Java11新特性 - 新加一些实用的API

新的本机不可修改集合API

自从Java9开始，JDK里面为集合（List/Set/Map）都添加了of和copyOf方法，他们可以来创建不可变的集合。

Question1：什么叫做不可变集合？

不能对集合进行添加、删除、替换、排序等操作，否则会报java.lang.UnsupportedOperationException错误。
示例代码：

List<String> list = List.of("aa", "bb", "cc");
list.add("dd");

报错信息：

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)

扩展：Arrays.asList()创建的集合也是一个不可变的集合

Question2：of方法与copyOf方法之间的区别

示例代码：

var list1 = List.of("aa", "bb", "cc");
var copy1 = List.copyOf(list1);
System.out.println(list1 == copy1);
//运行结果： true

var list2 = new ArrayList<String>();
var copy2 = List.copyOf(list2);
System.out.println(list2 == copy2);
//运行结果： false

注意：var也是Java11新推出的特性局部变量类型推断，这里面不再赘述。

第一段代码和第二段代码差不多，为什么返回结果不一样呢？我们来看一下他们的源码：

    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());
        }
    }

从源码可以看出，copyOf 方法会先判断来源集合是不是 AbstractImmutableList 类型的，如果是，就直接返回，如果不是，则调用 of 创建一个新的集合。第二段代码因为用的 new 创建的集合，不属于不可变 AbstractImmutableList 类的子类，所以 copyOf 方法又创建了一个新的实例，所以为false。

扩展：使用Set.of()方法创建Set对象时，不可以包含重复数据。

Stream加强

Stream是Java8的新特性，我之前的博客对其进行了详细的介绍：Java8新特性 - Stream API。Java9开始对Stream新增了4个新方法。

增加单个参数构造方法，可为null

在Java8，新建一个值为null的Stream，会报错java.lang.NullPointerException错误。
示例代码：

Stream stream = Stream.of(null);

错误：

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
	at java.util.Arrays.stream(Arrays.java:5004)
	at java.util.stream.Stream.of(Stream.java:1000)

错误分析：

查看Stream.of()源码

    @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);
    }

可以看见传入null会被解析为时一个数组对象，会进一步访问它的长度信息，导致了NullPointerException异常。

在Java11中，新增了ofNullable方法，可以传入null。因为无法推断类型，所以返回的值为Object，示例代码如下：

Stream stream = Stream.ofNullable(null);
stream.forEach(System.out::println);

从源码中可以看出，当传入的是一个null时，返回的是一个空的对象。

    public static<T> Stream<T> ofNullable(T t) {
        return t == null ? Stream.empty()
                         : StreamSupport.stream(new Streams.StreamBuilderImpl<>(t), false);
    }

增加 takeWhile 和 dropWhile 方法

takeWhile

首先来看一段示例代码：

Stream<Integer> stream = Stream.of(3, 6, 9, 12, 15);
stream.takeWhile(n -> n % 2 != 0)
        .forEach(System.out::println);

第一次看这段代码，可能第一印象就是找出流中的奇数打印出来，但是实际输出为：

3

所以takeWhile方法在计算到n % 2 == 0的时候就终止了，takeWhile方法的作用是：从流中一直获取判定器为真的元素，一旦遇到元素为假，就终止处理！

dropWhile

与上面takeWhile一样的代码：

Stream<Integer> stream = Stream.of(3, 6, 9, 12, 15);
stream.dropWhile(n -> n % 2 != 0)
        .forEach(System.out::println);

返回的结果为：

6
9
12
15

结果正好与takeWhile相反，dropWhile方法的作用为：只要判定器为真，就一直丢弃元素，直到为假，取为假后的所有元素！

iterate重载

流的迭代，主要用于创建流，在指定初值的情况下，经过处理，然后将处理过的值作为初值，不断迭代。所以iterate创建的是一个无限流。
示例代码：

Stream.iterate(1, t -> 2 * t + 1)
        .limit(10)
        .forEach(System.out::println);

无限流有一个问题，在数值溢出之后，会一直重复-1的值。Java11进行了优化，以让你提供一个 Predicate (判断条件)来指定什么时候结束迭代，进行有限的迭代，示例代码如下：

Stream.iterate(1, t -> t< 1000, t -> 2 * t + 1)
        .forEach(System.out::println);

增加了一系列的字符串处理方法

判断字符串是否为空白

示例代码：

String s1 = " \t \r\n";
System.out.println(s1.isBlank()); // true

去除字符串首尾空白

示例代码：

String s2 = "    \t  123\r\n".strip();
System.out.println(s2); // 123

trim()大部分情况下效果等同于strip()，但是trim()只能去除码值小于等于32的空白字符，不能去除中文情况下的空白字符，strip()可以去除所有语言中的空白

去除尾/首部空格

示例代码：

String s2 = "    \t  123\r\n";
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()); // 10

复制字符串

String s3 = "做一个好人";
System.out.println(s3.repeat(3));
// 做一个好人做一个好人做一个好人

行数统计

String s2 = "    \t  123\r\n123";
System.out.println(s2.lines().count()); //2

s2.lines()获取的是一个流，将字符串根据换行符切割转换为Stream

Optional加强

Optional是Java中引进的容器类，主要用于避免空指针异常，我之前的博客对其进行了详细的介绍：[Java8新特性 - Optional容器类](https://www.cnblogs.com/fx-blog/p/11747058.html"Java8新特性 - Optional容器类")。Java11中Opthonal 也增加了几个非常酷的方法。

ofNullable方法

参照前面Stream增强的介绍，使用Optional.of(T value);传入的参数是null时，会抛出空指针异常，所以Java11中新增了ofNullable，可以兼容空指针，但是实际传入null后要小心，不能用get接收，最好利用orElse方法接收，示例代码如下。

Optional<String> optional = Optional.ofNullable(null);
// 如果内部引用为空，则返回参数中引用，否则返回内部引用
System.out.println(optional.orElse("做一个好人")); // 做一个好人

orElseThrow方法

也可以使用orElseThrow()方法接收，直接在orElseThrow()时抛出异常。

Optional<String> optional = Optional.ofNullable(null);
System.out.println(optional.orElseThrow());

错误如下：
Exception in thread "main" java.util.NoSuchElementException: No value present
at java.base/java.util.Optional.orElseThrow(Optional.java:382)

源码如下：

    public T orElseThrow() {
        if (value == null) {
            throw new NoSuchElementException("No value present");
        }
        return value;
    }

or方法

也可以使用or()方法接收，当一个空 Optional 时给它一个替代的Optional，示例代码如下：

Optional<String> optional = Optional.ofNullable(null);
System.out.println(optional.or(() -> Optional.of("做一个好人！"))
        .get()); // 做一个好人！

InputStream加强

Java11中新增了transferTo方法，把输入流中的所有数据直接自动地复制到输出流中，这是在处理原始数据流时非常实用的一种用法，不用写循环，也不需要缓冲区，示例代码如下：

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();
}