空安全编程的典范：Java 8中的安全应用指南

一、Base64 编码解码

1.1 基本的编码和解码

1. Base64 编码：
   • 使用 Base64.getEncoder().encodeToString(originalInput.getBytes()) 对原始字符串进行编码。
   • Base64.getEncoder() 返回一个 Base64.Encoder 实例，调用 encodeToString() 方法将原始字符串的字节数组编码为Base64字符串。
2. Base64 解码：
   • 使用 Base64.getDecoder().decode(encodedString) 对Base64编码后的字符串进行解码。
   • Base64.getDecoder() 返回一个 Base64.Decoder 实例，调用 decode() 方法将Base64编码后的字符串解码为原始的字节数组。
   • 使用 new String(decodedBytes) 将解码后的字节数组转换为字符串。
3. 注意事项：
   • 在实际应用中，确保使用相同的编码和解码方法，以避免数据损坏或不正确的解码结果。
   • Java 8 中的 java.util.Base64 类提供了方便且高效的Base64编码和解码功能，适用于处理字符串数据的安全传输和存储。

public static void main(String[] args) {// 原始字符串String originalInput = "Hello World!";// 编码为Base64String encodedString = Base64.getEncoder().encodeToString(originalInput.getBytes());System.out.println("Encoded string: " + encodedString);// 解码Base64byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(encodedString);String decodedString = new String(decodedBytes);System.out.println("Decoded string: " + decodedString);}// 输出
Encoded string: SGVsbG8gV29ybGQh
Decoded string: Hello World!

1.2 URL 和文件名安全的编码解码器

1. URL 和文件名安全的 Base64 编码：
   • 使用 Base64.getUrlEncoder().encodeToString(originalInput.getBytes("utf-8")) 对原始字符串进行URL和文件名安全的Base64编码。
   • Base64.getUrlEncoder() 返回一个 Base64.Encoder 实例，调用 encodeToString() 方法将原始字符串的字节数组编码为URL和文件名安全的Base64字符串。
2. URL 和文件名安全的 Base64 解码：
   • 使用 Base64.getUrlDecoder().decode(encodedString) 对URL和文件名安全的Base64编码后的字符串进行解码。
   • Base64.getUrlDecoder() 返回一个 Base64.Decoder 实例，调用 decode() 方法将Base64编码后的字符串解码为原始的字节数组。
   • 使用 new String(decodedBytes, "utf-8") 将解码后的字节数组转换为字符串。
3. 注意事项：
   • URL 和文件名安全的Base64编码会使用 - 替换 +，并且使用 _ 替换 /，以确保编码结果可以安全地在URL和文件名中使用。
   • 如果使用的是不同的字符集编码（例如 utf-8），请确保在编码和解码过程中使用相同的字符集，以避免数据损坏或不正确的解码结果。

public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {// 原始字符串String originalInput = "Hello World!";// URL 和文件名安全的 Base64 编码String encodedString = Base64.getUrlEncoder().encodeToString(originalInput.getBytes("utf-8"));System.out.println("Encoded string (URL safe): " + encodedString);// 解码 URL 和文件名安全的 Base64byte[] decodedBytes = Base64.getUrlDecoder().decode(encodedString);String decodedString = new String(decodedBytes, "utf-8");System.out.println("Decoded string: " + decodedString);}// 输出
Encoded string (URL safe): SGVsbG8gV29ybGQh
Decoded string: Hello World!

1.3 MIME Base64编码和解码

MIME Base64编码与普通的Base64编码在行尾添加换行符，以便在电子邮件等MIME（Multipurpose Internet Mail Extensions）环境中进行传输。

1. MIME Base64 编码：
   • 使用 Base64.getMimeEncoder().encodeToString(originalInput.getBytes("utf-8")) 对原始字符串进行MIME Base64编码。
   • Base64.getMimeEncoder() 返回一个 Base64.Encoder 实例，调用 encodeToString() 方法将原始字符串的字节数组编码为MIME Base64字符串。
2. MIME Base64 解码：
   • 使用 Base64.getMimeDecoder().decode(encodedString) 对MIME Base64编码后的字符串进行解码。
   • Base64.getMimeDecoder() 返回一个 Base64.Decoder 实例，调用 decode() 方法将MIME Base64编码后的字符串解码为原始的字节数组。
   • 使用 new String(decodedBytes, "utf-8") 将解码后的字节数组转换为字符串。
3. 注意事项：
   • MIME Base64编码会在每行末尾添加换行符 \r\n，以便适应电子邮件等格式要求。
   • 如果使用的是不同的字符集编码（例如 utf-8），请确保在编码和解码过程中使用相同的字符集，以避免数据损坏或不正确的解码结果。

public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {// 原始字符串String originalInput = "Hello World!";// MIME Base64 编码String encodedString = Base64.getMimeEncoder().encodeToString(originalInput.getBytes("utf-8"));System.out.println("Encoded string (MIME):" + encodedString);// 解码 MIME Base64byte[] decodedBytes = Base64.getMimeDecoder().decode(encodedString);String decodedString = new String(decodedBytes, "utf-8");System.out.println("Decoded string: " + decodedString);}// 输出
Encoded string (MIME):SGVsbG8gV29ybGQh
Decoded string: Hello World!

二、Optional类

java.util.Optional 类是用来处理可能为null的值的容器。提供了一种优雅的方式来避免 NullPointerException，并且可以更清晰地表达某个值可能不存在的情况。

1. 创建 Optional 对象

   • Optional.of(value)：如果 value 不为 null，则创建一个包含指定值的 Optional 对象；如果 value 为 null，则会抛出 NullPointerException。
   • Optional.ofNullable(value)：无论 value 是否为 null，都会创建一个对应的 Optional 对象。如果 value 是 null，则创建一个空的 Optional 对象。

2. 检查是否有值

   • isPresent() ：检查 Optional 对象中是否包含值。

3. 获取值

   • get()：如果 Optional 对象中有值，则返回该值；否则抛出 NoSuchElementException。

4. 处理空值

   • orElse(defaultValue)：如果 Optional 对象中有值，则返回该值；否则返回 defaultValue。
   • orElseGet(Supplier)：如果 Optional 对象中有值，则返回该值；否则调用 Supplier 提供的方法来获取默认值。

5. 条件操作

   • ifPresent() ：在 Optional 对象非空时执行特定操作。

6. 过滤值

   • filter() 方法过滤 Optional 对象中的值。

7. 映射值

   • map() 或 flatMap() ：对 Optional 对象中的值进行映射操作。

public static void main(String[] args) {// 创建一个包含非空值的 Optional 对象Optional<String> optional1 = Optional.of("Hello");System.out.println("Optional 1 value: " + optional1.get());// 创建一个可能为 null 的 Optional 对象String nullableValue = null;Optional<String> optional2 = Optional.ofNullable(nullableValue);System.out.println("Optional 2 is present? " + optional2.isPresent());// 获取 Optional 对象中的值String value = optional1.get();System.out.println("Value: " + value);// 检查 Optional 对象中是否有值if (optional1.isPresent()) {System.out.println("Optional contains value.");} else {System.out.println("Optional is empty.");}// 使用 orElse 提供默认值String result1 = optional2.orElse("Default Value");System.out.println("Result 1: " + result1);// 使用 orElseGet 提供默认值String result2 = optional2.orElseGet(() -> {// 处理逻辑，返回默认值return "Default Value from Supplier";});System.out.println("Result 2: " + result2);// 如果 Optional 对象中有值，则执行操作optional1.ifPresent(val -> System.out.println("Value is present: " + val));// 过滤值Optional<String> filteredOptional = optional1.filter(val -> val.startsWith("H"));System.out.println("Filtered Optional value: " + filteredOptional.orElse("Not found"));// 映射值Optional<String> transformedOptional = optional1.map(val -> val.toUpperCase());System.out.println("Transformed Optional value: " + transformedOptional.orElse("No value"));// 抛出异常try {value = optional2.orElseThrow(() -> new IllegalArgumentException("Value is required."));System.out.println("Value: " + value);} catch (IllegalArgumentException e) {System.out.println("Exception: " + e.getMessage());}}// 输出
Optional 1 value: Hello
Optional 2 is present? false
Value: Hello
Optional contains value.
Result 1: Default Value
Result 2: Default Value from Supplier
Value is present: Hello
Filtered Optional value: Hello
Transformed Optional value: HELLO
Exception: Value is required.

三、Nashorn JavaScript

Java 8 引入了 Nashorn 作为新的 JavaScript 引擎，用于替代旧版的 Rhino 引擎，可以在 Java 应用程序中执行 JavaScript 代码。Nashorn 通过优化和与 Java 的本地集成提供了更好的性能。

1. 执行内联脚本:

public static void main(String[] args) throws Exception {// 创建 Nashorn 脚本引擎ScriptEngine engine = new ScriptEngineManager().getEngineByName("nashorn");// 执行 JavaScript 代码engine.eval("print('Hello Nashorn!')");
}

2. 传递变量:

public static void main(String[] args) throws Exception {ScriptEngine engine = new ScriptEngineManager().getEngineByName("nashorn");// 将 Java 变量传递给 JavaScriptengine.put("name", "Alice");engine.eval("print('Hello, ' + name + '!')");
}

3. 高级特性：
   • Java 互操作性: JavaScript 代码可以直接与 Java 类和对象交互。
   • 函数式编程: Nashorn 支持 lambda 表达式和流式 API，使其更符合现代 JavaScript 标准。
   • 性能: 由于其现代化设计和优化技术，Nashorn 通常比 Rhino 更快。

// Java 类
public class Person {public String getName() {return "Alice";}
}// JavaScript 代码
engine.eval("var person = new Person(); print(person.getName());");

4. 命令行工具：
   • Nashorn 还配备了一个命令行工具 (jjs)，用于直接从终端执行 JavaScript 文件，这对于测试和调试非常有用。

$ jjs script.js

5. 与 Java 应用程序集成:
   • 可以将 Nashorn 集成到 Java 应用程序中，用于脚本支持、规则引擎和动态行为等多种用途。
   • 提供了在 Java 的稳健性和 JavaScript 的脚本能力之间进行灵活结合的能力。

懒惰也是天生的，勤奋需自己努力，一放松就懒了