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《阿里巴巴 Java 开发手册》(四)

程序员文章站 2024-03-24 14:04:04
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《阿里巴巴 Java 开发手册》(四)

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MYSQL 数据库

(一)建表规约

1、【强制】表达是与否概念的字段,必须使用 is_xxx 的方式命名,数据类型是 unsigned tinyint(1 表示是,0 表示否)。

说明:任何字段如果为非负数,必须是 unsigned。

正例:表达逻辑删除的字段名 is_deleted,1 表示删除,0 表示未删除。

2、【强制】表名、字段名必须使用小写字母或数字,禁止出现数字开头,禁止两个下划线中间只出现数字。数据库字段名的修改代价很大,因为无法进行预发布,所以字段名称需要谨慎考虑。

说明:MYSQL 在 Windows 下不区分大小写,但在 Linux 下默认是区分大小写。因此,数据库名、表明、字段名,都不允许出现任何大写字母,避免节外生枝。

正例:

  • aliyun_admin
  • rdc_config
  • level3_name

反例:

  • AliyunAdmin
  • rdcConfig
  • level_3_name

3、【强制】表名不使用复数名词。

说明:表名应该仅仅表示表里面的实体内容,不应该表示实体数量,对应于 DO 类名也是单数形式,符合表达习惯。

4、【强制】禁用保留字,如 desc、range、match、delayed 等,请参考 MySQL 官方保留字。

5、【强制】主键索引名为 pk_字段名;唯一索引名为 uk_字段名;普通索引名则为 idx_字段名。

说明:pk_ 即 primary key;uk_ 即 unique key;idx_ 即 index 的简称。

6、【强制】小数类型为 decimal,禁止使用 float 和 double。

说明:float 和 double 在存储的时候,存在精度损失的问题,很可能在值的比较时,得到不正确的结果。如果存储的数据范围超过 decimal 的范围,建议将数据拆成整数和小数分开存储。

7、【强制】如果存储的字符串长度几乎相等,使用 char 定长字符串类型。

8、【强制】varchar 是可变长字符串,不预先分配存储空间,长度不要超过 5000,如果存储长度大于此值,定义字段类型为 text,独立出来一张表,用主键来对应,避免影响其它字段索引效率。

9、【强制】表必备三字段:id、gmt_create、gmt_modified。

说明:

其中 id 必为主键,类型为 unsigned bigint、单表时自增、步长为 1。gmt_create,gmt_modified 的类型均为 data_time 类型,前者现在时表示主动创建,后者过去分词表示被动更新。

10、【推荐】表的命名最好是加上 “业务名称_表的作用”。

正例:

  • alipay_task
  • force_project
  • trade_config

11、【推荐】库名与应用名称尽量一致。

12、【推荐】如果修改字段含义或对字段表示的状态追加时,需要及时更新字段注释。

13、【推荐】字段允许适当冗余,以提高查询性能,但必须考虑数据一致。冗余字段应遵循:

  • 不是频繁修改的字段。
  • 不是 varchar 超长字段,更不能是 text 字段。

正例:商品类目名称使用频率高,字段长度短,名称基本一成不变,可在相关联的表中冗余存 储类目名称,避免关联查询。

14、【推荐】单表行数超过 500 万行或者单表容量超过 2GB,才推荐进行分库分表。

说明:如果预计三年后的数据量根本达不到这个级别,请不要在创建表时就分库分表。

15、【参考】合适的字符存储长度,不但节约数据库表空间、节约索引存储,更重要的是提升检 索速度。

正例:如下表,其中无符号值可以避免误存负数,且扩大了表示范围。

对象 年龄区间 类型 字节 表示范围
150岁之内 unsigned tinyint 1 无符号:0 到 255
数百岁 unsigned snallint 2 无符号:0 到 65535
恐龙化石 数千万年 unsigned int 4 无符号:0 到 42.9 亿
太阳 约 50 亿年 unsigned bigint 8 无符号:0 到约 10 的 19 次方

(二)索引规约

1、【强制】业务上具有唯一特性的字段,即使是多个字段的组合,也必须建成唯一索引。

说明:不要以为唯一索引影响了 insert 速度,这个速度损耗可以忽略,但提高查找速度是明显的;另外,即使在应用层做了非常完善的校验控制,只要没有唯一索引,根据墨菲定律,必然有脏数据产生。

2、【强制】超过三个表禁止 join。需要 join 的字段,数据类型必须绝对一致;多表关联查询时,保证被关联的字段需要有索引。

说明:即使双表 join 也要注意表索引、SQL 性能。

3、【强制】在 varchar 字段上建立索引时,必须制定索引长度,没必要对全字段建立索引,根据实际文本分度决定索引长度即可。

说明:索引的长度与区分度是一对矛盾体,一般对字符串类型数据,长度为 20 的索引,区分度会高达 90% 以上,可以使用 count(distinct left(列名,索引长度))/ count(*)的区分度来确定。

4、【强制】页面搜索严禁左模糊或者全模糊,如果需要请走搜索引擎来解决。

说明:索引文件具有 B-Tree 的最左前缀匹配特性,如果左边的值未确定,那么无法使用此索引。

5、【推荐】如果有 order by 的场景,请注意利用索引的有序性。order by 最后的字段是组合索引的一部分,并且放在索引组合顺序的最后,避免出现 file_sort 的情况,影响查询性能。

正例:where a = ? and b = ? order by c;索引:a_b_c

反例:索引中有范围查找,那么索引有序性无法利用,如:WHERE a > 10 ORDER BY b;索引 a_b 无法排序。

6、【推荐】利用覆盖索引来进行查询操作,避免回表。

说明:

如果一本书需要知道第 11 章是什么标题,会翻开第 11 章对应的那一页吗?目录浏览一下就好了,这个目录就是起到覆盖索引的作用。

正例:能够建立索引的种类:主键索引、唯一索引、普通索引,而覆盖索引是一种查询的一种效果,用 explain 的结果,extra 列会出现:using index。

7、【推荐】利用延时关联或者子查询优化超多分页场景。

说明:

MySQL 并不是跳过 offsett 行,而是取 offset + N 行,然后返回放弃前 offset 行,返回 N 行,那当 offset 特别大的时候,效率就非常的底下,那么控制返回的总页数,要么对超过特定阈值的页数进行 SQL 改写。

正例:先快速定位需要获取的 id 端,然后再关联:

SELECT a.* FROM1 a, (select id from1 where 条件 LIMIT 100000,20 ) b where a.id=b.id

8、【推荐】SQL 性能优化的目标:至少要达到 range 级别,要求是 ref 级别,如果可以是 consts 最好。

说明:

  • consts 单表中最多只有一个匹配行(主键或者唯一索引),在优化阶段即可读取到数据。
  • ref 指的是使用普通的索引(normal index)。
  • range 对索引进行范围检索。

反例:

explain 表的结果,type=index,索引物理文件全扫描,速度非常慢,这个 index 级 别比较 range 还低,与全表扫描是小巫见大巫。

9、【推荐】建组合索引的时候,区分度最高的在最左边。

正例:

如果 where a=? and b=? ,a 列的几乎接近于唯一值,那么只需要单建 idx_a 索引即 可。

说明:

存在非等号和等号混合判断条件时,在建索引时,请把等号条件的列前置。如:where a>? and b=? 那么即使 a 的区分度更高,也必须把 b 放在索引的最前列。

10、【推荐】防止因字段类型不同造成的隐式转换,导致索引失效。

11、【参考】创建索引时避免有如下极端误解:

  • 宁滥勿缺。认为一个查询就需要建一个索引。
  • 宁缺勿滥。认为索引会消耗空间、严重拖慢更新和新增速度。
  • 抵制惟一索引。认为业务的惟一性一律需要在应用层通过“先查后插”方式解决。

(三)SQL 语句

1、【强制】不要使用 count(列名)或 count(常量)来替代 count(*),count(*)是 SQL92 定义的 标准统计行数的语法,跟数据库无关,跟 NULL 和非 NULL 无关。

说明:count(*)会统计值为 NULL 的行,而 count(列名)不会统计此列为 NULL 值的行。

2、【强制】count(distinct col) 计算该列除 NULL 之外的不重复行数,注意 count(distinct col1, col2) 如果其中一列全为NULL,那么即使另一列有不同的值,也返回为0。

3、【强制】当某一列的值全是 NULL 时,count(col)的返回结果为 0,但 sum(col)的返回结果为 NULL,因此使用 sum()时需注意 NPE 问题。

正例:

可以使用如下方式来避免sum的NPE问题:SELECT IF(ISNULL(SUM(g)),0,SUM(g)) FROM table;

4、【强制】使用 ISNULL() 来判断是否为 NULL 值。

说明:NULL 与任何值的直接比较都为 NULL。

  • NULL<>NULL的返回结果是NULL,而不是false。
  • NULL=NULL的返回结果是NULL,而不是true。
  • NULL<>1的返回结果是NULL,而不是true。

5、【强制】在代码中写分页查询逻辑时,若 count 为 0 应直接返回,避免执行后面的分页语句。

6、【强制】不得使用外键与级联,一切外键概念必须在应用层解决。

说明:

以学生和成绩的关系为例,学生表中的 student_id 是主键,那么成绩表中的 student_id 则为外键。如果更新学生表中的 student_id,同时触发成绩表中的 student_id 更新,即为 级联更新。外键与级联更新适用于单机低并发,不适合分布式、高并发集群;级联更新是强阻塞,存在数据库更新风暴的风险;外键影响数据库的插入速度。

7、【强制】禁止使用存储过程,存储过程难以调试和扩展,更没有移植性。

8、【强制】数据订正时,删除和修改记录时,要先 select,避免出现误删除,确认无误才能执 行更新语句。

9、【推荐】in 操作能避免则避免,若实在避免不了,需要仔细评估 in 后边的集合元素数量,控制在 1000 个之内。

10、【参考】如果有全球化需要,所有的字符存储与表示,均以 utf-8 编码,注意字符统计函数 的区别。

说明:

SELECT LENGTH(“轻松工作”); 返回为12
SELECT CHARACTER_LENGTH(“轻松工作”); 返回为4
如果需要存储表情,那么选择 utfmb4 来进行存储,注意它与 utf-8 编码的区别。

11、【参考】TRUNCATE TABLE 比 DELETE 速度快,且使用的系统和事务日志资源少,但 TRUNCATE 无事务且不触发 trigger,有可能造成事故,故不建议在开发代码中使用此语句。

说明:

TRUNCATE TABLE 在功能上与不带 WHERE 子句的 DELETE 语句相同。

(四)ORM 映射

1、【强制】在表查询中,一律不要使用 * 作为查询的字段列表,需要哪些字段必须明确写明。

说明:

  • 增加查询分析器解析成本。
  • 增减字段容易与 resultMap 配置不一致。

2、【强制】POJO 类的布尔属性不能加 is,而数据库字段必须加 is_,要求在 resultMap 中进行 字段与属性之间的映射。

说明:

参见定义 POJO 类以及数据库字段定义规定,在中增加映射,是必须的。 在MyBatis Generator生成的代码中,需要进行对应的修改。

3、【强制】不要用 resultClass 当返回参数,即使所有类属性名与数据库字段一一对应,也需 要定义;反过来,每一个表也必然有一个与之对应。

说明:配置映射关系,使字段与 DO 类解耦,方便维护。

4、【强制】sql.xml 配置参数使用:#{},#param# 不要使用${} 此种方式容易出现 SQL 注入。

5、【强制】iBATIS自带的queryForList(String statementName,int start,int size)不推 荐使用。

说明:

其实现方式是在数据库取到 statementName 对应的 SQL 语句的所有记录,再通过 subList 取 start,size 的子集合。

正例:

Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>(); 
map.put("start", start);
map.put("size", size);

6、【强制】不允许直接拿 HashMap 与 Hashtable 作为查询结果集的输出。

说明:resultClass=”Hashtable”,会置入字段名和属性值,但是值的类型不可控。

7、【强制】更新数据表记录时,必须同时更新记录对应的 gmt_modified 字段值为当前时间。

8、【推荐】不要写一个大而全的数据更新接口。传入为 POJO 类,不管是不是自己的目标更新字 段,都进行 update table set c1=value1,c2=value2,c3=value3; 这是不对的。执行 SQL 时,不要更新无改动的字段,一是易出错;二是效率低;三是增加 binlog 存储。

9、【参考】@Transactional 事务不要滥用。事务会影响数据库的 QPS,另外使用事务的地方需 要考虑各方面的回滚方案,包括缓存回滚、搜索引擎回滚、消息补偿、统计修正等。

10、【参考】<isEqual>中的 compareValue 是与属性值对比的常量,一般是数字,表示相等时带 上此条件;<isNotEmpty>表示不为空且不为 null 时执行;<isNotNull>表示不为 null 值时 执行。

工程结构

(一)应用分层

1、【推荐】图中默认上层依赖于下层,箭头关系表示可直接依赖,如:开放接口层可以依赖于Web 层,也可以直接依赖于 Service 层,依此类推:

《阿里巴巴 Java 开发手册》(四)

  • 开放接口层:可直接封装 Service 方法暴露成 RPC 接口;通过 Web 封装成 http 接口;进行网关安全控制、流量控制等。
  • 终端显示层:各个端的模块渲染并执行显示的层。当前主要是 velocity 渲染,JS 渲染,JSP 渲染,移动端展示等。
  • Web 层:主要是对访问控制进行转发,各类基本参数校验,或者不复用的业务简单处理等。
  • Service 层:相对具体的业务逻辑服务层。
  • Manager 层:通用业务处理层,它有如下特征:
    1. 对第三方平台封装的层,预处理返回结果及转化异常信息;
    2. 对 Service 层通用能力的下沉,如缓存方案、中间件通用处理;
    3. 与 DAO 层交互,对多个 DAO 组合复用。
  • DAO 层:数据访问层,与底层 MySQL、Oracle、Hbase 等进行数据交互。
  • 外部接口或第三方平台:包括其它部门 RPC 开放接口,基础平台,其它公司的 HTTP 接口。

2、【参考】(分层异常处理规约)在 DAO 层,产生的异常类型有很多,无法用细粒度的异常进 行catch,使用catch(Exception e)方式,并throw new DAOException(e),不需要打印 日志,因为日志在 Manager/Service 层一定需要捕获并打到日志文件中去,如果同台服务器 再打日志,浪费性能和存储。在 Service 层出现异常时,必须记录出错日志到磁盘,尽可能带 上参数信息,相当于保护案发现场。如果 Manager 层与 Service 同机部署,日志方式与 DAO 层处理一致,如果是单独部署,则采用与 Service 一致的处理方式。Web 层绝不应该继续往上抛异常,因为已经处于顶层,如果意识到这个异常将导致页面无法正常渲染,那么就应该直接跳转到友好错误页面,加上用户容易理解的错误提示信息。开放接口层要将异常处理成错误码 和错误信息方式返回。

3、【参考】分层领域模型规约:

  • DO(Data Object):与数据库表结构一一对应,通过 DAO 层向上传输数据源对象。
  • DTO(Data Transfer Object):数据传输对象,Service 或 Manager 向外传输的对象。
  • BO(Business Object):业务对象,由 Service 层输出的封装业务的对象。
  • AO(Application Object):应用对象,在 Web 层与 Service 层之间抽象的复用对象模型,极为贴近展示层,复用度不高。
  • VO(View Object):显示层对象,通常是 Web 向模板渲染引擎层传输的对象。
  • Query:数据查询对象,各层接收上层的查询请求。注意超过 2 个参数的查询封装,禁止使用 Map 类来传输。

(二)二方库依赖

1、【强制】定义 GAV 遵从以下规则:

  • GroupID 格式:com.{公司/BU}.业务线.[子业务线],最多 4 级。
    说明:
    {公司/BU} 例如:alibaba / taobao / tmall / aliexpress 等 BU 一级:子业务线可选。
    正例:
    com.taobao.jstorm 或 com.alibaba.dubbo.register
  • ArtifactID 格式:产品线名-模块名。语义不重复不遗漏,先到*仓库去查证一下。
    正例:
    dubbo-client / fastjson-api / jstorm-tool
  • Version:详细规定参考下方。

2、【强制】二方库版本号命名方式:主版本号.此版本号.修订号

  • 主版本号:产品方向改变,或者大规模 API 不兼容,或者架构不兼容升级。
  • 此版本号:保持相对兼容性,增加主要功能特性,影响范围极小的 API 不兼容修改。
  • 修订号:保持完全兼容性,修复 BUG、新增次要功能特性等。

说明:

注意起始版本号必须为:1.0.0,而不是 0.0.1 正式发布的类库必须先去*仓库进行查证,使版本号有延续性,正式版本号不允许覆盖升级。如当前版本:1.3.3,那么下一个合理的版本号:1.3.4 或 1.4.0 或 2.0.0

3、【强制】线上应用不要依赖 SNAPSHOT 版本(安全包除外)。

说明:不依赖 SNAPSHOT 版本是保证应用发布的幂等性。另外,也可以加快编译时的打包构建。

4、【强制】二方库的新增或升级,保持除功能点之外的其他 jar 包仲裁结果不变。如果有改变,必须明确评估和验证,建议进行 dependency:resolve 前后信息比对,如果仲裁结果完全不一致,那么通过 dependency:tree 命令,找出差异点,进行 <exclides> 排除 jar 包。

5、【强制】二方库里可以定义枚举类型,参数可以使用枚举类型,但是接口返回值不允许使用枚 举类型或者包含枚举类型的 POJO 对象。

6、【强制】依赖于一个二方库时,必须定义一个统一的版本变量,避免版本号不一致。

说明:依赖 springframework-core,-context,-beans,它们都是同一个版本,可以定义一 个变量来保存版本:${spring.version},定义依赖的时候,引用该版本。

7、【强制】禁止在子项目的 pom 依赖中出现相同的 GroupId,相同的 ArtifactId,但是不同的 Version。

说明:在本地调试时会使用各子项目指定的版本号,但是合并成一个 war,只能有一个版本号 出现在最后的 lib 目录中。可能出现线下调试是正确的,发布到线上却出故障的问题。

8、【推荐】所有 pom 文件中的依赖声明放在 <dependencies> 语句块中,所有版本仲裁放在 <dependencyManagement> 语句块中。

说明:

<dependencyManagement> 里只是声明版本,并不实现引入,因此子项目需要显式的声 明依赖,version 和 scope 都读取自父 pom。而 <dependencies> 所有声明在主 pom 的 <dependencies> 里的依赖都会自动引入,并默认被所有的子项目继承。

9、【推荐】二方库不要有配置项,最低限度不要再增加配置项。

10、【参考】为避免应用二方库的依赖冲突问题,二方库发布者应当遵循以下原则:

  • 精简可控原则。移除一切不必要的 API 和依赖,只包含 Service API、必要的领域模型对 象、Utils 类、常量、枚举等。如果依赖其它二方库,尽量是 provided 引入,让二方库使用 者去依赖具体版本号;无 log 具体实现,只依赖日志框架。
  • 稳定可追溯原则。每个版本的变化应该被记录,二方库由谁维护,源码在哪里,都需要能 方便查到。除非用户主动升级版本,否则公共二方库的行为不应该发生变化。

(三)服务器

1、【推荐】高并发服务器建议调小 TCP 协议的 time_wait 超时时间。

说明:操作系统默认 240 秒后,才会关闭处于 time_wait 状态的连接,在高并发访问下,服 务器端会因为处于 time_wait 的连接数太多,可能无法建立新的连接,所以需要在服务器上 调小此等待值。

正例:在 linux 服务器上请通过变更/etc/sysctl.conf 文件去修改该缺省值(秒):

net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30

2、【推荐】调大服务器所支持的最大文件句柄数(File Descriptor,简写为fd)。

说明:

主流操作系统的设计是将 TCP/UDP 连接采用与文件一样的方式去管理,即一个连接对 应于一个 fd。主流的 linux 服务器默认所支持最大 fd 数量为 1024,当并发连接数很大时很 容易因为 fd 不足而出现“open too many files”错误,导致新的连接无法建立。 建议将 linux 服务器所支持的最大句柄数调高数倍(与服务器的内存数量相关)。

3、【推荐】给 JVM 设置-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 参数,让 JVM 碰到 OOM 场景时输出 dump 信息。

说明:OOM 的发生是有概率的,甚至有规律地相隔数月才出现一例,出现时的现场信息对查错 非常有价值。

4、【推荐】在线上生产环境,JVM的Xms和Xmx设置一样大小的内存容量,避免在GC 后调整堆 大小带来的压力。

5、【参考】服务器内部重定向使用 forward;外部重定向地址使用 URL 拼装工具类来生成,否则 会带来 URL 维护不一致的问题和潜在的安全风险。