读完《Effective Java》: 我整理这 50 条技巧-技术圈

《Effective Java》Java名著，必读。如果能严格遵从本文的原则，以编写API的质量来苛求自己的代码，会大大提升编码素质。

以下内容只记录了我自己整理的东西，还是建议读原文。为了聚焦知识点，一些说明故意忽略掉了。相当于是一篇摘要。

1、考虑用静态工厂方法替代构造函数

例子：

Integer.valueOf(“1”)、Boolean.valueOf(“true”)等。

优势：

可读性高（方法名）
性能（不一定创建对象）
灵活性高

下面针对三个优势进行一些解读。

可读性高

new Point(x,y)和Point.at(x,y)、Point.origin()。构造函数只能看出两个参数，不知其意，后者更易理解。

性能

在某些情况下，可以事先进行实例化一些对象，调用时直接调用即可，不需要进行改变。比如，Boolean。

public final class Boolean implements Serializable, Comparable<Boolean> {
    // 预先设置两个对象
    public static final Boolean TRUE = new Boolean(true);
    public static final Boolean FALSE = new Boolean(false);

    public Boolean(boolean var1) {
        this.value = var1;
    }

    public Boolean(String var1) {
        this(parseBoolean(var1));
    }

    // 工厂方法
    public static Boolean valueOf(boolean var0) {
        return var0?TRUE:FALSE; // 返回预先设置的对象，而不是创建对象
    }
    // 工厂方法
    public static Boolean valueOf(String var0) {
        return parseBoolean(var0)?TRUE:FALSE;
    }
    // ... other code
}

灵活性高

可根据具体情况，返回子类。相当于更强大的工厂。直接从父类获取到子类。尤其适用于工具类（提供各种API）。例子：Collections。

public class Collections {
    // 私有，典型工厂
    private Collections() {
    }

    public static final List EMPTY_LIST = new EmptyList<>();
    // 工厂方法
    public static final  List emptyList() {
        return (List) EMPTY_LIST;
    }
    private static class EmptyList<E> extends AbstractList<E> implements RandomAccess, Serializable {
    // code
    }

    // 工厂方法
    public static  List checkedList(List list, Class<E> type) {
    // 根据具体情况，获取相应子类
        return (list instanceof RandomAccess ?
                new CheckedRandomAccessList<>(list, type) :
                new CheckedList<>(list, type));
    }

    // 子类1
    static class CheckedRandomAccessList<E> extends CheckedList<E> implements RandomAccess {
        CheckedRandomAccessList(List list, Class<E> type) {
            super(list, type);
        }

        public List subList(int fromIndex, int toIndex) {
            return new CheckedRandomAccessList<>(
                    list.subList(fromIndex, toIndex), type);
        }
    }

    // 子类2
    static class CheckedList<E> extends CheckedCollection<E> implements List<E> {
    // code
    }
}

2、多个构造函数时，考虑使用构造器

尤其在进行Android开发时，会碰到这种情况。通常是一个对象，具有多个成员变量可能需要初始化，常规方法，需要提供大量构造函数。例如：

// 非Android中的AlertDialog，便于说明问题，举个例子
public class AlertDialog {
    private int width;
    private int height;
    private String title;
    private String confirmText;
    private String denyText;

    private AlertDialog(){}
    public AlertDialog(int width, int height){ // 空白的警告框
         AlertDialog(width,height,null);
    }

    // 带标题的警告框
    public AlertDialog(int width, int height, String title){ // 带标题的警告框
        AlertDialog(width, height, title, "确定");
    }

    // 带标题的警告框，有确定按钮
    public AlertDialog(int width, int height, String title, String confirm){ 
        AlertDialog(width, height, title, confirm, null);
    }

    // 带标题的警告框，有确定按钮，取消按钮
    public AlertDialog(int width, int height, String title, String confirm, String denyText){
        // set every thing.
    }
}

有多种样式的警告框，为了调用方便，必须提供多个构造函数。否则用户在调用时，只能使用完整构造函数，容易犯错且无法进行阅读。极不灵活。如果采用另外一种方式，则可以解决，但会花费很多经历处理并发的情况:

// 非Android中的AlertDialog，便于说明问题，举个例子
public class AlertDialog {
    private int width;
    private int height;
    private String title;
    private String confirmText;
    private String denyText;

    public AlertDialog(){}// 空白的构造函数
   
    public void setWidth(int width){
        this.width = width;
    }
    // 其他set方法
}

调用时，通过调用各个参数的set方法进行设置。问题来了：

并发
无法进行参数校验。

例如，只创建了对象，设置了标题，却没有尺寸，相当于创建了一个没有尺寸的警告框。

在Android中，大量的控件都使用了构造器Builder。

// 非Android中的AlertDialog，便于说明问题，举个例子
public class AlertDialog {
    private int width;
    private int height;
    private String title;
    private String confirmText;
    private String denyText;

    // private
    private AlertDialog(){}

    // Builder中使用
    protected AlertDialog(Builder b){
        width = b.width;
        height = b.height;
        // .....
        if(width==0||height==0) throws new Exception("size must be set");
    }

    // 构造器
    public static class Builder {
        private int width;
        private int height;
        private String title;
        private String confirmText;
        private String denyText;

        // 注意：返回的Builder。
        public Builder setTitle(String title) {
            this.title = title;
            return this;
        }
        // 其他set...
        
        public AlertDialog build(){
            return AlertDialog(this);
        }
    }
}

于是，可以根据相应需求，进行相应设置，并在AlertDialog真正构造时，进行参数校验。就像这样：

new AlertDialog.Builder().setTitle("提示").build();

上述例子，会成功抛出异常。

3、用私有化构造器或者枚举型强化Singleton。

Singleton指最多会被实例化一次的类。通常情况下，以前的做法是没有问题的。但是在某些高级情况，通过使用反射的相关知识访问private的构造函数，破坏Singleton。

public class Elvis{
    // 注意，公有final对象
    public static final Elvis INSTANCE = new Elvis();
    private Elvis(){}
}

另一种情况，在序列化的过程中，反序列化得到的对象已经不再是以前的对象（破坏了Singleton），这种情况下，可以通过单元素枚举型处理。

public enum Elvis{
    INSTANCE;
    // some methods
}

4、通过私有化构造器强化不可实例化的能力

有一些工具类，仅仅是提供一些能力，自己本身不具备任何属性，所以，不适合提供构造函数。然而，缺失构造函数编译器会自动添加上一个无参的构造器。所以，需要提供一个私有化的构造函数。为了防止在类内部误用，再加上一个保护措施和注释。

public class Util{
    private Util(){
        // 抛出异常，防止内部误调用
        throw new AssertionError();
    }
}

弊端是无法对该类进行继承（子类会调用super()）。

5、避免创建不必要的对象

对象的重用
昂贵的对象，使用对象池
廉价的对象，慎用对象池。

现代JVM对廉价对象的创建和销毁非常快，此时不适于使用对象池。

6、消除过期的对象引用

以下三种情况可能会造成内存泄露：

自己管理的内存（数组长度减小后，pop出的对象容易导致内存泄漏）
缓存
监听和回调

自己管理的内存

对于自己管理的内存要小心，比如：

public class Stack{
    private Object[] elements;
    private int size = 0;
    private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
    
    public Stack(){
         elements = new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
    }

    public void push(Object e){
        ensureCapacity();
        elements[size++]=e; // allocate新的堆内存和栈内存
    }

    public Object pop(){
        if(size==0) throw new EmptyStackException();
        return element[--size]; // pop出element[size]，该对象不再有效。内存泄漏原因。
    }
    
    private void ensureCapacity(){
        if(elements.length==size)
            elements = Arrays.copyOf(elements, 2*size+1);
    }
}

弹出的对象不再有效，但JVM不知道，所以会一直保持该对象，造成内存泄露。

解决：

public Object pop(){
        if(size==0) throw new EmptyStackException();
        elements[size] = null; // 等待回收
        return element[--size];
    }

缓存

缓存的对象容易被程序员遗忘，需要设置机制来维护缓存，例如不定期回收不再使用的缓存（使用定时器）。某些情况下，使用WeakHashMap可以达到缓存回收的功效。注，只有缓存依赖于外部环境，而不是依赖于值时，WeakHashMap才有效。

监听或回调

使用监听和回调要记住取消注册。确保回收的最好的实现是使用弱引用（weak reference），例如，只将他们保存成WeakHashMap的键。

7、避免显示调用GC

Java的GC有强大的回收机制，可以简单的记住：不要显示调用finalizer。可以这样理解：

jvm是针对具体的硬件设计的，然而程序却不是针对具体硬件设计的，所以，java代码无法很好的解决gc问题（因为他具有平台差异化）。另外，finalizer的性能开销也非常大，从这个角度上考虑也不应该使用它。

8、覆盖equals方法请遵守通用约定

自反性。 x.equals(x) == true
对称性。当前仅当y.equals(x)==true时，x.equals(y)==true
传递性。 if(x.equals(y)&&y.equals(z))，y.equals(z)==true
一致性。
非空性。 x.equals(null)==false

9、覆盖equals方法时总要覆盖hashCode

为了保证基于散列的集合使用该类（HashMap、HashSet、HashTable），同时，也是Object.hashCode的通用约定，覆盖equals方法时，必须覆盖hashCode。

10、始终覆盖toString

Object的toString方法的通用约定是该对象的描述。注意覆盖时，如果有格式，请备注或者严格按照格式返回。

11、谨慎覆盖clone

12、考虑实现Comparable接口

13、使类和成员的可访问性最小化

目的是解耦。简单来讲，使用修饰符的优先级从大到小，private>protected>default(缺省)>public。如果在设计之初，设计为private修饰符后，在之后的编码过程如果不得不扩大其作用于，应该先检查是否设计的确如此。

子类覆盖超类，不允许访问级别低于超类的访问级别。（超类的protected，子类覆盖后不能改为default）。

成员变量决不允许是公有的。一旦设置为公有，则放弃了对他处理的能力。这种类并不是线程安全的。即使是final的，也不允许。除非希望通过public static final来暴露常量。成员变量总是需要使用setter和getter来维护。有一个例外：长度非零的数组。这是安全漏洞的一个根源。

public Object pop(){
        if(size==0) throw new EmptyStackException();
        elements[size] = null; // 等待回收
        return element[--size];
    }

改进：

private static final Thing[] PRIVATE_VALUES = {...}
// 此时获取到的才是“常量”
public static final List VALUS = 
    Collections.unmodifiableList(Arrays.asList(PRIVATE_VALUES))

另一种：

private static final Thing[] PRIVATE_VALUES = {...}
// 此时获取到的才是“常量”
public static final Thing[] values(){
    return PRIVATE_VALUES.clone();
}

14、在公有类中使用访问方法而非公有成员变量（类似13）

15、使可变性最小化

16、复合优先于继承

继承有利于代码复用，但是尽可能不要进行跨包的继承。包内的继承是优秀的设计方式，一个包里的文件处在同一个程序员的控制之下。但是继承有其局限性：子类依赖于超类。超类一旦发生更改，将可能破坏子类。并且，如果超类是有缺陷的，子类也会得“遗传病”。

复合，即不扩展已有的类，而是在的类中新增一个现有类的。相当于现有类作为一个组建存在于新类中。如此，将只会用到需要用到的东西，而不表现现有类所有的方法和成员变量。新类也可以称为“包装类”，也就是设计模式中的Decorate模式。

17、要么就为继承而设计，并提供文档说明，要么就禁止继承

18、接口优于抽象类

19、接口只用于定义类型

20、类层次优先于标签类

21、用函数对象表示策略

函数参数可以传入类似listener的对象，目的是使用listener中的方法。如果使用匿名的参数，每一次调用会创建新的对象。可以将listener声明为成员变量，每次都复用同一个对象，并且可以使用静态域（static变量）。比如String类的CASE_INSENSITIVE_ORDER域。

22、优先考虑静态类成员

嵌套类的目的应该只是为了他的外围类提供服务，如果以后还可能用于其他环境中，则应该设计为顶层类。静态类相当于一个普通的外部类，只是恰好声明在了一个类内部。通常的用户是：Calculator.Operation.PLUS等。和普通类的区别只是，在PLUS前，有了2个前缀，来表明其含义。而非静态类必须存在于外部类对象中。不要手动在外部创建一个内部非静态类对象，创建的过程是：instance.New MemberClass()。这非常奇怪。

如果成员类不需要访问外围类，则需要添加static，是他成为静态成员类，否则每个实例都将包含一个额外指向外围对象的引用。将会影响垃圾回收机制。

23、应指定泛型的具体类型，而不是直接使用原生类型。

例如，应该指定List，而不建议直接使用List。

24、消除非首检警告

在使用IDE进行编码时，强大的IDE都会在你编码过程中提示warning，需要尽可能的消除warning，至少，应该小心这些warning。慎用SuppresWarning，如果IDE提示你可以通过添加该注解解决掉warning，请不要那么做。如果实在要使用，请添加注释说明原因。

25、列表优先于数组

类比泛型，数组是有一定缺陷的。List和List是没有关系的，而Sub[]是Super[]的子类。

// Fails at runtime
Object[] objectArray = new Long[1];
objectArray[0] = "I don't fit in"; // throw exception

// won't compile
List<Object> ol = new ArrayList(); // Incompatible types
ol.add("I don't fit in");

从代码中可以看到，使用泛型，会提前发现错误。

26、优先考虑泛型

27、优先考虑泛型方法

28、利用有限制通配符来提升API的灵活性

PECS，producer-extends，consumer-super。

//public class Stack{
// public Stack();
// public void push(E e);
// public E pop();
// public boolean isEmpty();
//}

public void pushAll(Iterator src){
    for(E e : src)
        push(e);
}

public void popAll(Collection dst){
    while(!isEmpty()){
        dst.add(pop());
    }
}

// Get and Put Principle

所有comparable和comparator都是消费者（Consumer）。

29、优先考虑类型安全的异构容器

30、用enum代替int常量

public enum Apple { FUJI, PIPPIN, GRANNY_SMITH }
public enum Orange { NAVEL, TEMPLE, BLOOD }

枚举型在java中非常强大，当需要一组固定常量时，使用enum比int好很多。比如代码可读性，安全性等。

31、enum用实例域代替序数

// bad solution
public enum Ensemble {
    SOLO, DUET, TRIO, QUARTET, QUINTET, 
    SEXTET, SEPTET, OCTET, NONET, DECTET;

    public int numberOfMusicians() { return ordinal() + 1; }
}
// 

// improvement
public enum Ensemble {
    SOLO(1), DUET(2), TRIO(3), QUARTET(4), QUINTET(5), 
    SEXTET(6), SEPTET(7), OCTET(8), NONET(9), DECTET(10), TRIPLE_QUARTET(12);

    private final int numberOfMusicians;
    Ensemble(int size) { this.numberOfMusicians = size; }
    public int numberOfMusicians() { return numberOfMusicians; }
}

永远不要像第一种的方式，利用序数访问enum，需要在构造函数中使用参数来初始化。

32、用EnumSet代替位域

public class Text{
    public static final int STYLE_BOLD = 1 << 0; // 1
    public static final int STYLE_ITALIC = 1 << 1; // 2
    public static final int STYLE_UNDERLINE = 1 << 2; // 4
    public static final int STYLE_STRIKETHROUGH = 1 << 3; // 8

    public void applyStyles(int styles){ 
        // ...
    }
}

// 
text.applyStyles(STYLE_BOLD | STYLE_ITALIC);

以上叫做位图法，但是有更好的方案来传递多组常量——EnumSet。

public class Text{
    public enum Style { BOLD, ITALIC, UNDERLINE, STRIKETHROUGH }

    // 注意此处，使用的是Set而不是EnumSet
    public void applyStyles(Set

读完《Effective Java》: 我整理这 50 条技巧

1、考虑用静态工厂方法替代构造函数

例子：

优势：

可读性高（方法名）

性能（不一定创建对象）

灵活性高

可读性高

性能

灵活性高

2、多个构造函数时，考虑使用构造器

3、用私有化构造器或者枚举型强化Singleton。

4、通过私有化构造器强化不可实例化的能力

5、避免创建不必要的对象

6、消除过期的对象引用

自己管理的内存

缓存

监听或回调

7、避免显示调用GC

8、覆盖equals方法请遵守通用约定

9、覆盖equals方法时总要覆盖hashCode

10、始终覆盖toString

11、谨慎覆盖clone

12、考虑实现Comparable接口

13、使类和成员的可访问性最小化

14、在公有类中使用访问方法而非公有成员变量（类似13）

15、使可变性最小化

16、复合优先于继承

17、要么就为继承而设计，并提供文档说明，要么就禁止继承

18、接口优于抽象类

19、接口只用于定义类型

20、类层次优先于标签类

21、用函数对象表示策略

22、优先考虑静态类成员

23、应指定泛型的具体类型，而不是直接使用原生类型。

24、消除非首检警告

25、列表优先于数组

26、优先考虑泛型

27、优先考虑泛型方法

28、利用有限制通配符来提升API的灵活性

29、优先考虑类型安全的异构容器

30、用enum代替int常量

31、enum用实例域代替序数

32、用EnumSet代替位域