如何更规范化编写Java 代码

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· 2021-08-04

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背景：如何更规范化编写Java 代码的重要性想必毋需多言，其中最重要的几点当属提高代码性能、使代码远离Bug、令代码更优雅。

一、MyBatis 不要为了多个查询条件而写 1 = 1

当遇到多个查询条件，使用where 1=1 可以很方便的解决我们的问题，但是这样很可能会造成非常大的性能损失，因为添加了 “where 1=1 ”的过滤条件之后，数据库系统就无法使用索引等查询优化策略，数据库系统将会被迫对每行数据进行扫描（即全表扫描）以比较此行是否满足过滤条件，当表中的数据量较大时查询速度会非常慢；此外，还会存在SQL 注入的风险。

反例：

<select id="queryBookInfo" parameterType="com.tjt.platform.entity.BookInfo" resultType="java.lang.Integer">
 select count(*) from t_rule_BookInfo t where 1=1
<if test="title !=null and title !='' ">
 AND title = #{title} 
</if> 
<if test="author !=null and author !='' ">
 AND author = #{author}
</if> 
</select>

正例：

<select id="queryBookInfo" parameterType="com.tjt.platform.entity.BookInfo" resultType="java.lang.Integer">
 select count(*) from t_rule_BookInfo t
<where>
<if test="title !=null and title !='' ">
 title = #{title} 
</if>
<if test="author !=null and author !='' "> 
 AND author = #{author}
</if>
</where> 
</select>

UPDATE 操作也一样，可以用<set> 标记代替 1=1。

二、迭代entrySet() 获取Map 的key 和value

当循环中只需要获取Map 的主键key时，迭代keySet() 是正确的；但是，当需要主键key 和取值value 时，迭代entrySet() 才是更高效的做法，其比先迭代keySet() 后再去通过get 取值性能更佳。

反例：

1 //Map 获取value 反例:
2         HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
3         for (String key : map.keySet()){
4             String value = map.get(key);
5         }

正例：

1  //Map 获取key & value 正例:
2         HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
3         for (Map.Entry<String,String> entry : map.entrySet()){
4             String key = entry.getKey();
5             String value = entry.getValue();
6         }

三、使用Collection.isEmpty() 检测空

使用Collection.size() 来检测是否为空在逻辑上没有问题，但是使用Collection.isEmpty() 使得代码更易读，并且可以获得更好的性能；除此之外，任何Collection.isEmpty() 实现的时间复杂度都是O(1) ，不需要多次循环遍历，但是某些通过Collection.size() 方法实现的时间复杂度可能是O(n)。O(1)纬度减少循环次数例子

反例：

1 LinkedList<Object> collection = new LinkedList<>();
2         if (collection.size() == 0){
3             System.out.println("collection is empty.");
4         }

正例：

LinkedList<Object> collection = new LinkedList<>();
        if (collection.isEmpty()){
            System.out.println("collection is empty.");
        }

        //检测是否为null 可以使用CollectionUtils.isEmpty()
        if (CollectionUtils.isEmpty(collection)){
            System.out.println("collection is null.");

        }

四、初始化集合时尽量指定其大小

尽量在初始化时指定集合的大小，能有效减少集合的扩容次数，因为集合每次扩容的时间复杂度很可能时O(n)，耗费时间和性能。

反例：

1 //初始化list，往list 中添加元素反例：
2         int[] arr = new int[]{1,2,3,4};
3         List<Integer> list = new ArrayList<>();
4         for (int i : arr){
5             list.add(i);
6         }

正例：

//初始化list，往list 中添加元素正例：
        int[] arr = new int[]{1,2,3,4};
        //指定集合list 的容量大小
        List<Integer> list = new ArrayList<>(arr.length);
        for (int i : arr){
            list.add(i);
        }

五、使用StringBuilder 拼接字符串

一般的字符串拼接在编译期Java 会对其进行优化，但是在循环中字符串的拼接Java 编译期无法执行优化，所以需要使用StringBuilder 进行替换。

反例：

1  //在循环中拼接字符串反例
2        String str = "";
3        for (int i = 0; i < 10; i++){
4            //在循环中字符串拼接Java 不会对其进行优化
5            str += i;
6        }

正例：

//在循环中拼接字符串正例
       String str1 = "Love";
       String str2 = "Courage";
       String strConcat = str1 + str2;  //Java 编译器会对该普通模式的字符串拼接进行优化
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < 10; i++){
           //在循环中，Java 编译器无法进行优化，所以要手动使用StringBuilder
            sb.append(i);
        }

六、若需频繁调用Collection.contains 方法则使用Set

在Java 集合类库中，List的contains 方法普遍时间复杂度为O(n)，若代码中需要频繁调用contains 方法查找数据则先将集合list 转换成HashSet 实现，将O(n) 的时间复杂度将为O(1)。

反例：

//频繁调用Collection.contains() 反例
        List<Object> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i <= Integer.MAX_VALUE; i++){
            //时间复杂度为O(n)
            if (list.contains(i))
            System.out.println("list contains "+ i);
        }

正例：

//频繁调用Collection.contains() 正例
        List<Object> list = new ArrayList<>();
        Set<Object> set = new HashSet<>();
        for (int i = 0; i <= Integer.MAX_VALUE; i++){
            //时间复杂度为O(1)
            if (set.contains(i)){
                System.out.println("list contains "+ i);
            }
        }

七、使用静态代码块实现赋值静态成员变量

对于集合类型的静态成员变量，应该使用静态代码块赋值，而不是使用集合实现来赋值。

反例：

//赋值静态成员变量反例
    private static Map<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>(){
        {
            map.put("Leo",1);
            map.put("Family-loving",2);
            map.put("Cold on the out side passionate on the inside",3);
        }
    };
    private static List<String> list = new ArrayList<>(){
        {
            list.add("Sagittarius");
            list.add("Charming");
            list.add("Perfectionist");
        }
    };

正例：

//赋值静态成员变量正例
    private static Map<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
        static {
            map.put("Leo",1);
            map.put("Family-loving",2);
            map.put("Cold on the out side passionate on the inside",3);
        }

    private static List<String> list = new ArrayList<>();
        static {
            list.add("Sagittarius");
            list.add("Charming");
            list.add("Perfectionist");
        }

八、删除未使用的局部变量、方法参数、私有方法、字段和多余的括号。

九、工具类中屏蔽构造函数

工具类是一堆静态字段和函数的集合，其不应该被实例化；但是，Java 为每个没有明确定义构造函数的类添加了一个隐式公有构造函数，为了避免不必要的实例化，应该显式定义私有构造函数来屏蔽这个隐式公有构造函数。

反例：

public class PasswordUtils {
    //工具类构造函数反例
    private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(PasswordUtils.class);

    public static final String DEFAULT_CRYPT_ALGO = "PBEWithMD5AndDES";

    public static String encryptPassword(String aPassword) throws IOException {
        return new PasswordUtils(aPassword).encrypt();
    }

正例：

public class PasswordUtils {
    //工具类构造函数正例
    private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(PasswordUtils.class);

    //定义私有构造函数来屏蔽这个隐式公有构造函数
    private PasswordUtils(){}

    public static final String DEFAULT_CRYPT_ALGO = "PBEWithMD5AndDES";

    public static String encryptPassword(String aPassword) throws IOException {
        return new PasswordUtils(aPassword).encrypt();
    }

十、删除多余的异常捕获并抛出

用catch 语句捕获异常后，若什么也不进行处理，就只是让异常重新抛出，这跟不捕获异常的效果一样，可以删除这块代码或添加别的处理。

反例：

//多余异常反例
    private static String fileReader(String fileName)throws IOException{

        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(fileName))) {
            String line;
            StringBuilder builder = new StringBuilder();
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                builder.append(line);
            }
            return builder.toString();
        } catch (Exception e) {
            //仅仅是重复抛异常 未作任何处理
            throw e;
        }
    }

正例：

//多余异常正例
    private static String fileReader(String fileName)throws IOException{

        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(fileName))) {
            String line;
            StringBuilder builder = new StringBuilder();
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                builder.append(line);
            }
            return builder.toString();
            //删除多余的抛异常，或增加其他处理：
            /*catch (Exception e) {
                return "fileReader exception";
            }*/
        }
    }

十一、字符串转化使用String.valueOf(value) 代替 " " + value

把其它对象或类型转化为字符串时，使用String.valueOf(value) 比 ""+value 的效率更高。

反例：

1 //把其它对象或类型转化为字符串反例：
2             int num = 520;
3             // "" + value
4             String strLove = "" + num;

正例：

1 //把其它对象或类型转化为字符串正例：
2             int num = 520;
3             // String.valueOf() 效率更高
4             String strLove = String.valueOf(num);

十二、避免使用BigDecimal(double)

BigDecimal(double) 存在精度损失风险，在精确计算或值比较的场景中可能会导致业务逻辑异常。

反例：

1 // BigDecimal 反例    
2         BigDecimal bigDecimal = new BigDecimal(0.11D);

正例：

1 // BigDecimal 正例
2         BigDecimal bigDecimal1 = bigDecimal.valueOf(0.11D);

图1. BigDecimal 精度丢失

十三、返回空数组和集合而非 null

若程序运行返回null，需要调用方强制检测null，否则就会抛出空指针异常；返回空数组或空集合，有效地避免了调用方因为未检测null 而抛出空指针异常的情况，还可以删除调用方检测null 的语句使代码更简洁。

反例：

//返回null 反例
    public static Result[] getResults() {
        return null;
    }

    public static List<Result> getResultList() {
        return null;
    }

    public static Map<String, Result> getResultMap() {
        return null;
    }

正例：

//返回空数组和空集正例
    public static Result[] getResults() {
        return new Result[0];
    }

    public static List<Result> getResultList() {
        return Collections.emptyList();
    }

    public static Map<String, Result> getResultMap() {
        return Collections.emptyMap();
    }

十四、优先使用常量或确定值调用equals 方法

对象的equals 方法容易抛空指针异常，应使用常量或确定有值的对象来调用equals 方法。

反例：

1 //调用 equals 方法反例
2     private static boolean fileReader(String fileName)throws IOException{
3 
4         // 可能抛空指针异常
5         return fileName.equals("Charming");
6  }

正例：

//调用 equals 方法正例
    private static boolean fileReader(String fileName)throws IOException{

        // 使用常量或确定有值的对象来调用 equals 方法
        return "Charming".equals(fileName);

        //或使用：java.util.Objects.equals() 方法
       return Objects.equals("Charming",fileName);
 }

十五、枚举的属性字段必须是私有且不可变

枚举通常被当做常量使用，如果枚举中存在公共属性字段或设置字段方法，那么这些枚举常量的属性很容易被修改；理想情况下，枚举中的属性字段是私有的，并在私有构造函数中赋值，没有对应的Setter 方法，最好加上final 修饰符。

反例：

public enum SwitchStatus {
    // 枚举的属性字段反例
    DISABLED(0, "禁用"),
    ENABLED(1, "启用");

    public int value;
    private String description;

    private SwitchStatus(int value, String description) {
        this.value = value;
        this.description = description;
    }

    public String getDescription() {
        return description;
    }

    public void setDescription(String description) {
        this.description = description;
    }
}

正例：

public enum SwitchStatus {
    // 枚举的属性字段正例
    DISABLED(0, "禁用"),
    ENABLED(1, "启用");

    // final 修饰
    private final int value;
    private final String description;

    private SwitchStatus(int value, String description) {
        this.value = value;
        this.description = description;
    }

    // 没有Setter 方法
    public int getValue() {
        return value;
    }

    public String getDescription() {
        return description;
    }
}

十六、tring.split(String regex)部分关键字需要转译

使用字符串String 的plit 方法时，传入的分隔字符串是正则表达式，则部分关键字（比如 .[]()\| 等）需要转义。

反例：

1 // String.split(String regex) 反例
2         String[] split = "a.ab.abc".split(".");
3         System.out.println(Arrays.toString(split));   // 结果为[]
4 
5         String[] split1 = "a|ab|abc".split("|");
6         System.out.println(Arrays.toString(split1));  // 结果为["a", "|", "a", "b", "|", "a", "b", "c"]

正例：

// String.split(String regex) 正例
        // . 需要转译
        String[] split2 = "a.ab.abc".split("\\.");
        System.out.println(Arrays.toString(split2));  // 结果为["a", "ab", "abc"]

        // | 需要转译
        String[] split3 = "a|ab|abc".split("\\|");
        System.out.println(Arrays.toString(split3));  // 结果为["a", "ab", "abc"]