Java8 ready for the future

20.10.2015 Java 8 ready for the future - JUG

http://localhost:63342/java-courses/doc/java8-kickstart.html#1 2/102

Sven Rupperthas been coding java since 1996

Fellow / Senior Manager

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Germany - Munich

@SvenRuppert

@SvenRuppert 3/103



Twittert bitte ;-)Zeigt der Community das ihr aktiv seid !!

Fellow / Senior Manager

reply Group

Germany - Munich

@SvenRuppert

@SvenRuppert 4/103



Sven Ruppertspeaking java since 1996

Projekte aus den Bereichen:

Wo?

@SvenRuppert

Automobilindustrie

Energieversorgung

Finanzen / Leasingbranche

Luft - Raumfahrt / Satelliten

Behörden / UN / Weltbank

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Europa

Asien - Indien bis Malaysia

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Java 8 - JSR310java.time - lesson learned by JODA Time

folgendes erwartet uns:

@SvenRuppert

Overview

Core Packages

Naming Conventions

Beispiele

Übungen

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Java 8 - JSR310Overview

Eigenschaften des JSR310

@SvenRuppert

Clear

Fluent

Immuntable

Extensible

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Java 8 - JSR310Overview - Clear

Die Eigenschaften sind intuitiver (Meinung von Oracle)

Beispiel: Wenn ein Parameter mit null übergeben wird, wird eine NullPointerException geworfen.

Ob das im Detail so ist (intuitiver), muss jeder für sich selbst entscheiden.

Viel aus dem Projekt JODA Time gelernt.

@SvenRuppert 8/103



Java 8 - JSR310Overview - Fluent

Es wird eine fluent API angeboten.

Die meisten Methoden erlauben weder ein null als Übergabeparameter, noch geben sie null als Ergebniszurück.

(siehe Oracle)

@SvenRuppert

LocalDate today = LocalDate.now();LocalDate payday = today.with(TemporalAdjuster.lastDayOfMonth()).minusDays(2);

JAVA

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Java 8 - JSR310Overview - Immutable

Die meisten Klassen wurden immutable implementiert.

Date-Time API ist thread-save.

Die meisten Methoden beginnen mit of, from, with

Keine Konstruktorparameter, kaum setter

(siehe Oracle)

@SvenRuppert

LocalDate dateOfBirth = LocalDate.of(2012, Month.MAY, 14);LocalDate firstBirthday = dateOfBirth.plusYears(1);

JAVA

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Java 8 - JSR310Overview - Extensible

Wo immer möglich, kann die API erweitert werden.

z.B. TimeAdjuster,Queries, eigenes CalendarSystem...

@SvenRuppert 11/103



Java 8 - JSR310Core Packages

Core Packages des JSR310

@SvenRuppert

java.time

java.time.chrono

java.time.format

java.time.temporal

java.time.zone

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Java 8 - JSR310Core Packages - java.time

java.time

Core API zur Darstellung von Datum und Zeit. (ISO-8601)

Immutable, thread-safe

date, time date/time kombiniert, Zeitzonen, Dauer, Clocks, ..

@SvenRuppert 13/103



Java 8 - JSR310Core Packages - java.time.chrono

java.time.chrono

Alle anderen Calendar-Systeme als ISO-8601

nur von Interesse wenn man eigene Calendar-Systeme entwicklen möchte

@SvenRuppert 14/103



Java 8 - JSR310Core Packages - java.time.format

java.time.format

Formatieren und parsen der Datums- und Zeitangaben

@SvenRuppert 15/103



Java 8 - JSR310Core Packages - java.time.temporal

java.time.temporal

Extended API, für Frameworkentwickler

Ermöglicht die programatische Interoperation zwischen den Basisklassen

@SvenRuppert 16/103



Java 8 - JSR310Core Packages - java.time.zone

java.time.zone

Support für Zeitzonen

wichtigste Klassen: ZonedDateTime, ZoneId, ZoneOffset

@SvenRuppert 17/103



Java 8 - JSR310Naming - Conventions

@SvenRuppert

of - erzeugen von Instanzen

from - erzeugen von Instanzen basierend auf Eingangsinstanz

parse - erzeugen von Instanzen basierend auf Strings

format - erzeugen von Strings basierend auf Pattern

get - Std Getter Methode

is - Queries auf den Objektzustand

with - erzeugt Kopie basierend auf Attributänderung

plus - erzeugt Kopie basierend auf Attributänderung

minus - erzeugt Kopie basierend auf Attributänderung

to - konvertieren in die Instanz der Zielklasse

at - konvertieren in die Instanz der Zielklasse

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Java 8 - JSR310Beispiele

DayOfWeek:

@SvenRuppert

DayOfWeek dow = DayOfWeek.MONDAY; Locale locale = Locale.getDefault(); System.out.println(dow.getDisplayName(TextStyle.FULL, locale)); System.out.println(dow.getDisplayName(TextStyle.NARROW, locale)); System.out.println(dow.getDisplayName(TextStyle.SHORT, locale));

JAVA

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Month:

@SvenRuppert

Month month = Month.AUGUST; Locale locale = Locale.getDefault(); System.out.println(month.getDisplayName(TextStyle.FULL, locale)); System.out.println(month.getDisplayName(TextStyle.NARROW, locale)); System.out.println(month.getDisplayName(TextStyle.SHORT, locale));

JAVA

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LocalDate:

@SvenRuppert

LocalDate date = LocalDate.of(2014, Month.APRIL, 3); LocalDate nextWed = date.with(TemporalAdjusters.next(DayOfWeek.WEDNESDAY)); System.out.println("nextWed = " + nextWed); //nextWed = 2014-04-09

DayOfWeek dotw = LocalDate.of(2014, Month.APRIL, 3).getDayOfWeek(); System.out.println("dotw = " + dotw); //dotw = THURSDAY

JAVA

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YearMonth:

@SvenRuppert

YearMonth date = YearMonth.now(); //2014-03: 31 - dep on the Date now ;-) System.out.printf("%s: %d%n", date, date.lengthOfMonth());

YearMonth date2 = YearMonth.of(2010, Month.FEBRUARY); //2010-02: 28 System.out.printf("%s: %d%n", date2, date2.lengthOfMonth());

//2012-02: 29 YearMonth date3 = YearMonth.of(2012, Month.FEBRUARY); System.out.printf("%s: %d%n", date3, date3.lengthOfMonth());

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MonthDay:

@SvenRuppert

MonthDay date = MonthDay.of(Month.FEBRUARY, 29); boolean validLeapYear = date.isValidYear(2010); System.out.println("validLeapYear = " + validLeapYear); IntStream .rangeClosed(2010, 2015) .forEach(v->System.out.println("validLeapYear ("+v+") = " + date.isValidYear(v))); /* validLeapYear = false validLeapYear (2010) = false validLeapYear (2011) = false validLeapYear (2012) = true validLeapYear (2013) = false validLeapYear (2014) = false validLeapYear (2015) = false */

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LocalTime:

@SvenRuppert

LocalTime thisSec = LocalTime.now(); System.out.println("thisSec.getHour() = " + thisSec.getHour()); System.out.println("thisSec.getMinute() = " + thisSec.getMinute());

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LocalDateTime:

@SvenRuppert

System.out.printf("now: %s%n", LocalDateTime.now()); System.out.printf("Apr 15, 1994 @ 11:30am: %s%n", LocalDateTime.of(1994, Month.APRIL, 15, 11, 30)); System.out.printf("now (from Instant): %s%n", LocalDateTime.ofInstant(Instant.now(), ZoneId.systemDefault())); System.out.printf("6 months from now: %s%n", LocalDateTime.now().plusMonths(6)); System.out.printf("6 months ago: %s%n", LocalDateTime.now().minusMonths(6)); /* now: 2014-03-31T10:39:31.088 Apr 15, 1994 @ 11:30am: 1994-04-15T11:30 now (from Instant): 2014-03-31T10:39:31.104 6 months from now: 2014-09-30T10:39:31.104 6 months ago: 2013-09-30T10:39:31.104 */

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ZoneId and ZoneOffset:

@SvenRuppert

LocalDateTime dt = LocalDateTime.now(); System.out.println("dt = " + dt);

final ZoneId zoneId = ZoneId.systemDefault(); final ZonedDateTime zonedDateTimeLocal = dt.atZone(zoneId); System.out.println("zonedDateTimeLocal = " + zonedDateTimeLocal); //Australia/Darwin +09:30 final ZoneId zoneIdAU = ZoneId.of("Australia/Darwin"); final ZonedDateTime zonedDateTimeAU = dt.atZone(zoneIdAU); System.out.println("zonedDateTimeAU = " + zonedDateTimeAU); final ZoneOffset offset = zonedDateTimeAU.getOffset(); System.out.println("offset = " + offset); /* dt = 2014-03-31T10:58:43.098 zonedDateTimeLocal = 2014-03-31T10:58:43.098+02:00[Europe/Berlin] zonedDateTimeAU = 2014-03-31T10:58:43.098+09:30[Australia/Darwin] offset = +09:30 */

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OffsetDate / OffsetDateTime:

@SvenRuppert

LocalDateTime date = LocalDateTime.of(2014, Month.APRIL, 20, 19, 30); ZoneOffset offset = ZoneOffset.of("-02:00"); OffsetDateTime dateOffset = OffsetDateTime.of(date, offset); OffsetDateTime lastThursday = dateOffset.with(TemporalAdjusters.lastInMonth(DayOfWeek.THURSDAY)); System.out.printf("The last Thursday in April 2014 is the %sth.%n", lastThursday.getDayOfMonth()); /* The last Thursday in April 2014 is the 24th. */

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Instant:

@SvenRuppert

final DateTimeFormatter format = DateTimeFormatter.ofPattern("dd.MM.yyyy hh:mm a");

final ZonedDateTime zonedDayTimeNow = ZonedDateTime.now(); final String out = zonedDayTimeNow.format(format); System.out.println("now = " + out); /* now = 31.03.2014 01:05 PM */

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Parsing / Formatting:

@SvenRuppert

final DateTimeFormatter format = DateTimeFormatter.ofPattern("dd.MM.yyyy hh:mm a");

final ZonedDateTime zonedDayTimeNow = ZonedDateTime.now(); final String out = zonedDayTimeNow.format(format); System.out.println("now = " + out); final LocalDate localDate = LocalDate.parse(out, format); System.out.println("localDate = " + localDate); /* now = 31.03.2014 01:05 PM */

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ChronoFields / IsoFields:

@SvenRuppert

import static java.time.temporal.ChronoField.CLOCK_HOUR_OF_DAY;import static java.time.temporal.ChronoField.DAY_OF_WEEK;final LocalDate now = LocalDate.now();System.out.println("LocalDate-CLOCK_HOUR_OF_DAY = " + now.isSupported(CLOCK_HOUR_OF_DAY));System.out.println("LocalDate-DAY_OF_WEEK = " + now.isSupported(DAY_OF_WEEK));final LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now();System.out.println("localDateTime-CLOCK_HOUR_OF_DAY = " + localDateTime.isSupported(CLOCK_HOUR_OF_DAY));System.out.println("localDateTime-DAY_OF_WEEK = " + localDateTime.isSupported(DAY_OF_WEEK));final int i = now.get(IsoFields.QUARTER_OF_YEAR);System.out.println("QUARTER_OF_YEAR = " + i);/*LocalDate-CLOCK_HOUR_OF_DAY = falseLocalDate-DAY_OF_WEEK = truelocalDateTime-CLOCK_HOUR_OF_DAY = truelocalDateTime-DAY_OF_WEEK = trueQUARTER_OF_YEAR = 1*/

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TemporalAdjuster 1 / 2:

@SvenRuppert

LocalDate date = LocalDate.of(2014, Month.APRIL, 3); DayOfWeek dotw = date.getDayOfWeek(); System.out.printf("%s is on a %s%n", date, dotw); System.out.printf("first day of Month: %s%n", date.with(TemporalAdjusters.firstDayOfMonth()));

final LocalDate d1 = date.with(new MyTemporalAdjuster()); System.out.println("d1 = " + d1);

final LocalDate dateSa = LocalDate.of(2014, Month.APRIL, 5); System.out.println("d2 = " + dateSa.with(new MyTemporalAdjuster()));/*2014-04-03 is on a THURSDAYfirst day of Month: 2014-04-01d1 = 2014-04-03d2 = 2014-04-07*/

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TemporalAdjuster 2 / 2:

@SvenRuppert

public static class MyTemporalAdjuster implements TemporalAdjuster { @Override public Temporal adjustInto(Temporal temporal) { final LocalDate localDate = LocalDate.from(temporal); final DayOfWeek dayOfWeek = localDate.getDayOfWeek(); if (dayOfWeek == DayOfWeek.SATURDAY || dayOfWeek == DayOfWeek.SUNDAY) { final TemporalAdjuster next = TemporalAdjusters.next(DayOfWeek.MONDAY); return temporal.with(next); } else { return temporal.with(localDate); } } }/*2014-04-03 is on a THURSDAYfirst day of Month: 2014-04-01d1 = 2014-04-03d2 = 2014-04-07*/

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TemporalQueries 1 / 3:

@SvenRuppert

TemporalQuery<TemporalUnit> query = TemporalQueries.precision(); System.out.printf("LocalDate precision is %s%n", LocalDate.now().query(query)); System.out.printf("LocalDateTime precision is %s%n", LocalDateTime.now().query(query)); System.out.printf("Year precision is %s%n", Year.now().query(query)); System.out.printf("YearMonth precision is %s%n", YearMonth.now().query(query)); System.out.printf("Instant precision is %s%n", Instant.now().query(query));/* LocalDate precision is Days LocalDateTime precision is Nanos Year precision is Years YearMonth precision is Months Instant precision is Nanos*/

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@SvenRuppert

final Boolean isApril6Mon = of(2014, APRIL, 6).query(new MyTemporalQuery()); final Boolean isApril7Mon = of(2014, APRIL, 7).query(new MyTemporalQuery()); System.out.println("isApril6Mon = " + isApril6Mon); System.out.println("isApril7Mon = " + isApril7Mon);

public static class MyTemporalQuery implements TemporalQuery<Boolean>{ @Override public Boolean queryFrom(TemporalAccessor temporal) { final int i = temporal.get(ChronoField.DAY_OF_WEEK); if (MONDAY.getValue() == i) return Boolean.TRUE; else return Boolean.FALSE; } }/*isApril6Mon = falseisApril7Mon = true*/

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@SvenRuppert

final TemporalQuery<Boolean> temporalQuery = v -> { final int i = v.get(ChronoField.DAY_OF_WEEK); if (MONDAY.getValue() == i) return Boolean.TRUE; else return Boolean.FALSE; };

final Boolean isApril6Mon = of(2014, APRIL, 6).query(temporalQuery); final Boolean isApril7Mon = of(2014, APRIL, 7).query(temporalQuery); System.out.println("isApril6Mon = " + isApril6Mon); System.out.println("isApril7Mon = " + isApril7Mon);

/*isApril6Mon = falseisApril7Mon = true*/

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Period / Duration 1 / 2:

@SvenRuppert

final Instant t1 = Instant.now(); final Instant t2 = t1.plusSeconds(10);

System.out.println("t1 = " + t1); System.out.println("t2 = " + t2); final Duration between = Duration.between(t1, t2); final long seconds = between.getSeconds(); System.out.println("seconds = " + seconds);

/*t1 = 2014-04-01T09:05:57.854Zt2 = 2014-04-01T09:06:07.854Zseconds = 10*/

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Period / Duration 2 / 2:

@SvenRuppert

System.out.println(ChronoUnit.SECONDS.between(t2, t1)); final LocalDate d1 = LocalDate.of(2010, 10, 10); final LocalDate d2 = LocalDate.of(2011, 10, 10); final Period period = Period.between(d1, d2); System.out.println("period = " + period); System.out.println("total years " + period.getYears()); System.out.println("total month " + period.getMonths()); System.out.println("total days " + period.getDays()); System.out.println("total month " + period.toTotalMonths());

/*-10period = P1Ytotal years 1total month 0total days 0total month 12*/

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Clock:

@SvenRuppert

final Clock clock = Clock.systemDefaultZone(); final ZoneId zone = clock.getZone(); System.out.println("zone = " + zone); final Instant instant = clock.instant(); System.out.println("instant = " + instant); final Clock fixed = Clock.fixed(instant, zone); System.out.println("fixed.instant() = " + fixed.instant()); System.out.println("fixed.instant() = " + fixed.instant()); System.out.println("fixed.instant() = " + fixed.instant());/*zone = Europe/Berlininstant = 2014-04-01T11:22:01.757Zfixed.instant() = 2014-04-01T11:22:01.757Zfixed.instant() = 2014-04-01T11:22:01.757Zfixed.instant() = 2014-04-01T11:22:01.757Zfixed.instant() = 2014-04-01T11:22:01.757Z*/

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Non-ISO-Based Date :

@SvenRuppert

LocalDateTime date = LocalDateTime.of(2013, Month.JULY, 20, 19, 30); JapaneseDate jdate = JapaneseDate.from(date); System.out.println("jdate = " + jdate); HijrahDate hdate = HijrahDate.from(date); System.out.println("hdate = " + hdate);/*jdate = Japanese Heisei 25-07-20hdate = Hijrah-umalqura AH 1434-09-12*/

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Legacy Code :

@SvenRuppert

Instant inst = new Date().toInstant(); Date newDate = Date.from(inst);

final Instant now = Calendar.getInstance().toInstant(); ZonedDateTime zdt = ZonedDateTime.ofInstant(now, ZoneId.systemDefault());

JAVA

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Java 8 - JSR310Overview

Class or Enum Year Month Day Hours Minutes Seconds* Zone Offset Zone ID toString Output

Instant 2013-08-20T15:16:26.355Z

LocalDate 2013-08-20

LocalDateTime 2013-08-20T08:16:26.937

ZonedDateTime 2013-08-21T00:16:26.941+09:00[Asia/Tokyo]

LocalTime 08:16:26.943

MonthDay --08-20

Year 2013

YearMonth 2013-08

Month AUGUST

OffsetDateTime 2013-08-20T08:16:26.954-07:00

OffsetTime 08:16:26.957-07:00

Duration ** ** ** PT20H (20 hours)

Period *** *** P10D (10 days)

@SvenRuppert 41/103



Java 8 - JSR310Aufgabe

Select the ServiceCenter

Ein User gibt eine Nachricht in ein SupportSystem ein. Basierend auf seiner Zeitzone und Urzeit/Datumsoll der ServiceCenter ausgewählt werden der gerade aktiv ist.

ServiceCenter sind: Berlin, New York, Sydney,Kuala Lumpur.

Geschäftszeiten: 0900 - 1600

Ist gerade keines aktiv, soll das nächst öffnende ausgesucht werden.

@SvenRuppert 42/103



Java 8 - StreamsOverview


@SvenRuppert

Data in - Data out

Core Methods

Streams v Threads v Serial

JavaFX Beispiel

Streams Pattern Beispiele

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Java 8 - StreamsData in - Data out


@SvenRuppert

Was sind Streams

Daten - Quellen

Daten - Senken

Fazit

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Data in - Data out- Was sind Streams

Streams in Java8 sind:

@SvenRuppert

Sind keine Datenstruktur

Für den Einsatz von Lambdas konzipiert worden

Bieten keinen wahlfreien Zugriff per Index oder ähnliches

Sind lazy organisiert

Sind parallel, wenn gewünscht

Sind ungebunden, da sie nicht wie Collections initial befüllt werden

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Data in - Data out- Daten - Quellen

Streams können statisch oder dynamisch befüllt werden.Statisch:

Dynamisch:

@SvenRuppert

Stream.of(val1,val2,val3…) , Stream.of(array) und list.stream().

JAVA

final Stream<Pair> stream = Stream.<Pair>builder().add(new Pair()).build();Stream.generate(() -> { final Pair p = new Pair(); p.id = random.nextInt(100); p.value = "Value + " + p.id;

return p; })

JAVA

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Data in - Data out- Daten - Senken

Ergebnis als Array und als Map

@SvenRuppert

stream.toArray();stream.collect(Collectors.toList());stream.collect(Collectors.toSet());stream.collect(Collectors.groupingBy(..))

JAVA

final List<Pair> generateDemoValues = generateDemoValues();

final Pair[] toArray = generateDemoValues.stream().toArray(Pair[]::new);

final Map<Integer,List<Pair>> collectedToMap = generateDemoValues.stream() .collect(Collectors.groupingBy(Pair::getId));

JAVA

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Data in - Data out- Fazit

Sehr schön zu sehen ist, dass sich die Streams einfach in bestehenden JavaCode einbinden lassen.

Keine unnötigen Wrapper oder ähnliches sind zu schreiben. Die Integration ist damit mühelos inAltprojekten genauso möglich wie in neuen Projekten.

Hat man sich an die API ein wenig gewöhnt, fallen einem sehr viele Stellen auf, in denen eine starkeCodereduktion durch den Einsatz von Streams erreicht werden kann.

@SvenRuppert 48/103



Data in - Data out- Aufgaben

Erzeuge einen Stream aus 10 Elementen der Klasse Pair.

Konsumiere alle Elemente des Streams. (System.out)

Überführe den Stream in

@SvenRuppert

aus einer Liste

mit einem Builder

mit einem Suplier

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eine Liste

ein Array

in eine Map

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Java 8 - StreamsCore Methods


@SvenRuppert

forEach

map

filter

findFirst

reduce

limit/skip

distinct

min/max

allMatch/anyMatch/noneMatch

parallel / sequenziell

Fazit

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Core Methods - forEach

Diese Methode ist auch bei Iterable, List, Map und einigen anderen Klassen/Interfaces zu finden, waserfreulicherweise zu kürzeren sprachlichen Konstrukten führt

@SvenRuppert

public static void main(String[] args) { final List<Pair> generateDemoValues = new PairListGenerator(){}.generateDemoValues();

//pre JDK8 for (final Pair generateDemoValue : generateDemoValues) { System.out.println(generateDemoValue); }

//long version generateDemoValues.stream().forEach(v -> System.out.println(v) );

//short version generateDemoValues.stream().forEach(System.out::println); generateDemoValues.stream().forEachOrdered(System.out::println);

final Consumer<? super Pair> consumer = System.out::println; generateDemoValues.stream().forEachOrdered(consumer); }

JAVA

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Core Methods - map (1/2)

Die Methode map(lambda) erzeugt einen neuen Stream bestehend aus der Summe allerTransformationen der Elemente des Quell-Streams. Auch hier wieder ist das Argument ein Lambda. Dasbedeutet, dass der Zielstream bis auf die funktionale Kopplung nichts mit dem Quellstream gemeinsamhaben muss.

@SvenRuppert

private static Stream<DemoElement> getDemoElementStream(List<Pair> generateDemoValues) { //map from Point to DemoElements return generateDemoValues.stream().map(v -> { final String value = v.getValue(); final DemoElement d = new DemoElement(); d.setDatum(new Date()); d.setValue(Base64.getEncoder().encodeToString(value.getBytes())); return d; }); }

JAVA

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Core Methods - map (2/2)

@SvenRuppert

public static void main(String[] args) { final List<Pair> generateDemoValues = new PairListGenerator(){}.generateDemoValues(); final Stream<DemoElement> demoElementStream = getDemoElementStream(generateDemoValues);

final Stream<String> stringStream = getDemoElementStream(generateDemoValues) .map(v -> v.getValue()); final Stream<String> stringStreamShort = getDemoElementStream(generateDemoValues) .map(DemoElement::getValue);

//map from Point to DemoElements to Strings final List<String> stringList = generateDemoValues.stream().map(v -> { final String value = v.getValue(); final DemoElement d = new DemoElement(); d.setDatum(new Date()); d.setValue(Base64.getEncoder().encodeToString(value.getBytes())); return d; }) .map(DemoElement::getValue).collect(Collectors.toList()); }

JAVA

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Core Methods - filter

Wie die Methode map(lambda), erzeugt die Methode filter(Lambda) ebenfalls einen neuen Stream. Ausder Menge der Quellelemente werden die für die weiteren Schritte benötigten Elemente herausgefiltert.

@SvenRuppert

public static void main(String[] args) { final List<Pair> generateDemoValues = new PairListGenerator(){}.generateDemoValues(); final Stream<Pair> filteredPairStream = generateDemoValues.stream().filter(v -> v.getId() % 2 == 0); }

JAVA

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Core Methods - findFirst

Immer wieder gibt es eine Menge von Elementen, deren Reihenfolge nicht definiert, die Anzahlunbestimmt, aber genau ein Element dieser Menge mit bestimmten Eigenschaften zu entnehmen ist.Was auf der Datenbank dank SQL kein Problem in den meisten Fällen darstellt, kann auf der imperativenSeite schon mal zu einem längeren Stück Quelltext führen. Die Methode findFirst() liefert das ersteElement aus dem Stream. Auf den ersten Blick eine triviale Methode, so mehr erfreut man sich beimzweiten Blick. Der Rückgabewert ist ein Optional im Falle eine leeren Streams ein leeres Optional.

@SvenRuppert

final List<String> demoValues = Arrays.asList("AB", "AAB", "AAAB", "AAAAB", "AAAAAB"); final String value = demoValues .stream() .filter(o -> o.contains("AAA")) .findFirst().orElse("noop "); System.out.println("value = " + value);

JAVA

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Core Methods - reduce

Bei den bisherigen Betrachtungen wurden ausschließlich Transformationen betrachtet, die eineAbbildung von n auf m darstellten. Die Methode reduce((v1,v2)->) jedoch ermöglicht die Abbildung von nElementen auf ein finales Element.

@SvenRuppert

final List<String> demoValues = Arrays.asList("A", "B", "C", "D", "E"); System.out.println(demoValues.stream() .reduce(String::concat));

System.out.println(demoValues.stream() .reduce("X_", (v1,v2)->{ System.out.println("v1 -> " + v1); System.out.println("v2 -> " + v2); return v1.concat(v2)+"_"; })); System.out.println(demoValues.parallelStream() .reduce("X_", (v1,v2)->{ // System.out.println("v1 -> " + v1); // System.out.println("v2 -> " + v2); final String result = v1.concat(v2) + "_"; System.out.println("v1 " + v1 + " plus v2_ " + v2 + "_ => " + result); return result; }));

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v1 -> X_ v2 -> A v1 -> X_A_ v2 -> B v1 -> X_A_B_ v2 -> C v1 -> X_A_B_C_ v2 -> D v1 -> X_A_B_C_D_ v2 -> E X_A_B_C_D_E_

@SvenRuppert

System.out.println(demoValues.stream() .reduce("X_", (v1,v2)->{ System.out.println("v1 -> " + v1); System.out.println("v2 -> " + v2); return v1.concat(v2)+"_"; }));

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v1 X_ plus v2_ C_ => X_C#v1 X_ plus v2_ A_ => X_A#v1 X_ plus v2_ D_ => X_D#v1 X_ plus v2_ B_ => X_B#v1 X_ plus v2_ E_ => X_E#v1 X_A# plus v2_ X_B#_ => X_A#X_B##v1 X_D# plus v2_ X_E#_ => X_D#X_E##v1 X_C# plus v2_ X_D#X_E##_ => X_C#X_D#X_E###v1 X_A#X_B## plus v2_ X_C#X_D#X_E###_ => X_A#X_B##X_C#X_D#X_E####X_A#X_B##X_C#X_D#X_E####

@SvenRuppert

System.out.println(demoValues.parallelStream() .reduce("X_", (v1,v2)->{ final String result = v1.concat(v2) + "#"; System.out.println("v1 " + v1 + " plus v2_ " + v2 + "_ => " + result); return result; }));

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Core Methods - limit/skip

Streams können undefiniert lang sein. Das bedeutet, dass im Extremfall ein Stream kein Ende hat. Es istalso manchmal sinnvoll, Streams nur bis zu einer bestimmten Länge abzuarbeiten, oder nur einebestimmte Menge von Ergebnissen zu sammeln, da der Rest nicht mehr für die nachfolgende Logik zuverwenden ist. Die Methode limit(count) ist genau dafür gedacht.

@SvenRuppert

final List<Integer> demoValues = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);

//limit the input System.out.println(demoValues.stream().limit(4).collect(Collectors.toList()));

//limit the result System.out.println(demoValues .stream().filter((v) -> v > 4).limit(4).collect(Collectors.toList()));

System.out.println(demoValues .stream().skip(4).collect(Collectors.toList()));

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Core Methods - distinct

Aus dem Bereich SQL kennt man den Befehl distinct, um eine Menge von Werten auf jeweils nur einExemplar eines Wertes zu reduzieren. Also das Erzeugen einer unique – Menge. Genau dasselbe erledigtdie Methode distinct().

@SvenRuppert

// example result: // [77, 79, 81, 95, 43, 10, 53, 48, 74, 68, 60, 86, 83, 24, 57, 28, 8, // 85, 70, 66, 20, 14, 97, 73, 22, 36, 40, 39, 32, 19, 41, 67, 25, 88] final Random random = new Random(); System.out.println( Stream.generate(() -> random.nextInt(100)) .limit(40) .distinct() .collect(Collectors.toList()) );

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Core Methods - min/max

Die Methoden min(Comparator) und max(Comparator) liefern aus der Menge der Werte im Stream dasMinimum, bzw das Maximum.

@SvenRuppert


//find the maximum System.out.println(demoValues .stream().max(Integer::compareTo) ); //find the BUG ;-) System.out.println(demoValues .stream().min((v1, v2) -> Integer.compare(v2, v1)) );

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Core Methods - allMatch/anyMatch/noneMatch

Die Methoden allMatch(<Predicate>), anyMatch(<Predicate>), none-Match(<Predicate>) liefern einboolean zurück. allMatch wenn die definierte Bedingung bei genau allen Elementen zutrifft, anyMatchwenn einige Elemente der Bedingung entsprechen (mind 2 in diesem Beispiel) noneMatch wenn keineinziges Element der Bedingung entspricht.

@SvenRuppert

public static final List<Integer> demoValues = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10); private static Stream<Integer> getStream() {return demoValues.stream();}

static final Function<Integer, Integer> f = (e) -> { System.out.println("e = " + e); return e; }; public static void main(String[] args) { // true, some are matching System.out.println("anyMatch " + getStream().map(f).anyMatch((v) -> v % 2 == 0)); //false, not all are matching System.out.println("allMatch " + getStream().map(f).allMatch((v) -> v % 2 == 0)); //false, not all are NOT matching System.out.println("noneMatch " + getStream().map(f).noneMatch((v) -> v % 2 == 0)); //5 matching the filter, 2,4,6,8,10 System.out.println("count " + getStream().map(f).filter((v) -> v % 2 == 0).count()); }

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Core Methods - parallel / sequenziell

Die beiden letzten Methoden die wir uns hier ansehen werden sind parallel() und sequential(). DieMethoden die wiederum einen Stream zurückliefern können so explizit in eine serielle oder paralleleVersion geschaltet werden.

@SvenRuppert


System.out.println(demoValues.stream() //seriell .map((m1) -> m1) .parallel() .map((m2) -> m2) .sequential() //seriell .collect(Collectors.toList())); }

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Core Methods - Fazit

Schon diese wenigen Basis-Methoden ermöglichen einem nach sehr kurzer Einarbeitung Streams rechteffizient und effektiv einzusetzen. Zur Übung kann ich empfehlen bestehende Quelltexte in Konstruktemit Streams umzuformen. Dabei wird sich zeigen, dass mit dieser Transformation eine starke Code-Reduktion einhergeht. An so mancher Stelle kann man dank der Streams auch Teilaufgabenparallelisieren, was zu einer höheren Auslastung der vorhandenen modernen CPU-Architekturen führt.

@SvenRuppert 64/103



Sven Ruppert

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Java 8 - StreamsStreams v Threads v Serial

Wir werden nun ein Beispiel durchgehen, in dem wir eine Aufgabe einmal klassisch seriell, dann mittelsThreads und zum Schluss mit Streams realisieren. Wie groß sind die Unterschiede in derCodekomplexität, welche Performanceunterschiede gibt es?


@SvenRuppert

Die Aufgabe

Seriell

Threads

Streams

Fazit

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Streams v Threads v Serial - Die Aufgabe

Beginnen wir mit einem einfachen Interface: Der Worker , in dem zwei Methoden definiert werden diezur synthetischen Lasterzeugung verwendet werden. Ziel hier ist es, zuerst eine Matrix mit Stützstellenaufzubauen (generateDemoValueMatrix), die danach mittels Splines interpoliert wird(generateInterpolatedValues).

Der erste Teil ist die Erzeu-gung einer Wertereihe (DemoValueGenerator) zur Darstellung derStützstellen. Die Implementierung wurde als Interface mit default – Methode gewählt, was einer JDK8Notation entspricht. Die Implementierung selbst erfolgte an der Stelle noch ohne Streams.

Der zweite Teil ist die Berechnung der interpolierten Werte (WorkLoadGenerator), was hier zum einender Lasterzeugung dient und zum anderen als Beispiel zum Einbinden von ThirdParty-Code verwendetwird.

@SvenRuppert 67/103



Streams v Threads v Serial - Die Aufgabe / Worker

@SvenRuppert

public interface Worker {

public static final int ANZAHL_KURVEN = 200; public static final int ANZAHL_MESSWERTE = 10; public static final int MAX_GENERATED_INT = 100;

public abstract List<List<Integer>> generateDemoValueMatrix();

public abstract List<List<Double>> generateInterpolatedValues(List<List<Integer>> baseValues); }

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Streams v Threads v Serial - Seriell

@SvenRuppert

public class WorkerSerial implements Worker { @Override public List<List<Double>> generateInterpolatedValues(List<List<Integer>> baseValues) { final WorkLoadGenerator generator = new WorkLoadGenerator(); final List<List<Double>> result = new ArrayList<>(); for (final List<Integer> valueList : baseValues) { final List<Double> doubleList = generator.generate(valueList); result.add(doubleList); } return result; } private DemoValueGenerator valueGenerator = new DemoValueGenerator(){}; public List<List<Integer>> generateDemoValueMatrix() { final List<List<Integer>> result = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < ANZAHL_KURVEN; i++) { final List<Integer> demoValuesForY = valueGenerator.generateDemoValuesForY(); result.add(demoValuesForY); } return result; }}

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Streams v Threads v Serial - Threads (1/3)

@SvenRuppert

@Override public List<List<Integer>> generateDemoValueMatrix() { final List<List<Integer>> result = new ArrayList<>(); final List<Task> taskList = new ArrayList<>(); for(int i = 0; i< ANZAHL_KURVEN; i++){ taskList.add(new Task()); } for (final Task task : taskList) { task.run(); } for (final Task task : taskList) { try { task.join(); result.add(task.result); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } return result; }

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@SvenRuppert

@Override public List<List<Double>> generateInterpolatedValues(List<List<Integer>> baseValues) { final List<List<Double>> result = new ArrayList<>(); final List<TaskInterpolate> taskList = new ArrayList<>(); for (final List<Integer> baseValue : baseValues) { final TaskInterpolate taskInterpolate = new TaskInterpolate(); taskInterpolate.values.addAll(baseValue); taskList.add(taskInterpolate); } for (final TaskInterpolate task : taskList) { task.run(); } for (final TaskInterpolate task : taskList) { try { task.join(); result.add(task.result); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } return result; }

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@SvenRuppert

public static class Task extends Thread { public List<Integer> result = new ArrayList<>(); private DemoValueGenerator valueGenerator = new DemoValueGenerator(){};

@Override public void run() { result.addAll(valueGenerator.generateDemoValuesForY()); } } public static class TaskInterpolate extends Thread { public final List<Integer> values = new ArrayList<>(); public final List<Double> result = new ArrayList<>();

private final WorkLoadGenerator generator = new WorkLoadGenerator();

@Override public void run() { result.addAll(generator.generate(values)); } }

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Übung..Lösung mittels StreamsDauer 15min



Streams v Threads v Serial - Streams (Lösung 1/3)

@SvenRuppert

public class WorkerParallelStreams implements Worker{

public List<Integer> generateDemoValuesForY(){ final Random random = new Random(); return Stream .generate(() -> random.nextInt(MAX_GENERATED_INT)) .limit(ANZAHL_MESSWERTE) .collect(Collectors.toList()); } //..}

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@SvenRuppert


@Override public List<List<Integer>> generateDemoValueMatrix(){ return Stream .generate(this::generateDemoValuesForY) .limit(ANZAHL_KURVEN) .collect(Collectors.toList()); }}

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@SvenRuppert


@Override public List<List<Double>> generateInterpolatedValues(List<List<Integer>> baseValueMatrix) { baseValueMatrix.parallelStream() .map(v -> { final WorkLoadGenerator generator = new WorkLoadGenerator(); return generator.generate(v); }) .collect(Collectors.toList()); return baseValueMatrix; }}

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Übung..Lösung mittels Streams und default MethodenDauer 5min



ErgebnisVergleich der Lösungungen



Serial v Threads v Streams



Streams v Threads v Serial - Fazit

Zusammenfassend kann man sagen, dass die Kombination von Streams und den weiteren neuenSprachelementen von dem JDK8 zu einer deutlichen Codereduktion führen können.

Schon einfache Bestandteile können parallelisiert werden, ohne das der Entwickler sich mit den sonstnotwendigen Konstrukten wie z.B. Threads auseinandersetzt.

Es sollte allerdings auch hier beachtet werden, ganz ohne Verständnis für Nebenläufigkeit geht es auchhier nicht. Nicht zwangsläufig ist eine parallele Implementierung auch die effizienteste Implementierung,geschweige denn semantisch dieselbe.

@SvenRuppert 80/103



Sven Ruppert

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Java 8 - StreamsJavaFX Beispiel


@SvenRuppert

Hole (generiere) die Reihe der Messwerte

Berechne die interpolierten Werte

Erzeuge die graphischen Elemente

Befülle das Line-Chart

Fazit

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JavaFX Beispiel - 1a/5

@SvenRuppert

public List<List<Integer>> generateDemoValueMatrix() { final List<List<Integer>> resultMatrix = new ArrayList<>(); final Random random = new Random(); for(int anzahlKurven = 0; anzahlKurven <ANZAHL_KURVEN; anzahlKurven++){ final List<Integer> result = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < 10; i++) { final int nextInt = random.nextInt(100); result.add(nextInt); } resultMatrix.add(result); } return resultMatrix; }

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JavaFX Beispiel - 1b/5

@SvenRuppert

public List<List<Integer>> generateDemoValueMatrix() { final List<List<Integer>> result = new ArrayList<>(); for(int anzahlKurven = 0; anzahlKurven <ANZAHL_KURVEN; anzahlKurven++){ final List<Integer> demoValuesForY = generateDemoValuesForY(); result.add(demoValuesForY); } return result; } public List<Integer> generateDemoValuesForY() { final Random random = new Random(); final List<Integer> result = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < 10; i++) { final int nextInt = random.nextInt(100); result.add(nextInt); } return result; }

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JavaFX Beispiel - 1c/5

@SvenRuppert

public List<List<Integer>> generateDemoValueMatrix() { return Stream .generate(this::generateDemoValuesForY) .limit(ANZAHL_KURVEN) .collect(Collectors.toList()); } public List<Integer> generateDemoValuesForY(){ final Random random = new Random(); return Stream .generate(() -> { return random.nextInt(100); }) .limit(10) .collect(Collectors.toList()); }

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JavaFX Beispiel - 1d/5

@SvenRuppert

public List<List<Integer>> generateDemoValueMatrix() { return Stream .generate(this::generateDemoValuesForY) .limit(ANZAHL_KURVEN) .collect(Collectors.toList()); } public List<Integer> generateDemoValuesForY(){ final Random random = new Random(); return Stream .generate(() -> random.nextInt(100)) .limit(10) .collect(Collectors.toList()); }

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JavaFX Beispiel - 1e/5

@SvenRuppert

public List<List<Integer>> generateDemoValueMatrix() { return Stream .generate(this::generateDemoValuesForY) .limit(ANZAHL_KURVEN) .collect(Collectors.toList()); } public List<Integer> generateDemoValuesForY(){ return new Random() .ints(0, 100) .limit(10) .boxed() .collect(Collectors.toList()); }

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JavaFX Beispiel - 1f/5

@SvenRuppert

public List<List<Integer>> generateDemoValueMatrix() { final Random random = new Random(); return Stream.generate( () -> Stream.generate( () -> random.nextInt(100)) .limit(10) .collect(Collectors.toList()) ) .limit(ANZAHL_KURVEN) .collect(Collectors.toList()); }

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JavaFX Beispiel - 1g/5

@SvenRuppert

public List<List<Integer>> generateDemoValueMatrix() { return Stream.generate( () -> new Random() .ints(0, 100) .limit(10) .boxed() .collect(Collectors.toList()) ).limit(ANZAHL_KURVEN) .collect(Collectors.toList()); }

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public List<List<Integer>> generateDemoValueMatrix() { return generate(() -> new Random() .ints(0, 100) .limit(10).boxed().collect(toList()) ).limit(ANZAHL_KURVEN).collect(toList()); }

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JavaFX Beispiel - 1 Vergleich / 5

@SvenRuppert

public List<List<Integer>> generateDemoValueMatrix() { final List<List<Integer>> resultMatrix = new ArrayList<>(); final Random random = new Random(); for(int anzahlKurven = 0; anzahlKurven <ANZAHL_KURVEN; anzahlKurven++){ final List<Integer> result = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < 10; i++) { final int nextInt = random.nextInt(100); result.add(nextInt); } resultMatrix.add(result); } return resultMatrix; }

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public List<List<Integer>> generateDemoValueMatrix() { return generate(() -> new Random() .ints(0, 100) .limit(10).boxed().collect(toList()) ).limit(ANZAHL_KURVEN).collect(toList()); }

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JavaFX Beispiel - 1/2

@SvenRuppert

private List<List<Double>> getValuesForSeries() { final List<List<Integer>> demoValueMatrix = generateDemoValueMatrix(); return demoValueMatrix .parallelStream() .map(v -> { final UnivariateFunction interpolateFunction = createInterpolateFunction(v); //baue Kurve auf final int anzahlValuesInterpolated = (v.size() - 1) * STEP_SIZE; return IntStream .rangeClosed(0, anzahlValuesInterpolated).parallel().boxed() .map(interpolateFunction::value) .collect(toList()); }) .collect(toList()); }

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JavaFX Beispiel - 2/2

@SvenRuppert

private List<XYChart.Series> generateNextSeries() { final List<XYChart.Series> chartSeries = getValuesForSeries() .parallelStream() .map(v -> { final XYChart.Series nextSeries = new XYChart.Series(); IntStream.range(0,v.size()).forEach((i)->{ final XYChart.Data data = new XYChart.Data(i, v.get(i)); nextSeries.getData().add(data); }); return nextSeries; }).collect(toList()); return chartSeries; }

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JavaFX Beispiel - Fazit

Paralleles Erzeugen der GUI Elemente hat in diesem Beispiel einen spürbaren SpeedUP!

@SvenRuppert 93/103



Java 8 - StreamsStreams Pattern Beispiele


@SvenRuppert

Fibonacci

Matrix

Random

Fazit

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Streams Pattern Beispiele - Fibonacci

@SvenRuppert

public static void main(String[] args) { makeFibStream(10).forEachOrdered(System.out::println); } public static Stream<Long> makeFibStream() { return(Stream.generate(new FibonacciSupplier())); } public static Stream<Long> makeFibStream(int numFibs) { return(makeFibStream().limit(numFibs)); } public static List<Long> makeFibList(int numFibs) { return(makeFibStream(numFibs).collect(Collectors.toList())); } public static class FibonacciSupplier implements Supplier<Long> { private long previous = 0; private long current = 1; @Override public Long get() { long next = current + previous; previous = current; current = next; return(previous); } }

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Ad hoc Übung..Finde die Zahl 66Dauer 15min :-) final List<List<Integer>> matrix = new ArrayList<>(); matrix.add(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)); matrix.add(Arrays.asList(1,2,3,4,5,66,7,8,9)); //hier eine 66 matrix.add(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9));

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Streams Pattern Beispiele - Lösung

Finde die Zahl 66

@SvenRuppert

public static void main(String[] args) { final List<List<Integer>> matrix = new ArrayList<>(); matrix.add(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)); matrix.add(Arrays.asList(1,2,3,4,5,66,7,8,9)); //hier eine 66 matrix.add(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9));

matrix.forEach(System.out::println);

final Integer s = matrix.stream() .map(l -> l.stream() .filter(v -> v.equals(66)) .findFirst().orElse(null)) .filter(f -> f != null) .findFirst().orElse(null); System.out.println("s = " + s); }

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Streams Pattern Beispiele - Random

@SvenRuppert

new Random() .doubles() .boxed() .map((d) -> { final TemperaturSensorValue v = new TemperaturSensorValue(); v.setDate(new Date()); v.setSensorID("testID"); v.setValue(d); return v; }) .limit(1_000_000) .forEach((t) -> { try { repo.create(t); } catch (ArangoDb4JException e) { e.printStackTrace(); } });

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Streams Pattern Beispiele - Fazit

Bei der Verwendung von Streams stellen sich unter anderem folgende Fragen.

Alles in Allem sind Streams eine sehr effektive Unterstützung bei der täglichen Arbeit mit Java. Geradedurch den generischen Ansatz ist bei typischen Geschäftsanwendungen schon eine angenehmeErleichterung zu realisieren. Die Einarbeitung in Streams sollte normalerweise innerhalb von 2-3Arbeitstagen zu spürbaren Ergebnissen führen.

@SvenRuppert

Ist eine Nebenläufigkeit gewünscht oder nicht? Wenn ja, dann sind Streams mittels Verwendung vonparallelStream() in vielen Fällen ein einfacher und schneller Ansatz.

Soll die Verschachtelung des Kontrollflusses gemindert werden? Hier ist es abhängig von denKonstrukten innerhalb der Fallunterscheidun-gen selbst. Mit leichten Veränderungen lassen sichmittels Streams recht oft aussagekräftigere Konstrukte aufbauen, die auf lange Sicht zu einer besserenWartbarkeit führen. Ob sich das bei Alt-Projekten immer lohnt muss also im Einzelfall endschiedenwerden.

Sind mathematische Funktionen abzubilden? Hier kann man in vielen Fällen mittels Streams schnellerzum Erfolg kommen, ohne gleich Scala oder andere funktionale Sprachen in das Projekt zu integrieren.

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