聊聊Java中程式碼優化的30個小技巧

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大家好,我是蘇三,又跟大家見面了。

前言

我之前寫過兩篇關於優化相關的問題:《 聊聊sql優化的15個小技巧 》和《 聊聊介面效能優化的11個小技巧 》,發表之後,在全網受到廣大網友的好評。閱讀量和點贊率都很高,說明了這類文章的價值。

今天接著優化這個話題,我們一起聊聊Java中程式碼優化的30個小技巧,希望會對你有所幫助。

1.用String.format拼接字串

不知道你有沒有拼接過字串,特別是那種有多個引數,字串比較長的情況。

比如現在有個需求:要用get請求呼叫第三方介面,url後需要拼接多個引數。

以前我們的請求地址是這樣拼接的:

String url = "http://susan.sc.cn?userName="+userName+"&age="+age+"&address="+address+"&sex="+sex+"&roledId="+roleId;

字串使用 + 號拼接,非常容易出錯。

後面優化了一下,改為使用 StringBuilder 拼接字串:

StringBuilder urlBuilder = new StringBuilder("http://susan.sc.cn?");
urlBuilder.append("userName=")
.append(userName)
.append("&age=")
.append(age)
.append("&address=")
.append(address)
.append("&sex=")
.append(sex)
.append("&roledId=")
.append(roledId);

程式碼優化之後,稍微直觀點。

但還是看起來比較彆扭。

這時可以使用 String.format 方法優化:

String requestUrl = "http://susan.sc.cn?userName=%s&age=%s&address=%s&sex=%s&roledId=%s";
String url = String.format(requestUrl,userName,age,address,sex,roledId);

程式碼的可讀性,一下子提升了很多。

我們平常可以使用 String.format 方法拼接url請求引數,日誌列印等字串。

但不建議在for迴圈中用它拼接字串,因為它的執行效率,比使用+號拼接字串,或者使用StringBuilder拼接字串都要慢一些。

2.建立可緩衝的IO流

IO流 想必大家都使用得比較多,我們經常需要把資料 寫入 某個檔案,或者從某個檔案中 讀取 資料到 記憶體 中,甚至還有可能把檔案a,從目錄b, 複製 到目錄c下等。

JDK給我們提供了非常豐富的API,可以去操作IO流。

例如:

public class IoTest1 {
public static void main(String[] args) {
FileInputStream fis = null;
FileOutputStream fos = null;
try {
File srcFile = new File("/Users/dv_susan/Documents/workspace/jump/src/main/java/com/sue/jump/service/test1/1.txt");
File destFile = new File("/Users/dv_susan/Documents/workspace/jump/src/main/java/com/sue/jump/service/test1/2.txt");
fis = new FileInputStream(srcFile);
fos = new FileOutputStream(destFile);
int len;
while ((len = fis.read()) != -1) {
fos.write(len);
}
fos.flush();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
if (fos != null) {
fos.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
if (fis != null) {
fis.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}

這個例子主要的功能,是將1.txt檔案中的內容複製到2.txt檔案中。這例子使用普通的IO流從功能的角度來說,也能滿足需求,但效能卻不太好。

因為這個例子中,從1.txt檔案中讀一個位元組的資料,就會馬上寫入2.txt檔案中,需要非常頻繁的讀寫檔案。

優化:

public class IoTest {
public static void main(String[] args) {
BufferedInputStream bis = null;
BufferedOutputStream bos = null;
FileInputStream fis = null;
FileOutputStream fos = null;
try {
File srcFile = new File("/Users/dv_susan/Documents/workspace/jump/src/main/java/com/sue/jump/service/test1/1.txt");
File destFile = new File("/Users/dv_susan/Documents/workspace/jump/src/main/java/com/sue/jump/service/test1/2.txt");
fis = new FileInputStream(srcFile);
fos = new FileOutputStream(destFile);
bis = new BufferedInputStream(fis);
bos = new BufferedOutputStream(fos);
byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
while ((len = bis.read(buffer)) != -1) {
bos.write(buffer, 0, len);
}
bos.flush();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
if (bos != null) {
bos.close();
}
if (fos != null) {
fos.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
if (bis != null) {
bis.close();
}
if (fis != null) {
fis.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}

這個例子使用 BufferedInputStreamBufferedOutputStream 建立了 可緩衝 的輸入輸出流。

最關鍵的地方是定義了一個buffer位元組陣列,把從1.txt檔案中讀取的資料臨時儲存起來,後面再把該buffer位元組陣列的資料,一次性批量寫入到2.txt中。

這樣做的好處是,減少了讀寫檔案的次數,而我們都知道讀寫檔案是非常耗時的操作。也就是說使用可快取的輸入輸出流,可以提升IO的效能,特別是遇到檔案非常大時,效率會得到顯著提升。

3.減少迴圈次數

在我們日常開發中,迴圈遍歷集合是必不可少的操作。

但如果迴圈層級比較深,迴圈中套迴圈,可能會影響程式碼的執行效率。

反例

for(User user: userList) {
for(Role role: roleList) {
if(user.getRoleId().equals(role.getId())) {
user.setRoleName(role.getName());
}
}
}

這個例子中有兩層迴圈,如果userList和roleList資料比較多的話,需要迴圈遍歷很多次,才能獲取我們所需要的資料,非常消耗cpu資源。

正例

Map<Long, List<Role>> roleMap = roleList.stream().collect(Collectors.groupingBy(Role::getId));
for (User user : userList) {
List<Role> roles = roleMap.get(user.getRoleId());
if(CollectionUtils.isNotEmpty(roles)) {
user.setRoleName(roles.get(0).getName());
}
}

減少迴圈次數,最簡單的辦法是,把第二層迴圈的集合變成 map ,這樣可以直接通過 key ,獲取想要的 value 資料。

雖說map的key存在 hash衝突 的情況,但遍歷存放資料的 連結串列 或者 紅黑樹時間複雜度 ,比遍歷整個list集合要小很多。

4.用完資源記得及時關閉

在我們日常開發中,可能經常訪問 資源 ,比如:獲取資料庫連線,讀取檔案等。

我們以獲取資料庫連線為例。

反例

//1. 載入驅動類
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
//2. 建立連線
Connection connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql//localhost:3306/db?allowMultiQueries=true&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8","root","123456");
//3.編寫sql
String sql ="select * from user";
//4.建立PreparedStatement
PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql);
//5.獲取查詢結果
ResultSet rs = pstmt.execteQuery();
while(rs.next()){
int id = rs.getInt("id");
String name = rs.getString("name");
}

上面這段程式碼可以正常執行,但卻犯了一個很大的錯誤,即:ResultSet、PreparedStatement和Connection物件的資源,使用完之後,沒有關閉。

我們都知道,資料庫連線是非常寶貴的資源。我們不可能一直建立連線,並且用完之後,也不回收,白白浪費資料庫資源。

正例

//1. 載入驅動類
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

Connection connection = null;
PreparedStatement pstmt = null;
ResultSet rs = null;
try {
//2. 建立連線
connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql//localhost:3306/db?allowMultiQueries=true&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8","root","123456");
//3.編寫sql
String sql ="select * from user";
//4.建立PreparedStatement
pstmt = conn.prepareStatement(sql);
//5.獲取查詢結果
rs = pstmt.execteQuery();
while(rs.next()){
int id = rs.getInt("id");
String name = rs.getString("name");
}
} catch(Exception e) {
log.error(e.getMessage(),e);
} finally {
if(rs != null) {
rs.close();
}

if(pstmt != null) {
pstmt.close();
}

if(connection != null) {
connection.close();
}
}

這個例子中,無論是ResultSet,或者PreparedStatement,還是Connection物件,使用完之後,都會呼叫 close 方法關閉資源。

在這裡溫馨提醒一句:ResultSet,或者PreparedStatement,還是Connection物件,這三者關閉資源的順序不能反了,不然可能會出現異常。

5.使用池技術

我們都知道,從資料庫查資料,首先要連線資料庫,獲取 Connection 資源。

想讓程式多執行緒執行,需要使用 Thread 類建立執行緒,執行緒也是一種資源。

通常一次資料庫操作的過程是這樣的:

  1. 建立連線

  2. 進行資料庫操作

  3. 關閉連線

而建立連線和關閉連線,是非常耗時的操作,建立連線需要同時會建立一些資源,關閉連線時,需要回收那些資源。

如果使用者的每一次資料庫請求,程式都都需要去建立連線和關閉連線的話,可能會浪費大量的時間。

此外,可能會導致資料庫連線過多。

我們都知道資料庫的 最大連線數 是有限的,以mysql為例,最大連線數是: 100 ,不過可以通過引數調整這個數量。

如果使用者請求的連線數超過最大連線數,就會報: too many connections 異常。如果有新的請求過來,會發現資料庫變得不可用。

這時可以通過命令:

show variables like max_connections

檢視最大連線數。

然後通過命令:

set GLOBAL max_connections=1000

手動修改最大連線數。

這種做法只能暫時緩解問題,不是一個好的方案,無法從根本上解決問題。

最大的問題是:資料庫連線數可以無限增長,不受控制。

這時我們可以使用 資料庫連線池

目前Java開源的資料庫連線池有:

  • DBCP:是一個依賴Jakarta commons-pool物件池機制的資料庫連線池。

  • C3P0:是一個開放原始碼的JDBC連線池,它在lib目錄中與Hibernate一起釋出,包括了實現jdbc3和jdbc2擴充套件規範說明的Connection 和Statement 池的DataSources 物件。

  • Druid:阿里的Druid,不僅是一個數據庫連線池,還包含一個ProxyDriver、一系列內建的JDBC元件庫、一個SQL Parser。

  • Proxool:是一個Java SQL Driver驅動程式,它提供了對選擇的其它型別的驅動程式的連線池封裝,可以非常簡單的移植到已有程式碼中。

目前用的最多的資料庫連線池是: Druid

6.反射時加快取

我們都知道通過 反射 建立物件例項,比使用 new 關鍵字要慢很多。

由此,不太建議在使用者請求過來時,每次都通過反射 實時 建立例項。

有時候,為了程式碼的靈活性,又不得不用反射建立例項,這時該怎麼辦呢?

答:加 快取

其實spring中就使用了大量的反射,我們以支付方法為例。

根據前端傳入不同的支付code,動態找到對應的支付方法,發起支付。

我們先定義一個註解。

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)  
@Target(ElementType.TYPE)
public @interface PayCode {
String value();
String name();
}

在所有的支付類上都加上該註解

@PayCode(value = "alia", name = "支付寶支付")  
@Service
public class AliaPay implements IPay {

@Override
public void pay() {
System.out.println("===發起支付寶支付===");
}
}

@PayCode(value = "weixin", name = "微信支付")
@Service
public class WeixinPay implements IPay {

@Override
public void pay() {
System.out.println("===發起微信支付===");
}
}

@PayCode(value = "jingdong", name = "京東支付")
@Service
public class JingDongPay implements IPay {
@Override
public void pay() {
System.out.println("===發起京東支付===");
}
}

然後增加最關鍵的類:

@Service
public class PayService2 implements ApplicationListener<ContextRefreshedEvent> {
private static Map<String, IPay> payMap = null;

@Override
public void onApplicationEvent(ContextRefreshedEvent contextRefreshedEvent) {
ApplicationContext applicationContext = contextRefreshedEvent.getApplicationContext();
Map<String, Object> beansWithAnnotation = applicationContext.getBeansWithAnnotation(PayCode.class);

if (beansWithAnnotation != null) {
payMap = new HashMap<>();
beansWithAnnotation.forEach((key, value) ->{
String bizType = value.getClass().getAnnotation(PayCode.class).value();
payMap.put(bizType, (IPay) value);
});
}
}

public void pay(String code) {
payMap.get(code).pay();
}
}

PayService2類實現了 ApplicationListener 介面,這樣在 onApplicationEvent方法 中,就可以拿到 ApplicationContext 的例項。這一步,其實是在spring容器啟動的時候,spring通過反射我們處理好了。

我們再獲取打了PayCode註解的類,放到一個 map 中,map中的 key 就是PayCode註解中定義的value,跟code引數一致,value是支付類的例項。

這樣,每次就可以每次直接通過code獲取支付類例項,而不用if...else判斷了。如果要加新的支付方法,只需在支付類上面打上PayCode註解定義一個新的code即可。

注意:這種方式的code可以沒有業務含義,可以是純數字,只要不重複就行。

7.多執行緒處理

很多時候,我們需要在某個介面中,呼叫其他服務的介面。

比如有這樣的業務場景:

在使用者資訊查詢介面中需要返回:使用者名稱稱、性別、等級、頭像、積分、成長值等資訊。

而使用者名稱稱、性別、等級、頭像在使用者服務中,積分在積分服務中,成長值在成長值服務中。為了彙總這些資料統一返回,需要另外提供一個對外介面服務。

於是,使用者資訊查詢介面需要呼叫使用者查詢介面、積分查詢介面 和 成長值查詢介面,然後彙總資料統一返回。

呼叫過程如下圖所示: 呼叫遠端介面總耗時 530ms = 200ms + 150ms + 180ms

顯然這種序列呼叫遠端介面效能是非常不好的,呼叫遠端介面總的耗時為所有的遠端介面耗時之和。

那麼如何優化遠端介面效能呢?

上面說到,既然序列呼叫多個遠端介面效能很差,為什麼不改成並行呢?

如下圖所示: 呼叫遠端介面總耗時 200ms = 200ms(即耗時最長的那次遠端介面呼叫)

在java8之前可以通過實現 Callable 介面,獲取執行緒返回結果。

java8以後通過 CompleteFuture 類實現該功能。我們這裡以CompleteFuture為例:

public UserInfo getUserInfo(Long id) throws InterruptedException, ExecutionException {
final UserInfo userInfo = new UserInfo();
CompletableFuture userFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
getRemoteUserAndFill(id, userInfo);
return Boolean.TRUE;
}, executor);

CompletableFuture bonusFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
getRemoteBonusAndFill(id, userInfo);
return Boolean.TRUE;
}, executor);

CompletableFuture growthFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
getRemoteGrowthAndFill(id, userInfo);
return Boolean.TRUE;
}, executor);
CompletableFuture.allOf(userFuture, bonusFuture, growthFuture).join();

userFuture.get();
bonusFuture.get();
growthFuture.get();

return userInfo;
}

溫馨提醒一下,這兩種方式別忘了使用執行緒池。示例中我用到了executor,表示自定義的執行緒池,為了防止高併發場景下,出現執行緒過多的問題。

8.懶載入

有時候,建立物件是一個非常耗時的操作,特別是在該物件的建立過程中,還需要建立很多其他的物件時。

我們以單例模式為例。

在介紹單例模式的時候,必須要先介紹它的兩種非常著名的實現方式: 餓漢模式懶漢模式

8.1 餓漢模式

例項在初始化的時候就已經建好了,不管你有沒有用到,先建好了再說。具體程式碼如下:

public class SimpleSingleton {
//持有自己類的引用
private static final SimpleSingleton INSTANCE = new SimpleSingleton();

//私有的構造方法
private SimpleSingleton() {
}
//對外提供獲取例項的靜態方法
public static SimpleSingleton getInstance() {
return INSTANCE;
}
}

使用餓漢模式的好處是: 沒有執行緒安全的問題 ,但帶來的壞處也很明顯。

private static final SimpleSingleton INSTANCE = new SimpleSingleton();

一開始就例項化物件了,如果例項化過程非常耗時,並且最後這個物件沒有被使用,不是白白造成資源浪費嗎?

還真是啊。

這個時候你也許會想到,不用提前例項化物件,在真正使用的時候再例項化不就可以了?

這就是我接下來要介紹的: 懶漢模式

8.2 懶漢模式

顧名思義就是例項在用到的時候才去建立,“比較懶”,用的時候才去檢查有沒有例項,如果有則返回,沒有則新建。具體程式碼如下:

public class SimpleSingleton2 {

private static SimpleSingleton2 INSTANCE;

private SimpleSingleton2() {
}

public static SimpleSingleton2 getInstance() {
if (INSTANCE == null) {
INSTANCE = new SimpleSingleton2();
}
return INSTANCE;
}
}

示例中的INSTANCE物件一開始是空的,在呼叫getInstance方法才會真正例項化。

懶漢模式相對於餓漢模式,沒有提前例項化物件,在真正使用的時候再例項化,在例項化物件的階段效率更高一些。

除了單例模式之外,懶載入的思想,使用比較多的可能是:

  1. spring的@Lazy註解。在spring容器啟動的時候,不會呼叫其getBean方法初始化例項。

  2. mybatis的懶載入。在mybatis做級聯查詢的時候,比如查使用者的同時需要查角色資訊。如果用了懶載入,先只查使用者資訊,真正使用到角色了,才取查角色資訊。

9.初始化集合時指定大小

我們在實際專案開發中,需要經常使用集合,比如:ArrayList、HashMap等。

但有個問題:你在初始化集合時指定了大小的嗎?

反例

public class Test2 {

public static void main(String[] args) {
List<Integer> list = new ArrayList<>();
long time1 = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
list.add(i);
}
System.out.println(System.currentTimeMillis() - time1);
}
}

執行時間:

如果在初始化集合時指定了大小。

正例

public class Test2 {

public static void main(String[] args) {
List<Integer> list2 = new ArrayList<>(100000);
long time2 = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
list2.add(i);
}
System.out.println(System.currentTimeMillis() - time2);
}
}

執行時間:

我們驚奇的發現,在建立集合時指定了大小,比沒有指定大小,新增10萬個元素的效率提升了一倍。

如果你看過 ArrayList 原始碼,你就會發現它的預設大小是 10 ,如果新增元素超過了一定的閥值,會按 1.5 倍的大小擴容。

你想想,如果裝10萬條資料,需要擴容多少次呀?而每次擴容都需要不停的複製元素,從老集合複製到新集合中,需要浪費多少時間呀。

10.不要滿屏try...catch異常

以前我們在開發介面時,如果出現 異常 ,為了給使用者一個更友好的提示,例如:

@RequestMapping("/test")
@RestController
public class TestController {

@GetMapping("/add")
public String add() {
int a = 10 / 0;
return "成功";
}
}

如果不做任何處理,當我們請求add介面時,執行結果直接報錯: what?使用者能直接看到錯誤資訊?

這種互動方式給使用者的體驗非常差,為了解決這個問題,我們通常會在介面中捕獲異常:

@GetMapping("/add")
public String add() {
String result = "成功";
try {
int a = 10 / 0;
} catch (Exception e) {
result = "資料異常";
}
return result;
}

介面改造後,出現異常時會提示:“資料異常”,對使用者來說更友好。

看起來挺不錯的,但是有問題。。。

如果只是一個介面還好,但是如果專案中有成百上千個介面,都要加上異常捕獲程式碼嗎?

答案是否定的,這時全域性異常處理就派上用場了: RestControllerAdvice

@RestControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {

@ExceptionHandler(Exception.class)
public String handleException(Exception e)
{
if (e instanceof ArithmeticException) {
return "資料異常";
}
if (e instanceof Exception) {
return "伺服器內部異常";
}
retur nnull;
}
}

只需在 handleException 方法中處理異常情況,業務介面中可以放心使用,不再需要捕獲異常(有人統一處理了)。真是爽歪歪。

11.位運算效率更高

如果你讀過JDK的原始碼,比如: ThreadLocalHashMap 等類,你就會發現,它們的底層都用了 位運算

為什麼開發JDK的大神們,都喜歡用位運算?

答:因為位運算的效率更高。

在ThreadLocal的get、set、remove方法中都有這樣一行程式碼:

int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);

通過key的hashCode值, 陣列的長度減1。其中key就是ThreadLocal物件, 陣列的長度減1,相當於除以陣列的長度減1,然後 取模

這是一種hash演算法。

接下來給大家舉個例子:假設len=16,key.threadLocalHashCode=31,

於是:int i = 31 & 15 = 15

相當於:int i = 31 % 16 = 15

計算的結果是一樣的,但是使用 與運算 效率跟高一些。

為什麼與運算效率更高?

答:因為ThreadLocal的初始大小是 16 ,每次都是按 2 倍擴容,陣列的大小其實一直都是2的n次方。

這種資料有個規律就是高位是0,低位都是1。在做與運算時,可以不用考慮高位,因為與運算的結果必定是0。只需考慮低位的與運算,所以效率更高。

12.巧用第三方工具類

在Java的龐大體系中,其實有很多不錯的小工具,也就是我們平常說的: 輪子

如果在我們的日常工作當中,能夠將這些輪子使用者,再配合一下idea的快捷鍵,可以極大得提升我們的開發效率。

如果你引入 com.google.guava 的pom檔案,會獲得很多好用的小工具。這裡推薦一款 com.google.common.collect 包下的集合工具: Lists

它是在太好用了,讓我愛不釋手。

如果你想將一個 大集合 分成若干個 小集合

之前我們是這樣做的:

List<Integer> list = Lists.newArrayList(1, 2, 3, 4, 5);

List<List<Integer>> partitionList = Lists.newArrayList();
int size = 0;
List<Integer> dataList = Lists.newArrayList();
for(Integer data : list) {
if(size >= 2) {
dataList = Lists.newArrayList();
size = 0;
}
size++;
dataList.add(data);
}

將list按size=2分成多個小集合,上面的程式碼看起來比較麻煩。

如果使用 Listspartition 方法,可以這樣寫程式碼:

List<Integer> list = Lists.newArrayList(1, 2, 3, 4, 5);
List<List<Integer>> partitionList = Lists.partition(list, 2);
System.out.println(partitionList);

執行結果:

[[1, 2], [3, 4], [5]]

這個例子中,list有5條資料,我將list集合按大小為2,分成了3頁,即變成3個小集合。

這個是我最喜歡的方法之一,經常在專案中使用。

比如有個需求:現在有5000個id,需要呼叫批量使用者查詢介面,查出使用者資料。但如果你直接查5000個使用者,單次介面響應時間可能會非常慢。如果改成分頁處理,每次只查500個使用者,非同步呼叫10次介面,就不會有單次介面響應慢的問題。

如果你瞭解更多非常有用的第三方工具類的話,可以看看我的另一篇文章《 吐血推薦17個提升開發效率的“輪子” 》。

13.用同步程式碼塊代替同步方法

在某些業務場景中,為了防止多個執行緒併發修改某個共享資料,造成資料異常。

為了解決併發場景下,多個執行緒同時修改資料,造成資料不一致的情況。通常情況下,我們會: 加鎖

但如果鎖加得不好,導致 鎖的粒度太粗 ,也會非常影響介面效能。

在java中提供了 synchronized 關鍵字給我們的程式碼加鎖。

通常有兩種寫法: 在方法上加鎖在程式碼塊上加鎖

先看看如何在方法上加鎖:

public synchronized doSave(String fileUrl) {
mkdir();
uploadFile(fileUrl);
sendMessage(fileUrl);
}

這裡加鎖的目的是為了防止併發的情況下,建立了相同的目錄,第二次會建立失敗,影響業務功能。

但這種直接在方法上加鎖,鎖的粒度有點粗。因為doSave方法中的上傳檔案和發訊息方法,是不需要加鎖的。只有建立目錄方法,才需要加鎖。

我們都知道檔案上傳操作是非常耗時的,如果將整個方法加鎖,那麼需要等到整個方法執行完之後才能釋放鎖。顯然,這會導致該方法的效能很差,變得得不償失。

這時,我們可以改成在程式碼塊上加鎖了,具體程式碼如下:

public void doSave(String path,String fileUrl) {
synchronized(this) {
if(!exists(path)) {
mkdir(path);
}
}
uploadFile(fileUrl);
sendMessage(fileUrl);
}

這樣改造之後,鎖的粒度一下子變小了,只有併發建立目錄功能才加了鎖。而建立目錄是一個非常快的操作,即使加鎖對介面的效能影響也不大。

最重要的是,其他的上傳檔案和傳送訊息功能,任然可以併發執行。

14.不用的資料及時清理

在Java中保證執行緒安全的技術有很多,可以使用 synchroizedLock 等關鍵字給程式碼塊 加鎖

但是它們有個共同的特點,就是加鎖會對程式碼的效能有一定的損耗。

其實,在jdk中還提供了另外一種思想即: 用空間換時間

沒錯,使用 ThreadLocal 類就是對這種思想的一種具體體現。

ThreadLocal為每個使用變數的執行緒提供了一個獨立的變數副本,這樣每一個執行緒都能獨立地改變自己的副本,而不會影響其它執行緒所對應的副本。

ThreadLocal的用法大致是這樣的:

  1. 先建立一個CurrentUser類,其中包含了ThreadLocal的邏輯。

public class CurrentUser {
private static final ThreadLocal<UserInfo> THREA_LOCAL = new ThreadLocal();

public static void set(UserInfo userInfo) {
THREA_LOCAL.set(userInfo);
}

public static UserInfo get() {
THREA_LOCAL.get();
}

public static void remove() {
THREA_LOCAL.remove();
}
}
  1. 在業務程式碼中呼叫CurrentUser類。

public void doSamething(UserDto userDto) {
UserInfo userInfo = convert(userDto);
CurrentUser.set(userInfo);
...

//業務程式碼
UserInfo userInfo = CurrentUser.get();
...
}

在業務程式碼的第一行,將userInfo物件設定到CurrentUser,這樣在業務程式碼中,就能通過CurrentUser.get()獲取到剛剛設定的userInfo物件。特別是對業務程式碼呼叫層級比較深的情況,這種用法非常有用,可以減少很多不必要傳參。

但在高併發的場景下,這段程式碼有問題,只往ThreadLocal存資料,資料用完之後並沒有及時清理。

ThreadLocal即使使用了 WeakReference (弱引用)也可能會存在 記憶體洩露 問題,因為 entry物件中只把key(即threadLocal物件)設定成了弱引用,但是value值沒有。

那麼,如何解決這個問題呢?

public void doSamething(UserDto userDto) {
UserInfo userInfo = convert(userDto);

try{
CurrentUser.set(userInfo);
...

//業務程式碼
UserInfo userInfo = CurrentUser.get();
...
} finally {
CurrentUser.remove();
}
}

需要在 finally 程式碼塊中,呼叫 remove 方法清理沒用的資料。

15.用equals方法比較是否相等

不知道你在專案中有沒有見過,有些同事對 Integer 型別的兩個引數使用 == 號比較是否相等?

反正我見過的,那麼這種用法對嗎?

我的回答是看具體場景,不能說一定對,或不對。

有些狀態欄位,比如:orderStatus有:-1(未下單),0(已下單),1(已支付),2(已完成),3(取消),5種狀態。

這時如果用==判斷是否相等:

Integer orderStatus1 = new Integer(1);
Integer orderStatus2 = new Integer(1);
System.out.println(orderStatus1 == orderStatus2);

返回結果會是true嗎?

答案:是false。

有些同學可能會反駁,Integer中不是有範圍是: -128-127 的快取嗎?

為什麼是false?

先看看Integer的構造方法:

它其實並沒有用到 快取

那麼快取是在哪裡用的?

答案在 valueOf 方法中:

如果上面的判斷改成這樣:

String orderStatus1 = new String("1");
String orderStatus2 = new String("1");
System.out.println(Integer.valueOf(orderStatus1) == Integer.valueOf(orderStatus2));

返回結果會是true嗎?

答案:還真是true。

我們要養成良好編碼習慣,儘量少用==判斷兩個Integer型別資料是否相等,只有在上述非常特殊的場景下才相等。

而應該改成使用 equals 方法判斷:

Integer orderStatus1 = new Integer(1);
Integer orderStatus2 = new Integer(1);
System.out.println(orderStatus1.equals(orderStatus2));

執行結果為true。

16.避免建立大集合

很多時候,我們在日常開發中,需要建立集合。比如:為了效能考慮,從資料庫查詢某張表的所有資料,一次性載入到記憶體的某個集合中,然後做業務邏輯處理。

例如:

List<User> userList = userMapper.getAllUser();
for(User user:userList) {
doSamething();
}

從資料庫一次性查詢出所有使用者,然後在迴圈中,對每個使用者進行業務邏輯處理。

如果 使用者表 的資料量非常多時,這樣userList集合會很大,可能直接導致記憶體不足,而使整個應用掛掉。

針對這種情況,必須做 分頁處理

例如:

private static final int PAGE_SIZE = 500;

int currentPage = 1;
RequestPage page = new RequestPage();
page.setPageNo(currentPage);
page.setPageSize(PAGE_SIZE);

Page<User> pageUser = userMapper.search(page);

while(pageUser.getPageCount() >= currentPage) {
for(User user:pageUser.getData()) {
doSamething();
}
page.setPageNo(++currentPage);
pageUser = userMapper.search(page);
}

通過上面的分頁改造之後,每次從資料庫中只查詢 500 條記錄,儲存到userList集合中,這樣userList不會佔用太多的記憶體。

這裡特別說明一下,如果你查詢的表中的資料量本來就很少,一次性儲存到記憶體中,也不會佔用太多記憶體,這種情況也可以不做分頁處理。

此外,還有中特殊的情況,即表中的記錄數並算不多,但每一條記錄,都有很多欄位,單條記錄就佔用很多記憶體空間,這時也需要做分頁處理,不然也會有問題。

整體的原則是要儘量避免建立大集合,導致記憶體不足的問題,但是具體多大才算大集合。目前沒有一個唯一的衡量標準,需要結合實際的業務場景進行單獨分析。

17.狀態用列舉

在我們建的表中,有很多狀態欄位,比如:訂單狀態、禁用狀態、刪除狀態等。

每種狀態都有多個值,代表不同的含義。

比如訂單狀態有:

  • 1:表示下單

  • 2:表示支付

  • 3:表示完成

  • 4:表示撤銷

如果沒有使用列舉,一般是這樣做的:

public static final int ORDER_STATUS_CREATE = 1;
public static final int ORDER_STATUS_PAY = 2;
public static final int ORDER_STATUS_DONE = 3;
public static final int ORDER_STATUS_CANCEL = 4;
public static final String ORDER_STATUS_CREATE_MESSAGE = "下單";
public static final String ORDER_STATUS_PAY = "下單";
public static final String ORDER_STATUS_DONE = "下單";
public static final String ORDER_STATUS_CANCEL = "下單";

需要定義很多靜態常量,包含不同的狀態和狀態的描述。

使用 列舉 定義之後,程式碼如下:

public enum OrderStatusEnum {  
CREATE(1, "下單"),
PAY(2, "支付"),
DONE(3, "完成"),
CANCEL(4, "撤銷");

private int code;
private String message;

OrderStatusEnum(int code, String message) {
this.code = code;
this.message = message;
}

public int getCode() {
return this.code;
}

public String getMessage() {
return this.message;
}

public static OrderStatusEnum getOrderStatusEnum(int code) {
return Arrays.stream(OrderStatusEnum.values()).filter(x -> x.code == code).findFirst().orElse(null);
}
}

使用列舉改造之後,職責更單一了。

而且使用列舉的好處是:

  1. 程式碼的可讀性變強了,不同的狀態,有不同的列舉進行統一管理和維護。

  2. 列舉是天然單例的,可以直接使用==號進行比較。

  3. code和message可以成對出現,比較容易相關轉換。

  4. 列舉可以消除if...else過多問題。

18.把固定值定義成靜態常量

不知道你在實際的專案開發中,有沒有使用過固定值?

例如:

if(user.getId() < 1000L) {
doSamething();
}

或者:

if(Objects.isNull(user)) {
throw new BusinessException("該使用者不存在");
}

其中 1000L該使用者不存在 是固定值,每次都是一樣的。

既然是固定值,我們為什麼不把它們定義成靜態常量呢?

這樣語義上更直觀,方便統一管理和維護,更方便程式碼複用。

程式碼優化為:

private static final int DEFAULT_USER_ID = 1000L;
...
if(user.getId() < DEFAULT_USER_ID) {
doSamething();
}

或者:

private static final String NOT_FOUND_MESSAGE = "該使用者不存在";
...
if(Objects.isNull(user)) {
throw new BusinessException(NOT_FOUND_MESSAGE);
}

使用 static final 關鍵字修飾靜態常量, static 表示 靜態 的意思,即類變數,而 final 表示 不允許修改

兩個關鍵字加在一起,告訴Java虛擬機器這種變數,在記憶體中只有一份,在全域性上是唯一的,不能修改,也就是 靜態常量

19.避免大事務

很多小夥伴在使用spring框架開發專案時,為了方便,喜歡使用 @Transactional 註解提供事務功能。

沒錯,使用@Transactional註解這種宣告式事務的方式提供事務功能,確實能少寫很多程式碼,提升開發效率。

但也容易造成大事務,引發其他的問題。

下面用一張圖看看大事務引發的問題。 從圖中能夠看出,大事務問題可能會造成介面超時,對介面的效能有直接的影響。

我們該如何優化大事務呢?

  1. 少用@Transactional註解

  2. 將查詢(select)方法放到事務外

  3. 事務中避免遠端呼叫

  4. 事務中避免一次性處理太多資料

  5. 有些功能可以非事務執行

  6. 有些功能可以非同步處理

關於大事務問題我的另一篇文章《 讓人頭痛的大事務問題到底要如何解決? 》,它裡面做了非常詳細的介紹,如果大家感興趣可以看看。

20.消除過長的if...else

我們在寫程式碼的時候,if...else的判斷條件是必不可少的。不同的判斷條件,走的程式碼邏輯通常會不一樣。

廢話不多說,先看看下面的程式碼。

public interface IPay {  
void pay();
}

@Service
public class AliaPay implements IPay {
@Override
public void pay() {
System.out.println("===發起支付寶支付===");
}
}

@Service
public class WeixinPay implements IPay {
@Override
public void pay() {
System.out.println("===發起微信支付===");
}
}

@Service
public class JingDongPay implements IPay {
@Override
public void pay() {
System.out.println("===發起京東支付===");
}
}

@Service
public class PayService {
@Autowired
private AliaPay aliaPay;
@Autowired
private WeixinPay weixinPay;
@Autowired
private JingDongPay jingDongPay;

public void toPay(String code) {
if ("alia".equals(code)) {
aliaPay.pay();
} elseif ("weixin".equals(code)) {
weixinPay.pay();
} elseif ("jingdong".equals(code)) {
jingDongPay.pay();
} else {
System.out.println("找不到支付方式");
}
}
}

PayService類的toPay方法主要是為了發起支付,根據不同的code,決定呼叫用不同的支付類(比如:aliaPay)的pay方法進行支付。

這段程式碼有什麼問題呢?也許有些人就是這麼幹的。

試想一下,如果支付方式越來越多,比如:又加了百度支付、美團支付、銀聯支付等等,就需要改toPay方法的程式碼,增加新的else...if判斷,判斷多了就會導致邏輯越來越多?

很明顯,這裡違法了設計模式六大原則的:開閉原則 和 單一職責原則。

開閉原則:對擴充套件開放,對修改關閉。就是說增加新功能要儘量少改動已有程式碼。

單一職責原則:顧名思義,要求邏輯儘量單一,不要太複雜,便於複用。

那麼,如何優化if...else判斷呢?

答:使用 策略模式 + 工廠模式

策略模式定義了一組演算法,把它們一個個封裝起來, 並且使它們可相互替換。工廠模式用於封裝和管理物件的建立,是一種建立型模式。

public interface IPay {
void pay();
}

@Service
public class AliaPay implements IPay {

@PostConstruct
public void init() {
PayStrategyFactory.register("aliaPay", this);
}

@Override
public void pay() {
System.out.println("===發起支付寶支付===");
}
}

@Service
public class WeixinPay implements IPay {

@PostConstruct
public void init() {
PayStrategyFactory.register("weixinPay", this);
}

@Override
public void pay() {
System.out.println("===發起微信支付===");
}
}

@Service
public class JingDongPay implements IPay {

@PostConstruct
public void init() {
PayStrategyFactory.register("jingDongPay", this);
}

@Override
public void pay() {
System.out.println("===發起京東支付===");
}
}

public class PayStrategyFactory {

private static Map<String, IPay> PAY_REGISTERS = new HashMap<>();

public static void register(String code, IPay iPay) {
if (null != code && !"".equals(code)) {
PAY_REGISTERS.put(code, iPay);
}
}

public static IPay get(String code) {
return PAY_REGISTERS.get(code);
}
}

@Service
public class PayService3 {

public void toPay(String code) {
PayStrategyFactory.get(code).pay();
}
}

這段程式碼的關鍵是PayStrategyFactory類,它是一個策略工廠,裡面定義了一個全域性的map,在所有IPay的實現類中註冊當前例項到map中,然後在呼叫的地方通過PayStrategyFactory類根據code從map獲取支付類例項即可。

如果加了一個新的支付方式,只需新加一個類實現IPay介面,定義init方法,並且重寫pay方法即可,其他程式碼基本上可以不用動。

當然,消除又臭又長的if...else判斷,還有很多方法,比如:使用註解、動態拼接類名稱、模板方法、列舉等等。由於篇幅有限,在這裡我就不過多介紹了,更詳細的內容可以看看我的另一篇文章《 消除if...else是9條錦囊妙計

21.防止死迴圈

有些小夥伴看到這個標題,可能會感到有點意外,程式碼中不是應該避免死迴圈嗎?為啥還是會產生死迴圈?

殊不知有些死迴圈是我們自己寫的,例如下面這段程式碼:

while(true) {
if(condition) {
break;
}
System.out.println("do samething");
}

這裡使用了while(true)的迴圈呼叫,這種寫法在 CAS自旋鎖 中使用比較多。

當滿足condition等於true的時候,則自動退出該迴圈。

如果condition條件非常複雜,一旦出現判斷不正確,或者少寫了一些邏輯判斷,就可能在某些場景下出現死迴圈的問題。

出現死迴圈,大概率是開發人員人為的bug導致的,不過這種情況很容易被測出來。

還有一種隱藏的比較深的死迴圈,是由於程式碼寫的不太嚴謹導致的。如果用正常資料,可能測不出問題,但一旦出現異常資料,就會立即出現死迴圈。

其實,還有另一種死迴圈: 無限遞迴

如果想要列印某個分類的所有父分類,可以用類似這樣的遞迴方法實現:

public void printCategory(Category category) {
if(category == null
|| category.getParentId() == null) {
return;
}
System.out.println("父分類名稱:"+ category.getName());
Category parent = categoryMapper.getCategoryById(category.getParentId());
printCategory(parent);
}

正常情況下,這段程式碼是沒有問題的。

但如果某次有人誤操作,把某個分類的parentId指向了它自己,這樣就會出現無限遞迴的情況。導致介面一直不能返回資料,最終會發生堆疊溢位。

建議寫遞迴方法時,設定一個遞迴的深度,比如:分類最大等級有4級,則深度可以設定為4。然後在遞迴方法中做判斷,如果深度大於4時,則自動返回,這樣就能避免無限迴圈的情況。

22.注意BigDecimal的坑

通常我們會把一些小數型別的欄位(比如:金額),定義成 BigDecimal ,而不是 Double ,避免丟失精度問題。

使用Double時可能會有這種場景:

double amount1 = 0.02;
double amount2 = 0.03;
System.out.println(amount2 - amount1);

正常情況下預計amount2 - amount1應該等於0.01

但是執行結果,卻為:

0.009999999999999998

實際結果小於預計結果。

Double型別的兩個引數相減會轉換成二進位制,因為Double有效位數為16位這就會出現儲存小數位數不夠的情況,這種情況下就會出現誤差。

常識告訴我們使用 BigDecimal 能避免丟失精度。

但是使用BigDecimal能避免丟失精度嗎?

答案是否定的。

為什麼?

BigDecimal amount1 = new BigDecimal(0.02);
BigDecimal amount2 = new BigDecimal(0.03);
System.out.println(amount2.subtract(amount1));

這個例子中定義了兩個BigDecimal型別引數,使用建構函式初始化資料,然後列印兩個引數相減後的值。

結果:

0.0099999999999999984734433411404097569175064563751220703125

不科學呀,為啥還是丟失精度了?

JdkBigDecimal構造方法 上有這樣一段描述:

大致的意思是此建構函式的結果可能不可預測,可能會出現建立時為0.1,但實際是0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625的情況。

由此可見,使用BigDecimal建構函式初始化物件,也會丟失精度。

那麼,如何才能不丟失精度呢?

BigDecimal amount1 = new BigDecimal(Double.toString(0.02));
BigDecimal amount2 = new BigDecimal(Double.toString(0.03));
System.out.println(amount2.subtract(amount1));

我們可以使用 Double.toString 方法,對double型別的小數進行轉換,這樣能保證精度不丟失。

其實,還有更好的辦法:

BigDecimal amount1 = BigDecimal.valueOf(0.02);
BigDecimal amount2 = BigDecimal.valueOf(0.03);
System.out.println(amount2.subtract(amount1));

使用 BigDecimal.valueOf 方法初始化BigDecimal型別引數,也能保證精度不丟失。在新版的阿里巴巴開發手冊中,也推薦使用這種方式建立BigDecimal引數。

23.儘可能複用程式碼

ctrl + cctrl + v 可能是程式設計師使用最多的快捷鍵了。

沒錯,我們是大自然的搬運工。哈哈哈。

在專案初期,我們使用這種工作模式,確實可以提高一些工作效率,可以少寫(實際上是少敲)很多程式碼。

但它帶來的問題是:會出現大量的程式碼重複。例如:

@Service
@Slf4j
public class TestService1 {

public void test1() {
addLog("test1");
}

private void addLog(String info) {
if (log.isInfoEnabled()) {
log.info("info:{}", info);
}
}
}
@Service
@Slf4j
public class TestService2 {

public void test2() {
addLog("test2");
}

private void addLog(String info) {
if (log.isInfoEnabled()) {
log.info("info:{}", info);
}
}
}
@Service
@Slf4j
public class TestService3 {

public void test3() {
addLog("test3");
}

private void addLog(String info) {
if (log.isInfoEnabled()) {
log.info("info:{}", info);
}
}
}

在TestService1、TestService2、TestService3類中,都有一個addLog方法用於新增日誌。

本來該功能用得好好的,直到有一天,線上出現了一個事故:伺服器磁碟滿了。

原因是列印的日誌太多,記了很多沒必要的日誌,比如:查詢介面的所有返回值,大物件的具體列印等。

沒辦法,只能將addLog方法改成只記錄 debug 日誌。

於是乎,你需要全文搜尋,addLog方法去修改,改成如下程式碼:

private void addLog(String info) {
if (log.isDebugEnabled()) {
log.debug("debug:{}", info);
}
}

這裡是有三個類中需要修改這段程式碼,但如果實際工作中有三十個、三百個類需要修改,會讓你非常痛苦。改錯了,或者改漏了,都會埋下隱患,把自己坑了。

為何不把這種功能的程式碼提取出來,放到某個工具類中呢?

@Slf4j
public class LogUtil {

private LogUtil() {
throw new RuntimeException("初始化失敗");
}

public static void addLog(String info) {
if (log.isDebugEnabled()) {
log.debug("debug:{}", info);
}
}
}

然後,在其他的地方,只需要呼叫。

@Service
@Slf4j
public class TestService1 {

public void test1() {
LogUtil.addLog("test1");
}
}

如果哪天addLog的邏輯又要改了,只需要修改LogUtil類的addLog方法即可。你可以自信滿滿的修改,不需要再小心翼翼了。

我們寫的程式碼,絕大多數是可維護性的程式碼,而非一次性的。所以,建議在寫程式碼的過程中,如果出現重複的程式碼,儘量提取成公共方法。千萬別因為專案初期一時的爽快,而給專案埋下隱患,後面的維護成本可能會非常高。

24.foreach迴圈中不remove元素

我們知道在Java中,迴圈有很多種寫法,比如:while、for、foreach等。

public class Test2 {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = Lists.newArrayList("a","b","c");
for (String temp : list) {
if ("c".equals(temp)) {
list.remove(temp);
}
}
System.out.println(list);
}
}

執行結果:

Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:901)
at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:851)
at com.sue.jump.service.test1.Test2.main(Test2.java:24)

這種在 foreach 迴圈中呼叫 remove 方法刪除元素,可能會報 ConcurrentModificationException 異常。

如果想在遍歷集合時,刪除其中的元素,可以用for迴圈,例如:

public class Test2 {

public static void main(String[] args) {
List<String> list = Lists.newArrayList("a","b","c");
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
String temp = list.get(i);
if ("c".equals(temp)) {
list.remove(temp);
}
}
System.out.println(list);
}
}

執行結果:

[a, b]

25.避免隨意列印日誌

在我們寫程式碼的時候,列印日誌是必不可少的工作之一。

因為日誌可以幫我們快速定位問題,判斷程式碼當時真正的執行邏輯。

但列印日誌的時候也需要注意,不是說任何時候都要列印日誌,比如:

@PostMapping("/query")
public List<User> query(@RequestBody List<Long> ids) {
log.info("request params:{}", ids);
List<User> userList = userService.query(ids);
log.info("response:{}", userList);
return userList;
}

對於有些查詢介面,在日誌中打印出了請求引數和介面返回值。

咋一看沒啥問題。

但如果ids中傳入值非常多,比如有1000個。而該介面被呼叫的頻次又很高,一下子就會列印大量的日誌,用不了多久就可能把 磁碟空間 打滿。

如果真的想列印這些日誌該怎麼辦?

@PostMapping("/query")
public List<User> query(@RequestBody List<Long> ids) {
if (log.isDebugEnabled()) {
log.debug("request params:{}", ids);
}

List<User> userList = userService.query(ids);

if (log.isDebugEnabled()) {
log.debug("response:{}", userList);
}
return userList;
}

使用 isDebugEnabled 判斷一下,如果當前的日誌級別是 debug 才打印日誌。生產環境預設日誌級別是 info ,在有些緊急情況下,把某個介面或者方法的日誌級別改成debug,列印完我們需要的日誌後,又調整回去。

方便我們定位問題,又不會產生大量的垃圾日誌,一舉兩得。

26.比較時把常量寫前面

在比較兩個引數值是否相等時,通常我們會使用 == 號,或者 equals 方法。

我在第15章節中說過,使用 == 號比較兩個值是否相等時,可能會存在問題,建議使用 equals 方法做比較。

反例

if(user.getName().equals("蘇三")) {
System.out.println("找到:"+user.getName());
}

在上面這段程式碼中,如果user物件,或者user.getName()方法返回值為 null ,則都報 NullPointerException 異常。

那麼,如何避免空指標異常呢?

正例

private static final String FOUND_NAME = "蘇三";
...

if(null == user) {
return;
}
if(FOUND_NAME.equals(user.getName())) {
System.out.println("找到:"+user.getName());
}

在使用 equals 做比較時,儘量將 常量 寫在前面,即equals方法的左邊。

這樣即使user.getName()返回的資料為null,equals方法會直接返回false,而不再是報空指標異常。

27.名稱要見名知意

java中沒有強制規定引數、方法、類或者包名該怎麼起名。但如果我們沒有養成良好的起名習慣,隨意起名的話,可能會出現很多奇怪的程式碼。

27.1 有意義的引數名

有時候,我們寫程式碼時為了省事(可以少敲幾個字母),引數名起得越簡單越好。假如同事A寫的程式碼如下:

int a = 1;
int b = 2;
String c = "abc";
boolean b = false;

一段時間之後,同事A離職了,同事B接手了這段程式碼。

他此時一臉懵逼,a是什麼意思,b又是什麼意思,還有c...然後心裡一萬個草泥馬。

給引數起一個有意義的名字,是非常重要的事情,避免給自己或者別人埋坑。

正解:

int supplierCount = 1;
int purchaserCount = 2;
String userName = "abc";
boolean hasSuccess = false;

27.2 見名知意

光起有意義的引數名還不夠,我們不能就這點追求。我們起的引數名稱最好能夠 見名知意 ,不然就會出現這樣的情況:

String yongHuMing = "蘇三";
String 使用者Name = "蘇三";
String su3 = "蘇三";
String suThree = "蘇三";

這幾種引數名看起來是不是有點怪怪的?

為啥不定義成國際上通用的(地球人都能看懂)英文單詞呢?

String userName = "蘇三";
String susan = "蘇三";

上面的這兩個引數名,基本上大家都能看懂,減少了好多溝通成本。

所以建議在定義不管是引數名、方法名、類名時,優先使用國際上通用的英文單詞,更簡單直觀,減少溝通成本。少用漢子、拼音,或者數字定義名稱。

27.3 引數名風格一致

引數名其實有多種風格,列如:

//字母全小寫
int suppliercount = 1;

//字母全大寫
int SUPPLIERCOUNT = 1;

//小寫字母 + 下劃線
int supplier_count = 1;

//大寫字母 + 下劃線
int SUPPLIER_COUNT = 1;

//駝峰標識
int supplierCount = 1;

如果某個類中定義了多種風格的引數名稱,看起來是不是有點雜亂無章?

所以建議類的成員變數、區域性變數和方法引數使用supplierCount,這種 駝峰風格 ,即:第一個字母小寫,後面的每個單詞首字母大寫。例如:

int supplierCount = 1;

此外,為了好做區分,靜態常量建議使用SUPPLIER_COUNT,即: 大寫字母 + 下劃線 分隔的引數名。例如:

private static final int SUPPLIER_COUNT = 1;

28.SimpleDateFormat執行緒不安全

在java8之前,我們對時間的格式化處理,一般都是用的 SimpleDateFormat 類實現的。例如:

@Service
public class SimpleDateFormatService {

public Date time(String time) throws ParseException {
SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
return dateFormat.parse(time);
}
}

如果你真的這樣寫,是沒問題的。

就怕哪天抽風,你覺得dateFormat是一段固定的程式碼,應該要把它抽取成常量。

於是把程式碼改成下面的這樣:

@Service
public class SimpleDateFormatService {

private static SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

public Date time(String time) throws ParseException {
return dateFormat.parse(time);
}
}

dateFormat物件被定義成了靜態常量,這樣就能被所有物件共用。

如果只有一個執行緒呼叫time方法,也不會出現問題。

但Serivce類的方法,往往是被Controller類呼叫的,而Controller類的介面方法,則會被 tomcat執行緒池 呼叫。換句話說,可能會出現多個執行緒呼叫同一個Controller類的同一個方法,也就是會出現多個執行緒會同時呼叫time方法。

而time方法會呼叫 SimpleDateFormat 類的 parse 方法:

@Override
public Date parse(String text, ParsePosition pos) {
...
Date parsedDate;
try {
parsedDate = calb.establish(calendar).getTime();
...
} catch (IllegalArgumentException e) {
pos.errorIndex = start;
pos.index = oldStart;
return null;
}
return parsedDate;
}

該方法會呼叫 establish 方法:

Calendar establish(Calendar cal) {
...
//1.清空資料
cal.clear();
//2.設定時間
cal.set(...);
//3.返回
return cal;
}

其中的步驟1、2、3是非原子操作。

但如果cal物件是區域性變數還好,壞就壞在parse方法呼叫establish方法時,傳入的calendar是 SimpleDateFormat 類的父類 DateFormat 的成員變數:

public abstract class DateFormat extends Forma {
....
protected Calendar calendar;
...
}

這樣就可能會出現多個執行緒,同時修改同一個物件即:dateFormat,它的同一個成員變數即:Calendar值的情況。

這樣可能會出現,某個執行緒設定好了時間,又被其他的執行緒修改了,從而出現時間錯誤的情況。

那麼,如何解決這個問題呢?

  1. SimpleDateFormat類的物件不要定義成靜態的,可以改成方法的區域性變數。

  2. 使用ThreadLocal儲存SimpleDateFormat類的資料。

  3. 使用java8的DateTimeFormatter類。

29.少用Executors建立執行緒池

我們都知道 JDK5 之後,提供了 ThreadPoolExecutor 類,用它可以 自定義執行緒池

執行緒池的好處有很多,下面主要說說這3個方面。

  1. 降低資源消耗 :避免了頻繁的建立執行緒和銷燬執行緒,可以直接複用已有執行緒。而我們都知道,建立執行緒是非常耗時的操作。
  2. 提供速度 :任務過來之後,因為執行緒已存在,可以拿來直接使用。
  3. 提高執行緒的可管理性 :執行緒是非常寶貴的資源,如果建立過多的執行緒,不僅會消耗系統資源,甚至會影響系統的穩定。使用執行緒池,可以非常方便的建立、管理和監控執行緒。

當然JDK為了我們使用更便捷,專門提供了: Executors 類,給我們快速建立 執行緒池

該類中包含了很多 靜態方法

  • newCachedThreadPool :建立一個可緩衝的執行緒,如果執行緒池大小超過處理需要,可靈活回收空閒執行緒,若無可回收,則新建執行緒。
  • newFixedThreadPool :建立一個固定大小的執行緒池,如果任務數量超過執行緒池大小,則將多餘的任務放到佇列中。
  • newScheduledThreadPool :建立一個固定大小,並且能執行定時週期任務的執行緒池。
  • newSingleThreadExecutor :建立只有一個執行緒的執行緒池,保證所有的任務安裝順序執行。

在高併發的場景下,如果大家使用這些靜態方法建立執行緒池,會有一些問題。

那麼,我們一起看看有哪些問題?

  • newFixedThreadPool :允許請求的佇列長度是Integer.MAX_VALUE,可能會堆積大量的請求,從而導致OOM。
  • newSingleThreadExecutor :允許請求的佇列長度是Integer.MAX_VALUE,可能會堆積大量的請求,從而導致OOM。
  • newCachedThreadPool :允許建立的執行緒數是Integer.MAX_VALUE,可能會建立大量的執行緒,從而導致OOM。

那我們該怎辦呢?

優先推薦使用 ThreadPoolExecutor 類,我們自定義執行緒池。

具體程式碼如下:

ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(
8, //corePoolSize執行緒池中核心執行緒數
10, //maximumPoolSize 執行緒池中最大執行緒數
60, //執行緒池中執行緒的最大空閒時間,超過這個時間空閒執行緒將被回收
TimeUnit.SECONDS,//時間單位
new ArrayBlockingQueue(500), //佇列
new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()); //拒絕策略

順便說一下,如果是一些低併發場景,使用 Executors 類建立執行緒池也未嘗不可,也不能完全一棍子打死。在這些低併發場景下,很難出現 OOM 問題,所以我們需要根據實際業務場景選擇。

30.Arrays.asList轉換的集合別修改

在我們日常工作中,經常需要把 陣列 轉換成 List 集合。

因為陣列的長度是固定的,不太好擴容,而List的長度是可變的,它的長度會根據元素的數量動態擴容。

在JDK的 Arrays 類中提供了 asList 方法,可以把 陣列 轉換成 List

正例

String [] array = new String [] {"a","b","c"};
List<String> list = Arrays.asList(array);
for (String str : list) {
System.out.println(str);
}

在這個例子中,使用Arrays.asList方法將array陣列,直接轉換成了list。然後在for迴圈中遍歷list,打印出它裡面的元素。

如果轉換後的list,只是使用,沒新增或修改元素,不會有問題。

反例

String[] array = new String[]{"a", "b", "c"};
List<String> list = Arrays.asList(array);
list.add("d");
for (String str : list) {
System.out.println(str);
}

執行結果:

Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
at java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:148)
at java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:108)
at com.sue.jump.service.test1.Test2.main(Test2.java:24)

會直接報 UnsupportedOperationException 異常。

為什麼呢?

答:使用 Arrays.asList 方法轉換後的 ArrayList ,是 Arrays 類的內部類,並非 java.util 包下我們常用的 ArrayList

Arrays類的內部ArrayList類,它沒有實現父類的add和remove方法,用的是父類AbstractList的預設實現。

我們看看 AbstractList 是如何實現的:

public void add(int index, E element) {
throw new UnsupportedOperationException();
}

public E remove(int index) {
throw new UnsupportedOperationException();
}

該類的 addremove 方法直接拋異常了,因此呼叫Arrays類的內部ArrayList類的add和remove方法,同樣會拋異常。

說實話,Java程式碼優化是一個比較大的話題,它裡面可以優化的點非常多,我沒辦法一一列舉完。在這裡只能拋磚引玉,介紹一下比較常見的知識點,更全面的內容,需要小夥伴們自己去思考和探索。

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