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在Java中间件和框架里蕴藏着数不尽的编程设计精粹。这些设计不仅值得我们在日常编码… 个人主页 进朱者赤 阿里非典型程序员一枚 记录平平无奇程序员在大厂的打怪升级之路。 一起学习Java、大数据、数据结构算法公众号同名 引言
在Java中间件和框架里蕴藏着数不尽的编程设计精粹。这些设计不仅值得我们在日常编码中借鉴使用更是深入学习Java编程的宝贵资源。今天让我们一起深挖几处精妙的设计看看它们是如何优雅和高效的解决问题。
HashMap的优化技巧
Java的HashMap是一个典型的哈希表实现其设计上的一些技巧使它成为一个非常高效的数据结构。以下是其精彩设计部分的解读。
散列值的重新分布
在HashMap中键的散列值是通过hashCode()方法生成的为了使得生成的散列值更加分散减少碰撞的可能HashMap使用了一种高低位异或的方式来重新分布散列值。
static final int hash(Object key) {int h;return (key null) ? 0 : (h key.hashCode()) ^ (h 16);
}索引计算的位操作
而在计算键值存储索引的时候HashMap采用了(length-1) hash的方式而非普遍的取模操作hash % length。这是因为当length是2的整数幂时这样的位操作等同于取模操作但效率更高。
String的intern技巧
在String类的设计中intern()方法的实现使用了一个字符串常量池。每当我们在代码中创建一个字符串字面量JVM就会检查字符串常量池如果已经存在相同内容的字符串就会返回常量池内的实例引用这样做节省了内存提高了性能。
NIO Buffer的设计亮点
在Java的NIO包中Buffer类有一系列的设计亮点让其在进行IO操作时具有更高的效率和更好的可控性。
直接和非直接Buffer 解决数据在Java堆和原生内存转移时存在的效率问题NIO引入了直接Buffer即直接内存其使用操作系统的内存减少了Java堆和原生内存的中转提高了效率。
mark()和reset()方法 Buffer类提供了mark()和reset()方法这些方法为我们在Buffer中的数据操作提供了书签(bookmarking)功能。
只读Buffer 通过调用asReadOnlyBuffer()方法可以获得一个只读的Buffer视图。这是一个很好的防护性编程技巧可以防止数据被修改。
Stream的中间操作和终端操作
Java 8的Stream API引入了新的操作模式允许我们使用声明式的方式处理集合并利用多核架构。这种方法中最为精妙的设计包括中间操作和终端操作。
中间操作的惰性求值
中间操作如filter、map等是惰性的这意味着它们不会立即进行计算。这一设计使Stream可以在一个管道链中组合多个操作而不需要创建多个中间集合。
终端操作和流的关闭
终端操作如forEach、collect触发流的实际计算这种设计提供了一个清晰的操作结束标记并且允许资源在计算结束后被自动关闭。
Spring AOP的多继承模拟
Spring AOP通过代理模式提供了面向切面编程的能力。其Proxy设计旨在不改变原有类结构的情况下允许我们插入额外的功能。
代理模式的设计精妙 代理类可以决定是否将后续的操作转发给目标对象这种模式实际上实现了一种运行时的多继承关系在许多其他语言中是困难或不可能实现的。
Netty中的零拷贝技术
Netty是一个高性能、异步的网络应用框架它内部使用了零拷贝技术来提高数据传输的效率。零拷贝技术是一种避免不必要的数据拷贝的技术它直接在内核缓冲区与用户缓冲区之间进行数据传输减少了数据的移动次数。
在Netty中我们可以使用FileRegion接口来实现零拷贝的文件传输。FileRegion封装了文件描述符和文件传输的起始位置及长度信息当Netty进行文件传输时它会直接利用这些信息将文件数据从内核缓冲区发送到网络避免了数据的拷贝过程。
小结
通过深入研究Java中间件和框架的源码和设计模式我们可以学习到许多高效和优雅的编程技巧。这些技巧不仅带给我们编程上的方便更帮助我们理解面向对象编程的哲学以及设计原则如单一职责、开闭原则、里氏替换等。通过实际应用这些原则我们可以编写出更高质量的代码让我们的应用稳定且易于维护。 欢迎一键三连(关注点赞收藏)技术的路上一起加油代码改变世界 关于我阿里非典型程序员一枚 记录平平无奇程序员在大厂的打怪升级之路。 一起学习Java、大数据、数据结构算法公众号同名 ⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️欢迎关注下面的公众号进朱者赤认识不一样的技术人。⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️
