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JDK1.8 Supplier实践及总结

JDK1.8 Supplier实践及总结

作者: ZX_周雄 | 来源:发表于2019-11-09 15:16 被阅读0次

    起因

    群里黑神抛出了一个问题,意图引起大家的思考


    image.png

    黑神简单解释之后,群里仍有同学不太理解

    正好之前笔者在Supplier上有一些实践,因此打算跟大家分享一下使用经验

    基础知识

    JDK1.8为我们提供了一个函数接口Supplier,先来看一下它的接口定义

    @FunctionalInterface
    public interface Supplier<T> {
    
        /**
         * Gets a result.
         *
         * @return a result
         */
        T get();
    }
    

    从接口的定义可以看出,它代表了这样的一类函数:无入参,有一个返回值
    接口越简单,看的越糊涂,这代表了什么含义?如此简单的接口,存在的必要性是什么?

    接着再看下该接口的java doc描述

    Represents a supplier of results.
    There is no requirement that a new or distinct result be returned each time the supplier is invoked.
    This is a functional interface whose functional method is get().

    java doc的描述,更是让人云里雾里

    实践

    为了代入场景,直接用大家开发过程中经常能碰到,但稍不注意却会掉坑里的问题做为案例进行讲解。

    案例一

    首先思考一个问题:如何输出日志?(So easy)

    log.info("print info log");
    

    接着,如何输出调试日志(debug)?(So easy)

    log.debug("print debug log");
    

    测试(开发)环境与线上环境的日志级别一般不同。测试环境为了调试,一般会开启debug级别,输出一些调试信息便于问题排查;而线上环境一般是处于稳定状态,不太需要输出调试信息,再出于性能考虑,一般会开启info级别,过滤掉debug日志。

    再接着,如果输出的日志里,不再仅仅是简单的句子,而有时候需要包含一个对象(例如远程调用的入参、出参),怎么办?

    log.debug("invoke remote method, return value: {}", JSON.toJSONString(returnVal));
    

    稍一疏忽,很容易写出上述代码(大家可以搜一下自己负责的项目,看看是否到处充斥这样的代码),究其原因,是被log.debug()的外表所欺骗与迷惑:log.debug()只会在开启debug级别的日志下输出日志,而线上日志级别是info,不会输出,因此没有性能问题。

    诚然,在开启info级别时,这条日志并不会输出,但这里容易被忽视的点是,无论开启何种日志级别,JSON.toJSONString(returnVal)这段代码都会首先被执行,返回值做为log.debug入参后,才会根据日志级别判断是否输出日志。也即是说,即便最终判断不输出日志,也会执行一遍序列化方法。这在被序列化对象很大的时候,容易造成性能问题。(曾经见过输出一屏都装不下的日志,序列化耗时50-70ms)

    如何解决?

    if (log.isDebugEnabled()) {
        log.debug("invoke remote method, return value: {}", JSON.toJSONString(returnVal));
    }
    

    即先判断,再输出

    但是程序员天性懒惰(懒惰是科技进步的动力),原来一行代码能解决的事,现在三行代码才能完成,不能忍啊!而且如果需要输出的调试日志有很多,就会出现满屏if(log.isDebugEnabled()),代码会很丑陋,阅读代码时候很容易被干扰正常逻辑

    解决方案:Supplier

    首先定义一个Lazy类,用于延迟计算(懒加载)

    public class Lazy<T> implements Supplier<T> {
        private Supplier<T> supplier;
    
        public static <T> Lazy<T> of(Supplier<T> supplier) {
            Objects.requireNonNull(supplier, "supplier is null");
            if (supplier instanceof Lazy) {
                return (Lazy) supplier;
            } else {
                return new Lazy(supplier);
            }
        }
    
        private Lazy(Supplier<T> supplier) {
            this.supplier = supplier;
        }
    
        @Override
        public T get() {
            return supplier.get();
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return supplier.get().toString();
        }
    }
    

    这时候,日志的输出就变成了

    log.debug("invoke remote method, return value: {}", Lazy.of(() -> JSON.toJSONString(returnVal)));
    

    一行代码,实现了原来三行代码才能实现的功能:判断是否满足输出条件,满足,则执行计算,即延迟计算--->序列化;不满足,则不计算,不执行序列化。

    以Logback中的源码为例

    public void debug(String format, Object arg) {
        filterAndLog_1(FQCN, null, Level.DEBUG, format, arg, null);
    }
    
    private void filterAndLog_1(final String localFQCN, final Marker marker, final Level level, final String msg, final Object param, final Throwable t) {
    
        final FilterReply decision = loggerContext.getTurboFilterChainDecision_1(marker, this, level, msg, param, t);
    
        if (decision == FilterReply.NEUTRAL) {
            // 不满足输出条件,直接返回
            if (effectiveLevelInt > level.levelInt) {
                return;
            }
        } else if (decision == FilterReply.DENY) {
            return;
        }
    
        // 满足输出条件,才会执行Lazy.toString(),即supplier.get().toString()
        buildLoggingEventAndAppend(localFQCN, marker, level, msg, new Object[] { param }, t);
    }
    
    

    每次执行这一行代码,会生成一个Supplier实例(Lazy),并做为log.debug入参,在log.debug中进行判断决定是否要使用该Lazy,即调用Lazy.toString(),如此便达到了延迟计算的效果。

    只谈优点不谈缺点有耍流氓的嫌疑:很显然,每次执行会生成一个Supplier实例。但是我们仔细思考一下:

    1. 我们生成的实例对象并不包含复杂的属性,很轻量,一次分配不需要占用太多空间
    2. 代码所在方法的生命周期一般比较短,符合朝生夕死的特点

    实例对象因此会在TLAB或者Young Gen上被分配,并且几乎没有机会晋升到Old Gen就会被回收。
    因此,这个缺点也就不复存在。

    案例二
    // code1
    Long price = Optional.ofNullable(sku)
                    .map(Sku::getPrice)
                    .orElse(0L);
    
    // code2
    Long price = Optional.ofNullable(sku)
            .map(Sku::getPrice)
            .orElseGet(() -> 0L);
    

    Optional作为一种判空的优雅解决方案,会在我们的日常开发中经常使用到,上面两种写法,使用更多的应该是code1sku或者sku.price中只要任意一个为空,最终价格都为0;code2写法,在这种情况下,会显得很鸡肋,而且也不好理解,为什么有了orElse方法,还额外提供一个orElseGet方法。

    再看下面两种方式,稍稍有些区别

    // code3
    Object object = Optional.ofNullable(getFromCache())
                    .filter(obj -> validate(obj))
                    .orElse(selectFromDB()); // here
    
    // code4
    Object object = Optional.ofNullable(getFromCache())
            .filter(obj -> validate(obj))
            .orElseGet(() -> selectFromDB()); // here
    
    // Optional
    public T orElseGet(Supplier<? extends T> other) {
        return value != null ? value : other.get();
    }
    

    含义是:先从缓存中获取对象,然后做一下过滤,如果缓存为空或者过滤之后为空,就重新从DB中加载对象。

    这时候,orElse或者orElseGet里提供的对象,不再是一个简单的数值,而是一个需要经过计算的对象(言外之意:有额外的加载成本)。orElseGet 在此处的作用显而易见:code3中,无论什么情况,都会执行一遍selectFromDB方法,而code4只有缓存为空或过滤之后为空,才会执行selectFromDB方法,即延迟计算(懒加载)。

    总结

    Supplier提供了一种包裹代码的能力,被包裹的代码并非实时执行,而是在真正需要使用的时候,被包裹代码段才会被执行,实现延迟计算(懒加载)的效果

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