第二章 创建和销毁对象
1 考虑用静态工厂方法代替构造器。
优势:
1 有名称(多个 相同签名 的构造器)
2 不必每次调用它们都创建一个新对象。(可控)
3 可以返回原返回类型的任何子类型的对象。(灵活,可返回一个接口类型,强迫客户端面向接口编程)
4 静态工厂方法可以利用 类型推导 简化 参数化类型实例 的创建。
缺点:
1 类不含public protected的构造器,不能被子类化。
2 Javadoc API 文档中,没有特殊标明 静态工厂方法。 不方便查阅。
一些惯用名称:
1. valueOf,实际上是类型转换方法
2. of,valueOf的简洁替代。
3. getInstance。
4. newInstance。与3相比,确保返回的每个实例都与其他的所有实例不同。
5. getXXXX。
6. newXXXX。
总结:
和构造器比,各有好处。优先使用静态工厂。
(重用对象的好处 可以用 == 替代 equals,性能更好。静态工厂参考Boolean.valueOf().)
2 遇到多个构造器参数时,要考虑用Builder静态工厂和构造器有个共同的局限性:它们都不能很好地扩展到大量的可选参数。
Builder模式,既能保证像重叠构造器模式那样的安全性,也能保证像JavaBeans模式那么好的可读性。还可以有多个 可变参数。
Builder模式构建时,被构建类的field一般都是final。
如类的构造器或者静态工厂中具有多个参数,特别大多数参数时可选的时候,使用Builder模式。
(最好一开始就用Builder,否则兼容以前的构造函数和静态工厂很烦。)
3 用私有构造器或者枚举类型强化Singleton属性public enum EnumSingleton {
INSTANCE;
EnumSingleton() {
System.out.println(“我被创建了”);
}
public void metho1() {
System.out.println(“单例的方法”);
}
}
4 通过私有构造器强化不可实例化的能力副作用是 使得一个类不能被子类化。可用作常量定义工具类。
5 避免创建不必要的对象Map的keySet 每次返回的是同一个Set实例。
优先使用基本类型而不是装箱基本类型,当心无意识的自动装箱。
并不代表我们要尽可能的避免创建对象,对于小对象而言,它的创建和回收动作是非常廉价的。
反之,通过维护自己的对象池来避免创建对象并不是一种好的做法。
除非池中的对象是非常重量级的。
6 消除过期的对象引用避免内存泄漏。
只要类是自己管理内存(数组存储对象引用,及时置位null),程序员就应该警惕内存泄漏问题。
7 避免使用终结方法终结方法finalizer通常是不可预测的,也是很危险的,一般情况下是不必要的。
它不保证何时执行,是否执行。且会带来性能损失。
如果需要,提供一个显式的终止方法。类似InputStream。
显式的终止方法通常与try-finally结合起来使用,以确保及时终止。在finally子句内调用显式的终止方法,可以保证即使在使用对象的时候,有异常抛出,该终止方法也会执行。
终结方法的合法用途:
1 使用者忘记调用显式终止方法,终结方法可以充当 “安全网”,迟一点释放比不释放要好。(希望尽可能不要这样) 。如果终结方法发现资源还未被终止,应该在日志中记录一条警告。因为这是客户端的一个bug。但是要考虑这种额外的保护是否值得。
四个示例:FileInputStream、FileOutputStream、Timer、Connection。
2 释放native对象的资源。
还有一点,终结方法链不会自动执行。如果类有终结方法,并且子类覆盖了终结方法,要手动调用超类的终结方法。应该在try中终结子类,在finally中调用超类的finalize().
protected void finalize() throws Throwable {
try {
//finalize自己
} finally {
super.finalize();
}
}
为了防范子类没有手工调用超类的终结方法。可以采用匿名内部类实现一个终结方法守卫者。
//终结方法守卫者
private final Object finalizerGuardian = new Object() {
@Override
protected void finalize() throws Throwable {
//在这里调用外围实例的finalize
FinalizeTest.this.finalize();
}
};
第三章 对于所有对象都通用的方法
8 覆盖equals时请遵守通用约定
“值类(value class)”仅仅是一个表示值的类,例如Integer或Date。需要覆盖equals()。
有一种值类不需要覆盖,即第一条确保下的“每个值至多只存在一个对象”的类。枚举类型就属于这种类。
equals()方法实现了等价关系。
自反性。对于任何非null的引用值x,x.equals(x)必须返回true.(对象必须等于其自身)
对称性。对于任何非null的引用值x和y,当且仅当y.equals(x)返回true时,x.equals(y)必须返回true。(警惕子类父类不同的equals实现时)
传递性。对于任何非null的引用只x、y和z,如果x.equals(y)返回true,并且y.equals(z)也返回true,那么x.equeals(z)也必须返回true。(优先使用组合而不是继承,可以避免违反传递性 对称性,否则没有完美解决方案。 只要超类不能直接创建实例,则不会违反原则)
一致性。对于任何非null的引用值x和y,只要equals的比较 *** 作在对象中所用的信息没有被修改,多次调用x.equals(y)返回值一致。()
非空性。对于任何非null的引用值x,x.equals(null)必须返回false。(不用重复判空,只需要用instance 即可)
实现高质量equals方法的诀窍:
使用== *** 作符 检查”参数是否为这个对象的引用”。如果是,返回true。这是一种性能优化,适用于比较 *** 作昂贵的情况。
使用instanceof *** 作符检查“参数是否为正确的类型”。如果不是,返回false。
把参数强转成正确的类型。
对于该类中的每个“关键”域进行匹配比较。(float使用Float.compare()比较,double使用Double.compare()比较。 有些filed可能为null,且合法。 可以用 (field ==null? o.field==null: field.equals(0.field)) 。 如果field和o.field通常是相同的对象引用,那么下面的做法更快一些: ( field == o.field || field!=null && field.equlas(0.field)))
编写完equals方法之后,应该去测试 对称性、传递性、一致性。
覆盖equals时,同时覆盖hashCode。
不要将equals()方法声明中的Object对象替换为其他的类型。(public boolean equals(MyClass o)){})
//一个示例
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (o == this) {
return true;
}
if (!(o instanceof EnumSingletonTest)) {
return false;
}
EnumSingletonTest data = (EnumSingletonTest) o;
return data.xxx == xxx
&& dta.bbb == bbb;
}
9 覆盖equals时 总要覆盖 hashCode不覆盖该方法,会导致该类无法配合HashMap、HashSet和Hashtable一起使用。
因为equals()相等的话,hashCode()一定要相等。
一个好的散列函数通常倾向于“为不相等的对象产生不相等的散列码”。
10 始终要覆盖 toString 11 谨慎地覆盖clone一般,x.clone() != x ,x.clone().getClass() == x.getClass(), x.clone().equals(x) (但也不强求)
实际上,clone方法就是另一个构造器;你必须确保它不会伤害到原始的对象,并确保正确地创建被克隆对象中的约束条件。
更好的办法是类似集合类那样,提供 转换构造器 和 转换工厂。且转换构造器和工厂可以带一个接口类型的参数。 例如你有一个HashSet,想得到TreeSet,clone方法无法提供这样的功能,但是用转换构造器很容易实现。 new TreeSet(s)。
专家级程序员不建议用clone。
12 考虑实现 Comparable 接口实现compareTo()方法 。它的约定和equals方法相似。(自反、传递、对称),但它不用进行类型检查。比较时,顺序很重要,先比较重要的,如果产生了非零的结果,则结束比较。
小于返回负整数,等于返回0,大于返回正整数。
墙裂建议,(x.compareTo(y)==0) == (x.equals(y))
用于TreeSet TreeMap,以及工具类Collections、Arrays,内部包含搜索和排序算法。
如果一个域没有实现Comparable接口,或者需要使用一个非标准的排序关系。可以用Comparator来代替,或者使用已有的Comparator。例如:
public final class A implements Comparable{
private String s ;
public int compareto(A a){
return String.CASE_INSENSITIVE_ORDER_.compare(s,a.s);
}
}
有些时候可以直接用 this.s - other.s 来作为返回值,但是要确保 最小和最大的可能域值之差小于或等于INTEGER.MAX_VALUE。否则计算结果超过int型溢出时, 结果将相反。
第四章 类和接口
13使类和成员的可访问性最小化
隐藏内部数据和实现细节。
尽可能的使每个类或者成员不被外界访问。
对于顶层的(非嵌套的)类和接口,只有两种可能的访问级别:包级私有(缺省) 和 公有的。
如果一个包级私有的顶层类活接口 只是在某一个类的内部被用到,就应该考虑使他成为那个类的私有嵌套类。
然而,降低不必要的共有类的可访问性,比上一点更重要。
对于成员,依次有:private、包级私有(default)、protected(只有子类和包内可以访问)、public
protected应该少用,它和public都作为公开API的一部分。
如果方法覆盖了超类中的一个方法,子类中的访问级别就不允许低于超类中的访问级别。这样可以确保任何可使用超类的地方也可以使用子类。
实例域绝不能是公有的。如果域是非final的,则更不应该。如果final域包含可变对象的引用,它引用的对象是可以被修改的,这会导致灾难性的后果。
长度非零的数组总是可变的。所以,类具有公有的静态final数组域,或者返回这种域的访问方法,几乎总是错误的。因为客户端能修改数组中的内容,这是一个安全漏洞。
修正这个问题有两种方法:
- 访问权限设为私有,同时增加一个公有的不可变列表。
private static final A[] PRIVATE_VALUES = {…};
public static final List VALUES =
Collections.unmodifiableList(Arrays.asList(PRIVATE_VALUES ));
- 访问权限设为私有,增加一个公有方法,返回私有数组的一个备份:
private static final A[] PRIVATE_VALUES = {…};
public static final A[] values(){
return PRIVATE_VALUES .clone();
}
14 在公有类中使用访问方法而非公有域如果类可以在它所在的包的外部进行访问,就提供访问方法。
如果类是包级私有的,或者是私有的嵌套类,直接暴漏它的数据域并没有本质的错误。
公有类永远都不应该暴露可变的域。偶尔会暴漏不可变域。
有时候会暴露包级私有的或者私有的嵌套类的域,无论这个类可变还是不可变。
15 使可变性最小化不可变类只是其实例不能被修改的类。
每个实例中包含的所有信息都必须在创建该实例的时候就提供,并在对象的整个生命周期内固定不变。例如String、基本类型的包装类、BigInteger、BigDecimal。
不可变类遵循下面五条规则:
不要提供任何会修改对象状态的方法(改变对象属性的方法)。
保证类不会被扩展。(final或者 私有、包级私有构造器,提供公有静态工厂)
使所有的域都是final的。
使所有的域都成为私有的。
确保对于任何可变组件的互斥访问。确保客户端无法获取指向 可变对象的域 的引用。并且永远不要用客户端提供的对象引用来初始化这样的域,也不要从任何访问方法中返回该对象的引用。
大多数不可变类在修改域时,都是通过返回一个新的对象做的。只对 *** 作数进行运算但不修改它。
这被成为 函数的 functional做法,与之对应的是过程的procedural 或者 命令式的 imperative,这些方式会导致状态改变。
例如
public class ImmutableExampleTest {
private final int value;
public ImmutableExampleTest(int value) {
this.value = value;
}
public int getValue() {
return value;
}
public ImmutableExampleTest add(ImmutableExampleTest b) {
return new ImmutableExampleTest(value + b.value);
}
}
不可变对象可以只有一种状态,即被创建时的状态。
不可变对象本质上是线程安全的,它们不要求同步。
不可变对象可以被自由地共享。鼓励客户端尽可能地重用现有的实例。可以对频繁用到的值,提供公有的静态final常量。
不可变对象永远不需要保护性拷贝。不应该提供clone方法或者拷贝构造器。
不仅可以共享不可变对象,甚至也可以共享它们的内部信息。例如BigInteger类的negate()方法,返回的BigInteger对象中的数组指向原始实例中的同一个内部数组。
不可变对象为其他对象提供了大量的构件(building blocks)。
不强求所有的域都是final的,但必须保证 :没有一个方法能够对对象的状态产生 外部可见 的改变。可以用非final域去缓存一些昂贵开销的计算的结果(配合lazy initialization)。
如果不可变类实现了Serializable接口,并且包含一个或多个指向可变对象的域,需要特殊处理。
不可变对象真正唯一的缺点是,对于每个不同的值都需要一个单独的对象。
如果你执行一个多步骤的 *** 作,并且每个步骤都会产生一个新的对象,除了最后的结果之外其他的对象最终都会被丢弃,此时性能问题就会暴露出来。两种解决办法:
先猜测一下经常用到哪些多步骤 *** 作,然后将它们作为基本类型提供。
如果无法预测,最好的办法就是提供一个公有的可变配套类。String类是不可变类,它的可变配套类是StringBuilder。BigInteger对应BigSet。
总结:
尽量将小的值对象,成为不可变的。认真考虑将较大的值对象做成不可变的,例如String、BigInteger。只有当性能确实需要优化时,才为不可变的类提供公有的可变配套类。
如果类不能被做成不可变的,仍然应该尽可能地限制它的可变性。除非有令人信服的理由,否则每个域都是final的
不应该提供“重新初始化”方法,它会增加复杂性。
16 复合优先于继承(组合大于继承)继承是实现代码重用的有力手段,但它并非永远是最佳工具。
在包内部使用继承非常安全,因为它属于同一个程序员的控制之下。
对于专门为继承而设计、并具有很好的文档说明的类,继承也非常安全。
(这里的继承代表 实现继承 ,指的是一个类继承另一个类。 对于类实现接口、或者接口继承接口都不属于这种情况)
与方法调用不同的是,继承打破了封装性。
子类依赖于其超类中特定功能的实现细节。超类的实现有可能随着发行版本的不同而有所变化,如果发生了变化,子类可能遭到破坏,即使子类的代码完全没有改变。
只有当子类和超类之间确实存在 “is-a”关系时,才应该用继承。
继承机制会把超类API中的所有缺陷传播到子类中,而复合(装饰、代理)则允许设计新的API 来隐藏这些缺陷。
17 要么为继承而设计,并提供文档说明,要么就禁止继承。构造器决不能调用可被覆盖的方法。不管是直接的还是间接的调用。
如果类是为了继承而被设计的,无论实现Cloneable或Serializable都不是好主意。因为它把一些实质性的负担转嫁给扩展这个类的程序员的身上。因为**clone()或readObject()方法行为上类似于构造器,所以也不可以调用可覆盖的方法,不管以直接还是间接的形式。**
如果必须从这种类继承,一种办法是 确保这个类永远不会调用它的任何可覆盖的方法。
18 接口优于抽象类现有的类可以很容易被更新,以实现新的接口。
接口是定义mixin(混合类型)的理想选择。
接口允许我们构造非层次(竖向)结构的类型框架。
虽然接口不允许包含方法的实现。**但通过对每个重要接口都提供一个抽象的骨架实现(skeletal implementation)类,把接口和抽象类的优点结合起来。**接口的作用仍然是定义类型,但是骨架实现类接管了所有与接口实现相关的工作。
按照惯例,骨架实现类称为AbstractInterface,例如AbstractCollection、AbstractSet等。
骨架实现上有个小小的不同,就是简单实现。AbstractMap.SimpleEntry就是个例子,简单实现类似于骨架实现类,因为它实现了接口,并且也是为了继承而设计的,区别在于它不是抽象的:它是最简单的可能的有效实现。你可以原封不动地使用,也可以看情况将它子类化。
抽象类比接口有一个明显的优势:抽象类的演变比接口的演变要容易的多。
如果在后续的版本中,希望在抽象类中增加新的方法,始终可以增加具体方法,包含合理的默认实现即可。
一般来说,想在公有接口中增加方法,而不破坏实现这个接口的所有现有的类,这是不可能的。可以通过在为接口增加新方法的同时,也为骨架实现类增加同样的新方法,来一定程度上减小破坏。
因此,一个接口一旦公开发行,再修改基本不可能。
总结:
接口通常是定义允许多个实现(多态)的最佳途径。
如果你想要演变的容易性比功能、灵活性更重要,而且你接受抽象类的局限性,就用抽象类。
接口->骨架实现类->简单实现类。
19 接口只用于定义类型除此之外,为了任何其他的目的而定义接口是不恰当的。
说白了,定义接口是为了接口的行为。
有一种接口是常量接口,这是对接口的不良使用。因为常量是实现细节,不应该泄漏出去。对类的用户来说没有价值,反而会干扰。而且如果非final类实现了常量接口,它的所有子类的命名空间也会被接口中的常量所“污染”。
定义常量应该用枚举或者不可实例化的工具类。
20 类层次优于标签类想到了自己项目里 群聊创建模块。 原本就是一个标签类,改造成了类层次。
类层次好处:
简单清晰,没有样板代码,不受无关数据域的拖累,多个程序员可独立扩展层次结构。而且类层次可以反映类型之间本质上的层次关系,有助于增强灵活性。
标签类有很多缺点:
可读性差
内存占用增加因为实例承担着属于其他风格的不相关的域。
域不能是final的。
总之它过于冗长,容易出错,效率低下。
其实标签类是对类层次的一种简单的效仿。
将标签类转化成类层次:
为标签类的每个方法都定义一个包含抽象方法的抽象类,这里的每个方法的行为都依赖于 标签值。
如果有行为不依赖于标签值的方法,就将这些方法放在抽象类里。
如果所有的方法都用到了某些域,则将域也放在抽象类里。
为每种原始标签书写相应的子类。
如果一个类,它只有一个方法,这个方法执行其他对象(通过参数传入)上的 *** 作。
这个类的实例实际上等同于一个指向该方法的指针。
这样的实例称之为函数对象。也是一个具体策略类。
我们在设计具体的策略类时,还需要定义一个策略接口。
总结:函数指针的主要用途就是实现策略模式。
为了在java中实现这个模式,要声明一个接口来表示该策略,并且为每个具体策略实现该接口。
当具体策略只使用一次时,通常用匿名内部类来做。
当重复使用时,通常实现为某个类私有的静态成员类,并通过 公有 静态 final 域 被导出,域类型是策略接口类型。
22 优先考虑静态成员类嵌套类指定义在另一个类内部的类。目的是 只为它的外围类服务。
如果嵌套类将来可能用于其他的环境中,它就应该是顶层类。
嵌套类四种:
静态成员类(优先)
非静态成员类
匿名类(不能拥有静态成员,如果只有一处创建的地方)
局部类(有多处创建的地方)
后三种被称为内部类。
静态成员类是最简单的一种嵌套类,最好把它看作是普通的类,只是碰巧被声明在另一个类的内部而已。
如果声明内部类不要求访问外围实例,就要声明称 静态成员类。
内部类会包含一个额外的指向外围对象的引用,保存这份引用要消耗时间和空间,也会影响GC.
匿名类的常见用法:
动态创建函数对象。(21条)
创建过程对象,比如Runnable、Thread。
静态工厂方法的内部。
第五章 泛型
出错之后应该尽快发现,最好是在编译时就发现。
23 请不要在新代码中使用原生态类型、List
无限制的通配符类型:List>,等于List,它们和List
在类文字 中必须使用原生态类型。List.class String[].class ini.class都合法,List
尽可能地消除每一个非受检警告。 如果消除所有警告,则可以确保代码是类型安全的。意味着在运行时不会出现ClassCastException异常。
如果无法消除警告,同时可以证明引起警告的代码是类型安全的,只有在这种情况之下,才可以用一个@SuppressWarnings(“unchecked”)注解来禁止这条警告。
应该在尽可能小的范围里使用该注解。并添加注释解释为什么这么做是安全的。
25 列表优先于数组数组与泛型相比,有两个重要的不同:
一 数组是协变的,泛型是不可变的。
如果Sub是Super的子类型,那么Sub[]就是Super[]的子类型。
然而泛型则不是。对于任意两个不同的类型Type1,Type2,List
实际上,这不是泛型的缺陷,反而是数组的缺陷:
//fails at runtime!
Object[] objectArray = new Long[1];
objectArray[0] = “I don’t fit in”;//Throws ArrayStoreException
//Won’t compile
List listObject = new ArrayList();//Incompatible types
上述代码,无论哪种方法,都不能将String放入Long容器中。但是利用列表,可以在编译时发现错误。
二 数组是具体化的 在运行时才知道自己的类型,泛型通过擦除,在运行时丢弃类型信息
一般来说,数组和泛型不能很好地混合使用。
如果混合使用出现了编译时错误,应该用列表替代数组。
26 优先考虑泛型不能直接创建 new T[16],可以通过创建 (T[])new Object[16];强转。也可以在 取出数据时强转。
有些泛型如ArrayList,必须在数组上实现。
为了提升性能,其他泛型如HashMap也在数组上实现。
有在这种情况之下,才可以用一个@SuppressWarnings(“unchecked”)注解来禁止这条警告。
应该在尽可能小的范围里使用该注解。并添加注释解释为什么这么做是安全的。
25 列表优先于数组数组与泛型相比,有两个重要的不同:
一 数组是协变的,泛型是不可变的。
如果Sub是Super的子类型,那么Sub[]就是Super[]的子类型。
然而泛型则不是。对于任意两个不同的类型Type1,Type2,List
实际上,这不是泛型的缺陷,反而是数组的缺陷:
//fails at runtime!
Object[] objectArray = new Long[1];
objectArray[0] = “I don’t fit in”;//Throws ArrayStoreException
//Won’t compile
List listObject = new ArrayList();//Incompatible types
上述代码,无论哪种方法,都不能将String放入Long容器中。但是利用列表,可以在编译时发现错误。
二 数组是具体化的 在运行时才知道自己的类型,泛型通过擦除,在运行时丢弃类型信息
一般来说,数组和泛型不能很好地混合使用。
如果混合使用出现了编译时错误,应该用列表替代数组。
26 优先考虑泛型不能直接创建 new T[16],可以通过创建 (T[])new Object[16];强转。也可以在 取出数据时强转。
有些泛型如ArrayList,必须在数组上实现。
为了提升性能,其他泛型如HashMap也在数组上实现。
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