如何讓你的Java代碼性能"更高、更優雅、遠離BUG"?

代碼中的"壞味道",如"私慾"如"灰塵",每天都在增加,一日不去清除,便會越累越多。如果用功去清除這些"壞味道",不僅能提高自己的編碼水平,也能使代碼變得"精白無一毫不徹"。這裏,整理了日常工作中的一些"壞味道",及清理方法,供大家參考

前言

明代王陽明先生在《傳習錄》談爲學之道時說:

私慾日生,如地上塵,一日不掃,便又有一層。着實用功,便見道無終窮,愈探愈深,必使精白無一毫不徹方可。

代碼中的"壞味道",如"私慾"如"灰塵",每天都在增加,一日不去清除,便會越累越多。如果用功去清除這些"壞味道",不僅能提高自己的編碼水平,也能使代碼變得"精白無一毫不徹"。這裏,整理了日常工作中的一些"壞味道",及清理方法,供大家參考。

01 如何讓代碼性能更高?1.1.需要 Map 的主鍵和取值時,應該迭代 entrySet()當循環中只需要 Map 的主鍵時,迭代 keySet() 是正確的。但是,當需要主鍵和取值時,迭代 entrySet() 纔是更高效的做法,比先迭代 keySet() 後再去 get 取值性能更佳。反例:

Map<String, String> map = ...;

for (String key : map.keySet()) {

String value = map.get(key);

...

}

正例:

Map<String, String> map = ...;

for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {

String key = entry.getKey();

String value = entry.getValue();

...

}

1.2.應該使用 Collection.isEmpty() 檢測空使用 Collection.size() 來檢測空邏輯上沒有問題,但是使用 Collection.isEmpty() 使得代碼更易讀,並且可以獲得更好的性能。任何 Collection.isEmpty() 實現的時間複雜度都是 O(1) ,但是某些 Collection.size() 實現的時間複雜度可能是O(n)。反例:

if (collection.size() == 0) {

...

}

正例:

if (collection.isEmpty()) {

...

}

如果需要還需要檢測 null ,可採用 CollectionUtils.isEmpty(collection) 和CollectionUtils.isNotEmpty(collection)。1.3.不要把集合對象傳給自己將集合作爲參數傳遞給集合自己的方法要麼是一個錯誤,要麼是無意義的代碼。

此外,由於某些方法要求參數在執行期間保持不變,因此將集合傳遞給自身可能會導致異常行爲。反例:

List<String> list = new ArrayList<>();

list.add("Hello");

list.add("World");

if (list.containsAll(list)) { // 無意義,總是返回true

...

}

list.removeAll(list); // 性能差, 直接使用clear()複製代碼

1.4.集合初始化儘量指定大小java 的集合類用起來十分方便,但是看源碼可知,集合也是有大小限制的。每次擴容的時間複雜度很有可能是 O(n) ,所以儘量指定可預知的集合大小,能減少集合的擴容次數。反例:

int[] arr = new int[]{1, 2, 3};

List<Integer> list = new ArrayList<>();

for (int i : arr) {

list.add(i);

}

正例:

int[] arr = new int[]{1, 2, 3};

List<Integer> list = new ArrayList<>(arr.length);

for (int i : arr) {

list.add(i);

}

1.5.字符串拼接使用 StringBuilder一般的字符串拼接在編譯期 java 會進行優化,但是在循環中字符串拼接,java 編譯期無法做到優化,所以需要使用 StringBuilder 進行替換。反例:

String s = "";

for (int i = 0; i < 10; i++) {

s += i;

}

正例:

String a = "a";

String b = "b";

String c = "c";

String s = a + b + c; // 沒問題,java編譯器會進行優化

StringBuilder sb = new StringBuilder();

for (int i = 0; i < 10; i++) {

sb.append(i); // 循環中,java編譯器無法進行優化,所以要手動使用StringBuilder

}

1.6.List的隨機訪問大家都知道數組和鏈表的區別:數組的隨機訪問效率更高。當調用方法獲取到 List 後,如果想隨機訪問其中的數據,並不知道該數組內部實現是鏈表還是數組,怎麼辦呢?可以判斷它是否實現 RandomAccess 接口。正例:

// 調用別人的服務獲取到list

List<Integer> list = otherService.getList();

if (list instanceof RandomAccess) {

// 內部數組實現,可以隨機訪問

System.out.println(list.get(list.size() - 1));

} else {

// 內部可能是鏈表實現,隨機訪問效率低

}

1.7.頻繁調用 Collection.contains 方法請使用 Set在 java 集合類庫中,List 的 contains 方法普遍時間複雜度是 O(n) ,如果在代碼中需要頻繁調用 contains 方法查找數據,可以先將 list 轉換成 HashSet 實現,將 O(n) 的時間複雜度降爲 O(1) 。反例:

ArrayList<Integer> list = otherService.getList();

for (int i = 0; i <= Integer.MAX_VALUE; i++) {

// 時間複雜度O(n)

list.contains(i);

}

正例:

ArrayList<Integer> list = otherService.getList();

Set<Integer> set = new HashSet(list);

for (int i = 0; i <= Integer.MAX_VALUE; i++) {

// 時間複雜度O(1)

set.contains(i);

}

02 如何讓代碼更優雅?2.1.長整型常量後添加大寫 L在使用長整型常量值時,後面需要添加 L ,必須是大寫的 L ,不能是小寫的 l ,小寫 l 容易跟數字 1 混淆而造成誤解。反例:

long value = l;

long max = Math.max(L, 5);複製代碼

正例:

long value = L;

long max = Math.max(L, L);複製代碼

2.2.不要使用魔法值當你編寫一段代碼時,使用魔法值可能看起來很明確,但在調試時它們卻不顯得那麼明確了。這就是爲什麼需要把魔法值定義爲可讀取常量的原因。但是,-1、0 和 1 不被視爲魔法值。反例:

for (int i = 0; i < 100; i++){

...

}

if (a == 100) {

...

}

正例:

private static final int MAX_COUNT = 100;

for (int i = 0; i < MAX_COUNT; i++){

...

}

if (count == MAX_COUNT) {

...

}

2.3.不要使用集合實現來賦值靜態成員變量對於集合類型的靜態成員變量,不要使用集合實現來賦值,應該使用靜態代碼塊賦值。反例:

private static Map<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>() {

{

put("a", 1);

put("b", 2);

}

};

private static List<String> list = new ArrayList<String>() {

{

add("a");

add("b");

}

};

正例:

private static Map<String, Integer> map = new HashMap<>();

static {

map.put("a", 1);

map.put("b", 2);

};

private static List<String> list = new ArrayList<>();

static {

list.add("a");

list.add("b");

};

2.4.建議使用 try-with-resources 語句Java 7 中引入了 try-with-resources 語句,該語句能保證將相關資源關閉,優於原來的 try-catch-finally 語句,並且使程序代碼更安全更簡潔。反例:

private void handle(String fileName) {

BufferedReader reader = null;

try {

String line;

reader = new BufferedReader(new FileReader(fileName));

while ((line = reader.readLine()) != null) {

...

}

} catch (Exception e) {

...

} finally {

if (reader != null) {

try {

reader.close();

} catch (IOException e) {

...

}

}

}

}

正例:

private void handle(String fileName) {

try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(fileName))) {

String line;

while ((line = reader.readLine()) != null) {

...

}

} catch (Exception e) {

...

}

}

2.5.刪除未使用的私有方法和字段刪除未使用的私有方法和字段,使代碼更簡潔更易維護。若有需要再使用,可以從歷史提交中找回。反例:

public class DoubleDemo1 {

private int unusedField = 100;

private void unusedMethod() {

...

}

public int sum(int a, int b) {

return a + b;

}

}

正例:

public class DoubleDemo1 {

public int sum(int a, int b) {

return a + b;

}

}

2.6.刪除未使用的局部變量刪除未使用的局部變量,使代碼更簡潔更易維護。反例:

public int sum(int a, int b) {

int c = 100;

return a + b;

}

正例:

public int sum(int a, int b) {

return a + b;

}

2.7.刪除未使用的方法參數未使用的方法參數具有誤導性,刪除未使用的方法參數,使代碼更簡潔更易維護。但是,由於重寫方法是基於父類或接口的方法定義,即便有未使用的方法參數,也是不能刪除的。反例:

public int sum(int a, int b, int c) {

return a + b;

}

正例:

public int sum(int a, int b) {

return a + b;

}

2.8.刪除表達式的多餘括號對應表達式中的多餘括號,有人認爲有助於代碼閱讀,也有人認爲完全沒有必要。對於一個熟悉 Java 語法的人來說,表達式中的多餘括號反而會讓代碼顯得更繁瑣。反例:

return (x);

return (x + 2);

int x = (y * 3) + 1;

int m = (n * 4 + 2);複製代碼

正例:

return x;

return x + 2;

int x = y * 3 + 1;

int m = n * 4 + 2;複製代碼

2.9.工具類應該屏蔽構造函數工具類是一堆靜態字段和函數的集合,不應該被實例化。但是, Java 爲每個沒有明確定義構造函數的類添加了一個隱式公有構造函數。所以,爲了避免 java "小白"使用有誤,應該顯式定義私有構造函數來屏蔽這個隱式公有構造函數。反例:

public class MathUtils {

public static final double PI = 3.1415926D;

public static int sum(int a, int b) {

return a + b;

}

}

正例:

public class MathUtils {

public static final double PI = 3.1415926D;

private MathUtils() {}

public static int sum(int a, int b) {

return a + b;

}

}

2.10.刪除多餘的異常捕獲並拋出用catch語句捕獲異常後,什麼也不進行處理,就讓異常重新拋出,這跟不捕獲異常的效果一樣,可以刪除這塊代碼或添加別的處理。反例:

private static String readFile(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) {

throw e;

}

}

正例:

private static String readFile(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();

}

}

2.11.公有靜態常量應該通過類訪問雖然通過類的實例訪問公有靜態常量是允許的,但是容易讓人它誤認爲每個類的實例都有一個公有靜態常量。所以,公有靜態常量應該直接通過類訪問。反例:

public class User {

public static final String CONST_NAME = "name";

...

}

User user = new User();

String nameKey = user.CONST_NAME;

正例:

public class User {

public static final String CONST_NAME = "name";

...

}

String nameKey = User.CONST_NAME;

2.12.不要用 NullPointerException 判斷空空指針異常應該用代碼規避(比如檢測不爲空),而不是用捕獲異常的方式處理。反例:

public String getUserName(User user) {

try {

return user.getName();

} catch (NullPointerException e) {

return null;

}

}

正例:

public String getUserName(User user) {

if (Objects.isNull(user)) {

return null;

}

return user.getName();

}

2.13.使用 String.valueOf(value) 代替 ""+value當要把其它對象或類型轉化爲字符串時,使用 String.valueOf(value) 比 ""+value 的效率更高。反例:

int i = 1;

String s = "" + i;

正例:

int i = 1;

String s = String.valueOf(i);

2.14.過時代碼添加 @Deprecated 註解當一段代碼過時,但爲了兼容又無法直接刪除,不希望以後有人再使用它時,可以添加 @Deprecated 註解進行標記。在文檔註釋中添加 @deprecated 來進行解釋,並提供可替代方案正例:

/**

* 保存

*

* @deprecated 此方法效率較低,請使用{@link newSave()}方法替換它

*/

@Deprecated

public void save(){

// do something

}

03 如何讓代碼遠離 bug3.1.禁止使用構造方法 BigDecimal(double)BigDecimal(double) 存在精度損失風險,在精確計算或值比較的場景中可能會導致業務邏輯異常。反例:

BigDecimal value = new BigDecimal(0.1D); // 0.100000000000000005551115...

正例:

BigDecimal value = BigDecimal.valueOf(0.1D);; // 0.1

3.2.返回空數組和空集合而不是 null返回 null ,需要調用方強制檢測 null ,否則就會拋出空指針異常。返回空數組或空集合,有效地避免了調用方因爲未檢測 null 而拋出空指針異常,還可以刪除調用方檢測 null 的語句使代碼更簡潔。反例:

public static Result[] getResults() {

return null;

}

public static List<Result> getResultList() {

return null;

}

public static Map<String, Result> getResultMap() {

return null;

}

public static void main(String[] args) {

Result[] results = getResults();

if (results != null) {

for (Result result : results) {

...

}

}

List<Result> resultList = getResultList();

if (resultList != null) {

for (Result result : resultList) {

...

}

}

Map<String, Result> resultMap = getResultMap();

if (resultMap != null) {

for (Map.Entry<String, Result> resultEntry : resultMap) {

...

}

}

}

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();

}

public static void main(String[] args) {

Result[] results = getResults();

for (Result result : results) {

...

}

List<Result> resultList = getResultList();

for (Result result : resultList) {

...

}

Map<String, Result> resultMap = getResultMap();

for (Map.Entry<String, Result> resultEntry : resultMap) {

...

}

}

3.3.優先使用常量或確定值來調用 equals 方法對象的 equals 方法容易拋空指針異常,應使用常量或確定有值的對象來調用 equals 方法。當然,使用java.util.Objects.equals() 方法是最佳實踐。反例:

public void isFinished(OrderStatus status) {

return status.equals(OrderStatus.FINISHED); // 可能拋空指針異常

}

正例:

public void isFinished(OrderStatus status) {

return OrderStatus.FINISHED.equals(status);

}

public void isFinished(OrderStatus status) {

return Objects.equals(status, OrderStatus.FINISHED);

}

3.4.枚舉的屬性字段必須是私有不可變枚舉通常被當做常量使用,如果枚舉中存在公共屬性字段或設置字段方法,那麼這些枚舉常量的屬性很容易被修改。理想情況下,枚舉中的屬性字段是私有的,並在私有構造函數中賦值,沒有對應的 Setter 方法,最好加上 final 修飾符。反例:

public enum UserStatus {

DISABLED(0, "禁用"),

ENABLED(1, "啓用");

public int value;

private String description;

private UserStatus(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 UserStatus {

DISABLED(0, "禁用"),

ENABLED(1, "啓用");

private final int value;

private final String description;

private UserStatus(int value, String description) {

this.value = value;

this.description = description;

}

public int getValue() {

return value;

}

public String getDescription() {

return description;

}

}

3.5.小心 String.split(String regex)字符串 String 的 split 方法,傳入的分隔字符串是正則表達式!部分關鍵字(比如.[]()|等)需要轉義反例:

"a.ab.abc".split("."); // 結果爲[]

"a|ab|abc".split("|"); // 結果爲["a", "|", "a", "b", "|", "a", "b", "c"]

正例:

"a.ab.abc".split("."); // 結果爲[]

"a|ab|abc".split("|"); // 結果爲["a", "|", "a", "b", "|", "a", "b", "c"]

04 總結

這篇文章,可以說是從事 Java 開發的經驗總結,分享出來以供大家參考。希望能幫大家避免踩坑,讓代碼更加高效優雅。

 

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