode()和toString()。
• 排序: Guava强大的”流畅风格比较器”
• Throwables：简化了异常和错误的传播与检查。

集合[Collections]

Guava对JDK集合的扩展，这是Guava最成熟和为人所知的部分

• 不可变集合: 用不变的集合进行防御性编程和性能提升。
• 新集合类型: multisets, multimaps, tables, bidirectional maps等。
• 强大的集合工具类: 提供java.util.Collections中没有的集合工具。
• 扩展工具类：让实现和扩展集合类变得更容易，比如创建Collection的装饰器，或实现迭代器。

缓存[Caches]

Guava Cache：本地缓存实现，支持多种缓存过期策略。

函数式风格[Functional idioms]

Guava的函数式支持可以显著简化代码，但请谨慎使用它。

并发[Concurrency]

强大而简单的抽象，让编写正确的并发代码更简单

• ListenableFuture：完成后触发回调的Future
• Service框架：抽象可开启和关闭的服务，帮助你维护服务的状态逻辑

字符串处理[Strings]

非常有用的字符串工具，包括分割、连接、填充等操作

原生类型[Primitives]

扩展 JDK 未提供的原生类型（如int、char）操作， 包括某些类型的无符号形式

区间[Ranges]

可比较类型的区间API，包括连续和离散类型

I/O

简化I/O尤其是I/O流和文件的操作，针对Java5和6版本

散列[Hash]

提供比Object.hashCode()更复杂的散列实现，并提供布鲁姆过滤器的实现

事件总线[EventBus]

发布-订阅模式的组件通信，但组件不需要显式地注册到其他组件中

数学运算[Math]

优化的、充分测试的数学工具类

反射[Reflection]

Guava 的 Java 反射机制工具类

Spring中的常用工具类

WebUtil

Java Web相关的工具类

断言

1. 断言是一个逻辑判断，用于检查不应该发生的情况
2. Assert 关键字在 JDK1.4 中引入，可通过 JVM 参数-enableassertions开启
3. SpringBoot 中提供了 Assert 断言工具类，通常用于数据合法性检查

// 要求参数 object 必须为非空（Not Null），否则抛出异常，不予放行
// 参数 message 参数用于定制异常信息。
void notNull(Object object, String message)
// 要求参数必须空（Null），否则抛出异常，不予『放行』。
// 和 notNull() 方法断言规则相反
void isNull(Object object, String message)
// 要求参数必须为真（True），否则抛出异常，不予『放行』。
void isTrue(boolean expression, String message)
// 要求参数（List/Set）必须非空（Not Empty），否则抛出异常，不予放行
void notEmpty(Collection collection, String message)
// 要求参数（String）必须有长度（即，Not Empty），否则抛出异常，不予放行
void hasLength(String text, String message)
// 要求参数（String）必须有内容（即，Not Blank），否则抛出异常，不予放行
void hasText(String text, String message)
// 要求参数是指定类型的实例，否则抛出异常，不予放行
void isInstanceOf(Class type, Object obj, String message)
// 要求参数 `subType` 必须是参数 superType 的子类或实现类，否则抛出异常，不予放行
void isAssignable(Class superType, Class subType, String message)

ObjectUtils

1. 获取对象的基本信息

   // 获取对象的类名。参数为 null 时，返回字符串："null" 
   String nullSafeClassName(Object obj)
   // 参数为 null 时，返回 0
   int nullSafeHashCode(Object object)
   // 参数为 null 时，返回字符串："null"
   String nullSafeToString(boolean[] array)
   // 获取对象 HashCode（十六进制形式字符串）。参数为 null 时，返回 0 
   String getIdentityHexString(Object obj)
   // 获取对象的类名和 HashCode。 参数为 null 时，返回字符串："" 
   String identityToString(Object obj)
   // 相当于 toString()方法，但参数为 null 时，返回字符串：""
   String getDisplayString(Object obj)
   

2. 判断工具

   // 判断数组是否为空
   boolean isEmpty(Object[] array)
   // 判断参数对象是否是数组
   boolean isArray(Object obj)
   // 判断数组中是否包含指定元素
   boolean containsElement(Object[] array, Object element)
   // 相等，或同为 null时，返回 true
   boolean nullSafeEquals(Object o1, Object o2)
   /*
   判断参数对象是否为空，判断标准为：
       Optional: Optional.empty()
          Array: length == 0
   CharSequence: length == 0
     Collection: Collection.isEmpty()
            Map: Map.isEmpty()
    */
   boolean isEmpty(Object obj)
   

3. 其他工具方法

   // 向参数数组的末尾追加新元素，并返回一个新数组
   <A, O extends A> A[] addObjectToArray(A[] array, O obj)
   // 原生基础类型数组 --> 包装类数组
   Object[] toObjectArray(Object source)
   

StringUtils

1. 字符串判断工具

   // 判断字符串是否为 null，或 ""。注意，包含空白符的字符串为非空
   boolean isEmpty(Object str)
   // 判断字符串是否是以指定内容结束。忽略大小写
   boolean endsWithIgnoreCase(String str, String suffix)
   // 判断字符串是否已指定内容开头。忽略大小写
   boolean startsWithIgnoreCase(String str, String prefix) 
   // 是否包含空白符
   boolean containsWhitespace(String str)
   // 判断字符串非空且长度不为 0，即，Not Empty
   boolean hasLength(CharSequence str)
   // 判断字符串是否包含实际内容，即非仅包含空白符，也就是 Not Blank
   boolean hasText(CharSequence str)
   // 判断字符串指定索引处是否包含一个子串。
   boolean substringMatch(CharSequence str, int index, CharSequence substring)
   // 计算一个字符串中指定子串的出现次数
   int countOccurrencesOf(String str, String sub)
   

2. 字符串操作工具

   // 查找并替换指定子串
   String replace(String inString, String oldPattern, String newPattern)
   // 去除尾部的特定字符
   String trimTrailingCharacter(String str, char trailingCharacter) 
   // 去除头部的特定字符
   String trimLeadingCharacter(String str, char leadingCharacter)
   // 去除头部的空白符
   String trimLeadingWhitespace(String str)
   // 去除头部的空白符
   String trimTrailingWhitespace(String str)
   // 去除头部和尾部的空白符
   String trimWhitespace(String str)
   // 删除开头、结尾和中间的空白符
   String trimAllWhitespace(String str)
   // 删除指定子串
   String delete(String inString, String pattern)
   // 删除指定字符（可以是多个）
   String deleteAny(String inString, String charsToDelete)
   // 对数组的每一项执行 trim() 方法
   String[] trimArrayElements(String[] array)
   // 将 URL 字符串进行解码
   String uriDecode(String source, Charset charset)
   

3. 路径相关工具方法

   // 解析路径字符串，优化其中的 “..” 
   String cleanPath(String path)
   // 解析路径字符串，解析出文件名部分
   String getFilename(String path)
   // 解析路径字符串，解析出文件后缀名
   String getFilenameExtension(String path)
   // 比较两个两个字符串，判断是否是同一个路径。会自动处理路径中的 “..” 
   boolean pathEquals(String path1, String path2)
   // 删除文件路径名中的后缀部分
   String stripFilenameExtension(String path) 
   // 以 “. 作为分隔符，获取其最后一部分
   String unqualify(String qualifiedName)
   // 以指定字符作为分隔符，获取其最后一部分
   String unqualify(String qualifiedName, char separator)
   

CollectionUtils

1. 集合判断工具

   // 判断 List/Set 是否为空
   boolean isEmpty(Collection<?> collection)
   // 判断 Map 是否为空
   boolean isEmpty(Map<?,?> map)
   // 判断 List/Set 中是否包含某个对象
   boolean containsInstance(Collection<?> collection, Object element)
   // 以迭代器的方式，判断 List/Set 中是否包含某个对象
   boolean contains(Iterator<?> iterator, Object element)
   // 判断 List/Set 是否包含某些对象中的任意一个
   boolean containsAny(Collection<?> source, Collection<?> candidates)
   // 判断 List/Set 中的每个元素是否唯一。即 List/Set 中不存在重复元素
   boolean hasUniqueObject(Collection<?> collection)
   

2. 集合操作工具

   // 将 Array 中的元素都添加到 List/Set 中
   <E> void mergeArrayIntoCollection(Object array, Collection<E> collection)  
   // 将 Properties 中的键值对都添加到 Map 中
   <K,V> void mergePropertiesIntoMap(Properties props, Map<K,V> map)
   // 返回 List 中最后一个元素
   <T> T lastElement(List<T> list)  
   // 返回 Set 中最后一个元素
   <T> T lastElement(Set<T> set) 
   // 返回参数 candidates 中第一个存在于参数 source 中的元素
   <E> E findFirstMatch(Collection<?> source, Collection<E> candidates)
   // 返回 List/Set 中指定类型的元素。
   <T> T findValueOfType(Collection<?> collection, Class<T> type)
   // 返回 List/Set 中指定类型的元素。如果第一种类型未找到，则查找第二种类型，以此类推
   Object findValueOfType(Collection<?> collection, Class<?>[] types)
   // 返回 List/Set 中元素的类型
   Class<?> findCommonElementType(Collection<?> collection)
   

FileCopyUtils

1. 输入

   // 从文件中读入到字节数组中
   byte[] copyToByteArray(File in)
   // 从输入流中读入到字节数组中
   byte[] copyToByteArray(InputStream in)
   // 从输入流中读入到字符串中
   String copyToString(Reader in)
   复制代码
   

2. 输出

   // 从字节数组到文件
   void copy(byte[] in, File out)
   // 从文件到文件
   int copy(File in, File out)
   // 从字节数组到输出流
   void copy(byte[] in, OutputStream out) 
   // 从输入流到输出流
   int copy(InputStream in, OutputStream out) 
   // 从输入流到输出流
   int copy(Reader in, Writer out)
   // 从字符串到输出流
   void copy(String in, Writer out)
   复制代码
   

ResourceUtils

1. 从资源路径获取文件

   // 判断字符串是否是一个合法的 URL 字符串。
   static boolean isUrl(String resourceLocation)
   // 获取 URL
   static URL getURL(String resourceLocation) 
   // 获取文件（在 JAR 包内无法正常使用，需要是一个独立的文件）
   static File	getFile(String resourceLocation)
   复制代码
   

2. Resource

   // 文件系统资源 D:\...
   FileSystemResource
   // URL 资源，如 file://... http://...
   UrlResource
   // 类路径下的资源，classpth:...
   ClassPathResource
   // Web 容器上下文中的资源（jar 包、war 包）
   ServletContextResource
   复制代码
   

   // 判断资源是否存在
   boolean exists()
   // 从资源中获得 File 对象
   File getFile()
   // 从资源中获得 URI 对象
   URI getURI()
   // 从资源中获得 URI 对象
   URL getURL()
   // 获得资源的 InputStream
   InputStream getInputStream()
   // 获得资源的描述信息
   String getDescription()
   复制代码
   

StreamUtils

1. 输入

   void copy(byte[] in, OutputStream out)
   int copy(InputStream in, OutputStream out)
   void copy(String in, Charset charset, OutputStream out)
   long copyRange(InputStream in, OutputStream out, long start, long end)
   复制代码
   

2. 输出

   byte[] copyToByteArray(InputStream in)
   String copyToString(InputStream in, Charset charset)
   // 舍弃输入流中的内容
   int drain(InputStream in) 
   复制代码
   

ReflectionUtils

1. 获取方法

   // 在类中查找指定方法
   Method findMethod(Class<?> clazz, String name) 
   // 同上，额外提供方法参数类型作查找条件
   Method findMethod(Class<?> clazz, String name, Class<?>... paramTypes) 
   // 获得类中所有方法，包括继承而来的
   Method[] getAllDeclaredMethods(Class<?> leafClass) 
   // 在类中查找指定构造方法
   Constructor<T> accessibleConstructor(Class<T> clazz, Class<?>... parameterTypes) 
   // 是否是 equals() 方法
   boolean isEqualsMethod(Method method) 
   // 是否是 hashCode() 方法 
   boolean isHashCodeMethod(Method method) 
   // 是否是 toString() 方法
   boolean isToStringMethod(Method method) 
   // 是否是从 Object 类继承而来的方法
   boolean isObjectMethod(Method method) 
   // 检查一个方法是否声明抛出指定异常
   boolean declaresException(Method method, Class<?> exceptionType) 
   复制代码
   

2. 执行方法

   // 执行方法
   Object invokeMethod(Method method, Object target)  
   // 同上，提供方法参数
   Object invokeMethod(Method method, Object target, Object... args) 
   // 取消 Java 权限检查。以便后续执行该私有方法
   void makeAccessible(Method method) 
   // 取消 Java 权限检查。以便后续执行私有构造方法
   void makeAccessible(Constructor<?> ctor) 
   复制代码
   

3. 获取字段

   // 在类中查找指定属性
   Field findField(Class<?> clazz, String name) 
   // 同上，多提供了属性的类型
   Field findField(Class<?> clazz, String name, Class<?> type) 
   // 是否为一个 "public static final" 属性
   boolean isPublicStaticFinal(Field field) 
   复制代码
   

4. 设置字段

   // 获取 target 对象的 field 属性值
   Object getField(Field field, Object target) 
   // 设置 target 对象的 field 属性值，值为 value
   void setField(Field field, Object target, Object value) 
   // 同类对象属性对等赋值
   void shallowCopyFieldState(Object src, Object dest)
   // 取消 Java 的权限控制检查。以便后续读写该私有属性
   void makeAccessible(Field field) 
   // 对类的每个属性执行 callback
   void doWithFields(Class<?> clazz, ReflectionUtils.FieldCallback fc) 
   // 同上，多了个属性过滤功能。
   void doWithFields(Class<?> clazz, ReflectionUtils.FieldCallback fc, 
                     ReflectionUtils.FieldFilter ff) 
   // 同上，但不包括继承而来的属性
   void doWithLocalFields(Class<?> clazz, ReflectionUtils.FieldCallback fc) 
   复制代码
   

AopUtils

1. 判断代理类型

   // 判断是不是 Spring 代理对象
   boolean isAopProxy()
   // 判断是不是 jdk 动态代理对象
   isJdkDynamicProxy()
   // 判断是不是 CGLIB 代理对象
   boolean isCglibProxy()
   复制代码
   

2. 获取被代理对象的 class

   // 获取被代理的目标 class
   Class<?> getTargetClass()
   复制代码
   

AopContext

1. 获取当前对象的代理对象

   Object currentProxy()
   

参考下面博客：

• https://www.cnblogs.com/davidwang456/p/4106519.html
• https://www.jb51.net/article/125424.htm

hutool类库

官网

其他工具

• junit：单元测试工具；
• mockito-all
• lombok：Lombok提供了简单的注解的形式来帮助我们消除一些必须有但显得很臃肿的Java样板代码；
• netty-all：网络应用程序框架,用于快速和方便的开发维护高性能协议服务器和客户端；
• jsoup：jsoup 是一款 Java 的 HTML 解析器，可直接解析某个 URL 地址、HTML 文本内容。它提供了一套非常省力的 API，可通过 DOM，CSS 以及类似于 jQuery 的操作方法来取出和操作数据；
• dom4j：处理XML的开源框架。它集成了XPath并提供全力支持DOM,JAXP和Java平台。
• javax.script、org.apache.http.client.utils：脚本API供那些希望在其 Java 应用程序中执行用脚本语言编写的程序的应用程序编程人员使用

参考

• 并发编程网Guava教程
• Apache Common官网