Java编程最差实践（二）

Gtwo 2016-09-27

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来自：疯狂的菠菜 - ITeye技术网站
链接：http://macrochen./blog/1393502（点击尾部阅读原文前往）
原文：http://www./prog/design/newbies.php

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HashMap size陷阱
错误的写法:

Map map = new HashMap(collection.size());
for (Object o : collection) {
map.put(o.key, o.value);
}

这里可以参考guava的Maps.newHashMapWithExpectedSize的实现. 用户的本意是希望给HashMap设置初始值, 避免扩容(resize)的开销. 但是没有考虑当添加的元素数量达到HashMap容量的75%时将出现resize.
正确的写法:

Map map = new HashMap(1 + (int) (collection.size() / 0.75));

对Hashtable, HashMap 和 HashSet了解不够

这里主要需要了解HashMap和Hashtable的内部实现上, 它们都使用Entry包装来封装key/value, Entry内部除了要保存Key/Value的引用, 还需要保存hash桶中next Entry的应用, 因此对内存会有不小的开销, 而HashSet内部实现其实就是一个HashMap. 有时候IdentityHashMap可以作为一个不错的替代方案. 它在内存使用上更有效(没有用Entry封装, 内部采用Object[]). 不过需要小心使用. 它的实现违背了Map接口的定义. 有时候也可以用ArrayList来替换HashSet.
这一切的根源都是由于JDK内部没有提供一套高效的Map和Set实现.
对List的误用
建议下列场景用Array来替代List:

list长度固定, 比如一周中的每一天
对list频繁的遍历, 比如超过1w次
需要对数字进行包装(主要JDK没有提供基本类型的List)

比如下面的代码.
错误的写法:

List<Integer> codes = new ArrayList<Integer>();
codes.add(Integer.valueOf(10));
codes.add(Integer.valueOf(20));
codes.add(Integer.valueOf(30));
codes.add(Integer.valueOf(40));

正确的写法:

int[] codes = { 10, 20, 30, 40 };

错误的写法:

// horribly slow and a memory waster if l has a few thousand elements (try it yourself!)
List<Mergeable> l = ...;
for (int i=0; i < l.size()-1; i++) {
Mergeable one = l.get(i);
Iterator<Mergeable> j = l.iterator(i+1); // memory allocation!
while (j.hasNext()) {
Mergeable other = l.next();
if (one.canMergeWith(other)) {
one.merge(other);
other.remove();
}
}
}

正确的写法:

// quite fast and no memory allocation
Mergeable[] l = ...;
for (int i=0; i < l.length-1; i++) {
Mergeable one = l[i];
for (int j=i+1; j < l.length; j++) {
Mergeable other = l[j];
if (one.canMergeWith(other)) {
one.merge(other);
l[j] = null;
}
}
}

实际上Sun也意识到这一点, 因此在JDK中, Collections.sort()就是将一个List拷贝到一个数组中然后调用Arrays.sort方法来执行排序.

用数组来描述一个结构
错误用法:

/**
* @returns [1]: Location, [2]: Customer, [3]: Incident
*/
Object[] getDetails(int id) {...

这里用数组+文档的方式来描述一个方法的返回值. 虽然很简单, 但是很容易误用, 正确的做法应该是定义个类.
正确的写法:

Details getDetails(int id) {...}
private class Details {
public Location location;
public Customer customer;
public Incident incident;
}

对方法过度限制
错误用法:

public void notify(Person p) {
...
sendMail(p.getName(), p.getFirstName(), p.getEmail());
...
}
class PhoneBook {
String lookup(String employeeId) {
Employee emp = ...
return emp.getPhone();
}
}

第一个例子是对方法参数做了过多的限制, 第二个例子对方法的返回值做了太多的限制.
正确的写法:

public void notify(Person p) {
...
sendMail(p);
...
}
class EmployeeDirectory {
Employee lookup(String employeeId) {
Employee emp = ...
return emp;
}
}

对POJO的setter方法画蛇添足
错误的写法:

private String name;
public void setName(String name) {
this.name = name.trim();
}
public void String getName() {
return this.name;
}

有时候我们很讨厌字符串首尾出现空格, 所以在setter方法中进行了trim处理, 但是这样做的结果带来的副作用会使getter方法的返回值和setter方法不一致, 如果只是将JavaBean当做一个数据容器, 那么最好不要包含任何业务逻辑. 而将业务逻辑放到专门的业务层或者控制层中处理.
正确的做法:

person.setName(textInput.getText().trim());

日历对象(Calendar)误用
错误的写法:

Calendar cal = new GregorianCalender(TimeZone.getTimeZone("Europe/Zurich"));
cal.setTime(date);
cal.add(Calendar.HOUR_OF_DAY, 8);
date = cal.getTime();

这里主要是对date, time, calendar和time zone不了解导致. 而在一个时间上增加8小时, 跟time zone没有任何关系, 所以没有必要使用Calendar, 直接用Date对象即可, 而如果是增加天数的话, 则需要使用Calendar, 因为采用不同的时令制可能一天的小时数是不同的(比如有些DST是23或者25个小时)
正确的写法:

date = new Date(date.getTime() + 8L * 3600L * 1000L); // add 8 hrs

TimeZone的误用
错误的写法:

Calendar cal = new GregorianCalendar();
cal.setTime(date);
cal.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 0);
cal.set(Calendar.MINUTE, 0);
cal.set(Calendar.SECOND, 0);
Date startOfDay = cal.getTime();

这里有两个错误, 一个是没有没有将毫秒归零, 不过最大的错误是没有指定TimeZone, 不过一般的桌面应用没有问题, 但是如果是服务器端应用则会有一些问题, 比如同一时刻在上海和伦敦就不一样, 因此需要指定的TimeZone.
正确的写法:

Calendar cal = new GregorianCalendar(user.getTimeZone());
cal.setTime(date);
cal.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 0);
cal.set(Calendar.MINUTE, 0);
cal.set(Calendar.SECOND, 0);
cal.set(Calendar.MILLISECOND, 0);
Date startOfDay = cal.getTime();

时区(Time Zone)调整的误用
错误的写法:

public static Date convertTz(Date date, TimeZone tz) {
Calendar cal = Calendar.getInstance();
cal.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("UTC"));
cal.setTime(date);
cal.setTimeZone(tz);
return cal.getTime();
}

这个方法实际上没有改变时间, 输入和输出是一样的. 关于时间的问题可以参考这篇文章: http://www./prog/design/datetime.php 这里主要的问题是Date对象并不包含Time Zone信息. 它总是使用UTC(世界统一时间). 而调用Calendar的getTime/setTime方法会自动在当前时区和UTC之间做转换.
Calendar.getInstance()的误用
错误的写法:

Calendar c = Calendar.getInstance();
c.set(2009, Calendar.JANUARY, 15);

Calendar.getInstance()依赖local来选择一个Calendar实现, 不同实现的2009年是不同的, 比如有些Calendar实现就没有January月份.
正确的写法:

Calendar c = new GregorianCalendar(timeZone);
c.set(2009, Calendar.JANUARY, 15);

Date.setTime()的误用
错误的写法:

account.changePassword(oldPass, newPass);
Date lastmod = account.getLastModified();
lastmod.setTime(System.currentTimeMillis());

在更新密码之后, 修改一下最后更新时间, 这里的用法没有错,但是有更好的做法: 直接传Date对象. 因为Date是Value Object, 不可变的. 如果更新了Date的值, 实际上是生成一个新的Date实例. 这样其他地方用到的实际上不在是原来的对象, 这样可能出现不可预知的异常. 当然这里又涉及到另外一个OO设计的问题, 对外暴露Date实例本身就是不好的做法(一般的做法是在setter方法中设置Date引用参数的clone对象). 另外一种比较好的做法就是直接保存long类型的毫秒数.
正确的做法:

account.changePassword(oldPass, newPass);
account.setLastModified(new Date());

SimpleDateFormat非线程安全误用
错误的写法:

public class Constants {
public static final SimpleDateFormat date = new SimpleDateFormat("dd.MM.yyyy");
}

SimpleDateFormat不是线程安全的. 在多线程并行处理的情况下, 会得到非预期的值. 这个错误非常普遍! 如果真要在多线程环境下公用同一个SimpleDateFormat, 那么做好做好同步(cache flush, lock contention), 但是这样会搞得更复杂, 还不如直接new一个实在.

使用全局参数配置常量类/接口

public interface Constants {
String version = "1.0";
String dateFormat = "dd.MM.yyyy";
String configFile = ".apprc";
int maxNameLength = 32;
String someQuery = "SELECT * FROM ...";
}

很多应用都会定义这样一个全局常量类或接口, 但是为什么这种做法不推荐? 因为这些常量之间基本没有任何关联, 只是因为公用才定义在一起. 但是如果其他组件需要使用这些全局变量, 则必须对该常量类产生依赖, 特别是存在server和远程client调用的场景.
比较好的做法是将这些常量定义在组件内部. 或者局限在一个类库内部.
忽略造型溢出(cast overflow)
错误的写法:

public int getFileSize(File f) {
long l = f.length();
return (int) l;
}

这个方法的本意是不支持传递超过2GB的文件. 最好的做法是对长度进行检查, 溢出时抛出异常.
正确的写法:

public int getFileSize(File f) {
long l = f.length();
if (l > Integer.MAX_VALUE) throw new IllegalStateException("int overflow");
return (int) l;
}

另一个溢出bug是cast的对象不对, 比如下面第一个println. 正确的应该是下面的那个.

Java代码

long a = System.currentTimeMillis();
long b = a + 100;
System.out.println((int) b-a);
System.out.println((int) (b-a));

对float和double使用==操作
错误的写法:

Java代码

for (float f = 10f; f!=0; f-=0.1) {
System.out.println(f);
}

上面的浮点数递减只会无限接近0而不会等于0, 这样会导致上面的for进入死循环. 通常绝不要对float和double使用==操作. 而采用大于和小于操作. 如果java编译器能针对这种情况给出警告. 或者在java语言规范中不支持浮点数类型的==操作就最好了.
正确的写法:

Java代码

for (float f = 10f; f>0; f-=0.1) {
System.out.println(f);
}

用浮点数来保存money
错误的写法:

Java代码

float total = 0.0f;
for (OrderLine line : lines) {
total += line.price * line.count;
}
double a = 1.14 * 75; // 85.5 将表示为 85.4999...
System.out.println(Math.round(a)); // 输出值为85
BigDecimal d = new BigDecimal(1.14); //造成精度丢失

这个也是一个老生常谈的错误. 比如计算100笔订单, 每笔0.3元, 最终的计算结果是29.9999971. 如果将float类型改为double类型, 得到的结果将是30.000001192092896. 出现这种情况的原因是, 人类和计算的计数方式不同. 人类采用的是十进制, 而计算机是二进制.二进制对于计算机来说非常好使, 但是对于涉及到精确计算的场景就会带来误差. 比如银行金融中的应用.
因此绝不要用浮点类型来保存money数据. 采用浮点数得到的计算结果是不精确的. 即使与int类型做乘法运算也会产生一个不精确的结果.那是因为在用二进制存储一个浮点数时已经出现了精度丢失. 最好的做法就是用一个string或者固定点数来表示. 为了精确, 这种表示方式需要指定相应的精度值.
BigDecimal就满足了上面所说的需求. 如果在计算的过程中精度的丢失超出了给定的范围, 将抛出runtime exception.
正确的写法:

Java代码

BigDecimal total = BigDecimal.ZERO;
for (OrderLine line : lines) {
BigDecimal price = new BigDecimal(line.price);
BigDecimal count = new BigDecimal(line.count);
total = total.add(price.multiply(count)); // BigDecimal is immutable!
}
total = total.setScale(2, RoundingMode.HALF_UP);
BigDecimal a = (new BigDecimal("1.14")).multiply(new BigDecimal(75)); // 85.5 exact
a = a.setScale(0, RoundingMode.HALF_UP); // 86
System.out.println(a); // correct output: 86
BigDecimal a = new BigDecimal("1.14");

不使用finally块释放资源
错误的写法:

上面的代码打开一个文件输出流, 操作系统为其分配一个文件句柄, 但是文件句柄是一种非常稀缺的资源, 必须通过调用相应的close方法来被正确的释放回收. 而为了保证在异常情况下资源依然能被正确回收, 必须将其放在finally block中. 上面的代码中使用了BufferedInputStream将file stream包装成了一个buffer stream, 这样将导致在调用close方法时才会将buffer stream写入磁盘. 如果在close的时候失败, 将导致写入数据不完全. 而对于FileInputStream在finally block的close操作这里将直接忽略.
如果BufferedOutputStream.close()方法执行顺利则万事大吉, 如果失败这里有一个潜在的bug(http://bugs./view_bug.do?bug_id=6335274): 在close方法内部调用flush操作的时候, 如果出现异常, 将直接忽略. 因此为了尽量减少数据丢失, 在执行close之前显式的调用flush操作.
下面的代码有一个小小的瑕疵: 如果分配file stream成功, 但是分配buffer stream失败(OOM这种场景), 将导致文件句柄未被正确释放. 不过这种情况一般不用担心, 因为JVM的gc将帮助我们做清理.

数据库访问也涉及到类似的情况:

finalize方法误用
错误的写法:

public class FileBackedCache {
private File backingStore;
...
protected void finalize() throws IOException {
if (backingStore != null) {
backingStore.close();
backingStore = null;
}
}
}

这个问题Effective Java这本书有详细的说明. 主要是finalize方法依赖于GC的调用, 其调用时机可能是立马也可能是几天以后, 所以是不可预知的. 而JDK的API文档中对这一点有误导: 建议在该方法中来释放I/O资源.
正确的做法是定义一个close方法, 然后由外部的容器来负责调用释放资源.

public class FileBackedCache {
private File backingStore;
...
public void close() throws IOException {
if (backingStore != null) {
backingStore.close();
backingStore = null;
}
}
}

在JDK 1.7 (Java 7)中已经引入了一个AutoClosable接口. 当变量(不是对象)超出了try-catch的资源使用范围, 将自动调用close方法.

try (Writer w = new FileWriter(f)) { // implements Closable
w.write("abc");
// w goes out of scope here: w.close() is called automatically in ANY case
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e.getMessage(), e);
}

Thread.interrupted方法误用
错误的写法:

try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
// ok
}
or
while (true) {
if (Thread.interrupted()) break;
}

这里主要是interrupted静态方法除了返回当前线程的中断状态, 还会将当前线程状态复位.
正确的写法:

try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
or
while (true) {
if (Thread.currentThread().isInterrupted()) break;
}

在静态变量初始化时创建线程
错误的写法:

class Cache {
private static final Timer evictor = new Timer();
}

Timer构造器内部会new一个thread, 而该thread会从它的父线程(即当前线程)中继承各种属性. 比如context classloader, threadlocal以及其他的安全属性(访问权限). 而加载当前类的线程可能是不确定的, 比如一个线程池中随机的一个线程. 如果你需要控制线程的属性, 最好的做法就是将其初始化操作放在一个静态方法中, 这样初始化将由它的调用者来决定.
正确的做法: