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《Practical Java》笔记

程序员文章站 2023-12-21 15:07:46
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作者简介:Peter Haggar是IBM在北卡罗来纳州的Research Triangle Park的一名高级软件工程师,他发表了无数篇关于 Java 编程的文章。他有着广泛的编程经验,曾致力于开发工具、类库和操作系统的相关工作。Peter 在IBM从事新兴因特网技术方面的工作,目前主要从事有关高性能Web服务方面的工作。Peter经常在很多业界会议上作为技术发言人就 Java 技术发表言论。他已经为IBM工作了15年多,并获得了Clarkson University的计算机科学学士学位。
  
  
  
   本书汇集了Java编程实践方面的建议、忠告、范例和讨论,本书的组织是一个个独立的课程,每个课程称为实践(PRAXIS),用以讨论特定主题,每个 实践按各自独立的方式撰写。本身详细分析了某些设计和编程方面的问题,挑选的依据是编程实践上的有效和高效。Java最被人抱怨的一点是性能,因此本书以 最大的篇幅讨论这一主题,使Java代码运行得更高效。
  
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  General Techniques
  
  
  
  
  
  PRAXIS1: 引数以by value方式而非by reference方式传递
  
  所有Java对象都通过object reference被访问,常见的一个误解是java以by reference方式传递引数,
  
  事实上所有引数都以by value方式传递。
  
  
  
  比如int参数,在函数内修改了,在调用后并没有修改
  
  而object则不是这样,函数内修改了,调用后也是修改的,若不想这样,可以把object改为不可变的或拷贝object
  
  
  
  PRAXIS2: 对不变的data和object references使用final
  
  为了让data或object reference成为不变量(常数),请使用final。注意,final仅仅令object reference
  
  自身成为不变量,并不限制它所指对象的改变。
  
  
  
  PRAXIS3: 缺省情况下所有non-static函数都可被覆盖
  
  缺省情况下,所以non-static函数都可以被subclass覆盖,但如果加上关键字final,便可防止被subclass覆盖。
  
  声明某个类为final,就表示这个类的所有函数都是final的,可以阻止它派生子类。
  
  
  
  PRAXIS4: 在arrays和Vectors之间慎重选择
  
  arrays 和vectors是常见的容器类(storage classes)。选用它们之前应该先了解它们的功用和特性。
  
  
  
   如果超出了array的大小,会报数组越界异常,基本类型的array会自动为数组内的元素赋默认值,而对象数组则是null。而vector长度会自 动增长,vector.size()返回的元素的数量,不是固定值,vector的内部实现是array实现的,vector只能容纳对象。
  
  一般来说,array速度更快。
  
  
  
  PRAXIS5: 多态优于instanceof
  
  instanceof 的许多用途可以因为改用多态而消失,使用多态,代码将更清晰、更易于扩展和维护。
  
  
  
  PRAXIS6: 必要时才使用instanceof
  
  有时我们无法回避使用instanceof。我们应该了解什么情况下必须使用它。
  
  
  
  PRAXIS7: 一旦不再需要object references,就将它设为null
  
  不要忽视内存可能带来的问题,尽管有了垃圾回收机制,你仍然需要关注你的代码如何运用内存,如果能够领悟垃圾回收和内存运用细节,你就能够更好的知道何时应该将object references设为null,那将导致高效的代码。
  
  
  
  
  
  
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  Objects and Equality
  
  
  
  
  
  PRAXIS8: 区分reference type和primitive type
  
  Java 是面向对象语言,但其操控的东西并非都是对象(objects)。理解reference type和primitive types之间的差异,及它们在JVM中的表述,会使你在运用它们时得以做出明智的选择。
  
  
  
  PRAXIS9: 区分==和equals()
  
  == 用来测试基本型别的相等性,亦可判定两个object references是否指向同一个对象,但若要测试
  
  values (值)或semantic(语义)相等,应使用equals()。
  
  
  
  PRAXIS10: 不要依赖equals()的缺省实现
  
  不要不假思索的认定一个class总是会正确的实现出equals(),此外,java.lang.Object提供的equals()大多数时候并非进行你想要的比较。
  
  
  
  PRAXIS11: 实现equals()时必须深思熟虑
  
  如果某个class所生的两个对象“即使不占用相同的内存空间,也被视为逻辑上相等”,那么就该为这个class提供一个equals()。
  
  
  
  PRAXIS12: 实现equals()时优先考虑使用getClass()
  
  实现equals()时请优先考虑采用getClass()。毕竟,“隶属同一个class下的对象才得被视为相等”是正确实现equals()的一个简明方案。
  
  
  
  惟有相同class所产生的对象才可以被视为相等,可以只比较某些关键属性。
  
  
  
  PRAXIS13: 调用super.equals()以唤起base class的相关行为
  
  任何base class(除了java.lang.Object)如果实现equals(),其derived class都应该调用super.equals()。
  
  
  
  PRAXIS14: 在equals()函数中谨慎使用instanceof
  
  惟有当你考虑允许“一个derived class对象可以相等于其base class对象”时,才在equals()中使用instanceof。使用这项技术前请先弄清楚其影响。
  
  
  
  PRAXIS15: 实现equals()时需遵循某些规则
  
  撰写equals()并非那么直观,如果想要恰当实现出equals(),请遵循某些规则。
  
  
  
  1. 如果某个class的两个对象即使占据不同的内存空间,也可被视为“逻辑上相等”的话,那么你得为这个class提供一个equals()。
  
  2. 请检查是否等于this。
  
  3. 比较这个class中的相关属性,以判断两个对象是否相等。
  
  4. 如果有java.lang.Object以外的任何base class实现了equals(),那么就应该调用super.equals()。
  
  
  
  
  
  
  
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  Exception Handling
  
  
  
  
  
  PRAXIS16: 认识“异常控制流”(exception control flow)机制
  
  了解异常控制流程细节,了解这些细微之处有助于你回避问题。
  
  
  
  PRAXIS17: 不要忽略异常
  
  一旦异常出现却没有被捕获,抛出异常的那个线程就会中止运行,是的,异常意味错误,永远不要忽略它。
  
  
  
  PRAXIS18: 不要隐藏异常
  
  如果处理异常期间又从catch或finally区段抛出异常,原先的异常会因而被隐藏起来,一旦发生这样的事情,就会丢失错误信息,你应当撰写专门负责处理这种情形的代码,将所有异常回传给调用者。
  
  
  
  只有一个异常可以传播到外界,可以把所有的异常加入到一个vector内。
  
  
  
  PRAXIS19: 理解throws子句的缺点
  
  将一个异常加入某函数的throws子句,会影响该函数的所有调用者。
  
  
  
  PRAXIS20: 细致而全面的理解throws子句
  
  任何函数的throws子句应当列出它所传播的所有异常,包括衍生异常型别(derived exception types)。
  
   //////////////////////////////////////////////////////////////////////
  覆盖一个方法时,throws的异常受到约束
  
  要么不抛出异常,要么和被覆盖方法一样类型的异常,要么是被覆盖方法异常的派生异常。
  
  
  
  PRAXIS21: 使用finally避免资源泄漏
  
  不要忽视内存以外的资源,垃圾回收机制不会替你释放它们,请使用finally确保内存以外的资源被释放。
  
  
  
  PRAXIS22: 不要从try块中返回
  
  不要从try区段中发出return语句,因为这个函数未必会立即从那儿返回,如果存在finally区段,它就会被运行起来并可能改变回传值。
  
  
  
  PRAXIS23: 将try/catch代码块置于循环外
  
  撰写含有异常处理的循环时,请将try和catch区段置于循环外部,在某些实现版本上,这会产生更快的运行代码。
  
  
  
  PRAXIS24: 不要将异常用于流程控制
  
  请将异常用于预期行为之外的情况,不要以异常来控制流程,请采用标准的语言流程构件,这样的流程表达会更清晰更高效。
  
  
  
  PRAXIS25: 不要每逢出错就使用异常
  
  只有面对程序行为可能出乎意料的情况下才使用异常,“预期中的行为”应使用返回代码来处理。
  
  
  
  PRAXIS26: 在构造函数中抛出异常
  
  尽管构造函数并非函数(method),因而不能回传一个值,但构造函数有可能失败,如果它们失败了,请抛出一个异常。
  
  
  
  PRAXIS27: 抛出异常之前先将对象恢复为有效状态(valid state)
  
  抛出异常很容易,困难的是“将异常所引发的伤害减到最小”,抛出异常前,应确保“如果异常被处理好,流程再次进入抛出异常的那个函数中,该函数可以成功完成”。
  
  
  
  
  
  
  
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  Performance
  
  
  
  
  
  PRAXIS28: 先把焦点放在设计、数据结构和算法身上
  
  给java带来最大性能提升的办法就是:在设计和算法中使用与语言无关的技术,因此,首先请将你的精力集中在这上面。
  
  
  
  PRAXIS29: 不要依赖编译期的优化技术
  
  由java编译器生成的代码,通常不会比你自己撰写的更好,别指望编译器能够多么优化你的源码。
  
  
  
  PRAXIS30: 理解运行期的代码优化技术
  
  Java 对性能的大部分努力都围绕着“运行期优化”展开,这种做法有利无弊。
  
  
  
  PRAXIS31: 如欲进行字符串的连接,StringBuffer优于String
  
  对于字符串的连接,StringBuffer要比String快许多倍。
  
  
  
  PRAXIS32: 将对象的创建成本降至最小
  
  在许多面向对象系统中,“创建对象”意味着高昂的成本,了解成本所在,以及了解“加速对象创建速度”的技术,都可以导致更快速的程序。
  
  
  
  PRAXIS33: 谨防未使用的对象
  
  非必要别产生对象,否则会减慢你的程序速度。
  
  
  
  PRAXIS34: 将同步(synchronization)减至最低
  
  声明synchronized函数或synchronized区段,会显著降低性能,应该只在对象有所需要时才使用同步机制。
  
  
  
  PRAXIS35: 尽可能使用stack变量
  
  stack 变量为JVM提供了更高效的byte code指令序列,所以在循环内重复访问static变量或instance变量时,应当将它们暂时存储于stack变量中,以便获得更快的运行速度。
  
  
  
  PRAXIS36: 使用static、final和private函数以促成inlining
  
  以方法体替换方法调用,会导致更快速的程序,如果要令函数为inline,必须先声明它们为static、final或private。
  
  
  
  PRAXIS37:instance 变量的初始化一次就好
  
  由于所有static变量和instance变量都会自动获得缺省值,所以不必重新将它们设为缺省值。
  
  
  
  PRAXIS38: 使用基本类型(primitive types)使代码更快更小
  
  使用基本类型,比使用其包装类,产生的代码又小又快。
  
  
  
  PRAXIS39: 不要使用Enumeration或Iterator来遍历Vector
  
  遍历Vector时,请使用get()函数而非Enumeration或Iterator。这样做会导致更少的函数调用,意味程序速度更快。
  
  
  
  PRAXIS40: 使用System.arraycopy()来复制arrays
  
  这个是本机(native)函数,速度更快。
  
  
  
  PRAXIS41: 优先使用array,然后才考虑Vector和ArrayList
  
  如果你需要Vector的功能但不需要它的同步特性,可改用ArrayList。
  
  
  
  PRAXIS42: 尽可能复用(reuse)对象
  
  复用现有对象,几乎总是比创建新对象更划算。
  
  
  
  PRAXIS43: 使用延迟求值(lazy evaluation)
  
  如果某个成本高贵的计算并非一定必要,就尽量少做,使用懒加载技术避免那些永远不需要的工作。
  
  
  
  PRAXIS44: 以手工方式将代码优化
  
  由于Java编译器在优化方面的作为甚少,为了生成最佳byte code,请以手工方式将你的源码优化。
  
  
  
  PRAXIS45: 编译为本机代码(native code)
  
  编译为本机代码,通常可以获得运行速度更快的代码,但你却因此必须在各种不同的本机方案中取舍。
  
  
  
  
  
  
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  Multithreading
  
  
  
  
  
  PRAXIS46: 面对instance函数,synchronized锁定的是对象(object)而非函数(method)或代码
  
  关键字synchronized锁定的是对象,而非函数或代码,一个函数或程序区段被声明为synchronized,并不意味同一时刻只能由一个线程运行它。
  
  
  
  PRAXIS47: 弄清楚synchronized statics函数与synchronized instance函数之间的差异
  
  两个函数被声明为synchronized,并不就意味它们是“多线程安全”,对instance函数或object reference同步化,与对static函数或class literal(字面常数)同步化相比,得到的lock全然不同。
  
  
  
  PRAXIS48: 以private数据(field)+相应的访问函数(accessor)替换public/protected数据
  
  如果没有适当保护你的数据,用户便有机会绕过你的同步机制。
  
  
  
  PRAXIS49: 避免无谓的同步控制
  
  一般情况下请不要同步化所有函数,同步化不仅造成程序缓慢,并且丧失了并发(concurrency)的可能,
  
  请采用“单对象多锁”技术以允许更多并发动作。
  
  
  
  PRAXIS50: 访问共享变量时请使用synchronized或volatile
  
  不可切割(原子化,atomic)操作并非意味“多线程安全”,JVM实现品被允许在私有内存中保留变量的工作副本,这可能会产生陈旧数据,为避免这个问题,请使用同步化机制或将变量声明为volatile
  
  
  
  PRAXIS51: 在单一操作中锁定所有用到的对象
  
  同步化某一函数,并不一定就会使其成为“多线程安全”,如果synchronized函数操控着多个函数,而它们并不都是此函数所属class的private instance data,那么你必须对这些对象自身也进行同步化。
  
  
  
  PRAXIS52: 以固定而全局性的顺序取得多个locks,以避免死锁(deadlock)
  
  当你同步化多个对象,请以固定、全局性的顺序获得locks,以避免死锁。
  
  
  
  PRAXIS53: 优先使用notifyAll()而非notify()
  
  notify() 只唤醒一个线程,要想唤醒多个线程,请使用notifyAll()。
  
  
  
  PRAXIS54: 针对wait()和notifyAll()使用旋锁(spin locks)
  
  当你等待条件变量时,请总是使用旋锁确保正确结果。
  
  
  
  PRAXIS55: 使用wait()和notifyAll()替换轮询循环(polling loops)
  
  将所有polling loops替换为使用wait()、notify()和notifyAll()的spin locks(旋锁),spin locks直观而高效,polling loops则慢很多倍。
  
  
  
  PRAXIS56: 不要对上锁对象(locked object)的object reference重新赋值
  
  当一个对象被锁定,有可能其他线程会因同一个object lock而受阻(blocked),假如你对上锁对象的object reference重新赋值,其他线程内悬而未决的那些locks将不再有意义。
  
  
  
  PRAXIS57: 不要调用stop()或suspend()
  
  不要调用stop()或suspend(),因为它们可能导致数据内部混乱,甚至引发死锁。
  
  
  
  PRAXIS58: 通过线程之间的协作来中止线程
  
  你不应该调用stop(),如欲安全地停止线程,必须要求它们相互协作,才能姿态优雅的中止。
  
  
  
  
  
  
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  Classes and Interfaces
  
  
  
  
  
  PRAXIS59: 运用interfaces支持多重继承
  
  当你想要支持interface的单一继承或多重继承,或想要实现一个标识型的interface时,请使用interfaces。
  
  
  
  PRAXIS60: 避免interfaces中的函数发生冲突
  
  没有任何办法能够阻止两个interfaces使用同名的常数和函数,为了避免可能的冲突,应当小心命名常数和函数。
  
  
  
  PRAXIS61: 如需提供部分实现(partial implementation),请使用抽象类(abstract classes)
  
  使用abstract class来为一个class提供部分实现,这些实现很可能对derived class是共通的。
  
  
  
  PRAXIS62: 区分interface、abstract class和concrete class
  
  一旦正确理解interface、abstract class和concrete class的差异,你就可以在设计是编码时做出正确的选择。
  
  
  
  PRAXIS63: 谨慎定义和实现不可变类(immutable classes)
  
  如果你希望对象内容永远不被改动,请使用不可变对象(immutable object),这种对象自动拥有“多线程安全性”。
  
  
  
  PRAXIS64: 欲传递或接收可变对象(mutable objects)的object references时,请使用clone()
  
  为了保证immutable objects,你必须在传入和回传它们时对它们施行clone()。
  
  
  
  PRAXIS65: 使用继承或委托(delegation)来定义不可变类(immutable classes)
  
  使用immutable interface、common interface或base class,或是immutable delegation classes,来定义immutable classes。
  
  
  
  PRAXIS66: 实现clone()时记得调用super.clone()
  
  当你实现一个clone(),总是应该调用super.clone()以确保产生正确的对象。
  
  
  
  PRAXIS67: 别只依靠finalize()清理non-memory(内存之外)的资源
  
  你不能保证finalize()是否被调用,以及何时被调用,因此,请专门实现一个public函数来释放内存以外的资源。
  
  
  
  PRAXIS68: 在构造函数内调用non-final函数时要小心
  
  如果一个non-final函数被某个derived class覆盖,在构造函数中调用这个函数可能会导致不可预期的结果

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