java程序员必须知道的4个书写代码技巧

如果现在要求对你写的Java代码进行优化，那你会怎么做呢？作者在本文介绍了可以提高系统性能以及代码可读性的四种方法，如果你对此感兴趣，就让我们一起来看看吧。

我们平时的编程任务不外乎就是将相同的技术套件应用到不同的项目中去，对于大多数情况来说，这些技术都是可以满足目标的。然而，有的项目可能需要用到一些特别的技术，因此工程师们得深入研究，去寻找那些最简单但最有效的方法。在以前一篇文章中，我们讨论了必要时可以使用的四种特殊技术，这些特殊技术可以创建更好的Java软件；而本文我们将介绍一些有助于解决常见问题的通用设计策略和目标实现技术，即：

只做有目的性的优化

常量尽量使用枚举

重新定义类里面的equals()方法

尽量多使用多态性

值得注意的是，本文中描述的技术并不是适用于所有情况。另外这些技术应该什么时候使用以及在什么地方使用，都是需要使用者经过深思熟虑的。

1 .只做有目的性的优化

大型软件系统肯定非常关注性能问题。虽然我们希望能够写出最高效的代码，但很多时候，如果想对代码进行优化，我们却无从下手。例如，下面的这段代码会影响到性能吗?

public void processIntegers(List<Integer> integers) {

  for (Integer value: integers) {
    for (int i = integers.size() - 1; i >= 0; i--) {
      value += integers.get(i);
    }
  }
}

这就得视情况而定了。上面这段代码可以看出它的处理算法是O(n³)(使用大O符号)，其中n是list集合的大小。如果n只有5，那么就不会有问题，只会执行25次迭代。但如果n是10万，那可能会影响性能了。请注意，即使这样我们也不能判定肯定会有问题。尽管此方法需要执行10亿次逻辑迭代，但会不会对性能产生影响仍然有待讨论。

例如，假设客户端是在它自己的线程中执行这段代码，并且异步等待计算完成，那么它的执行时间有可能是可以接受的。同样，如果系统部署在了生产环境上，但是没有客户端进行调用，那我们根本没必要去对这段代码进行优化，因为压根就不会消耗系统的整体性能。事实上，优化性能以后系统会变得更加复杂，悲剧的是系统的性能却没有因此而提高。

最重要的是天下没有免费的午餐，因此为了降低代价，我们通常会通过类似于缓存、循环展开或预计算值这类技术去实现优化，这样反而增加了系统的复杂性，也降低了代码的可读性。如果这种优化可以提高系统的性能，那么即使变得复杂，那也是值得的，但是做决定之前，必须首先知道这两条信息：

性能要求是什么

性能瓶颈在哪里

首先我们需要清楚地知道性能要求是什么。如果最终是在要求以内，并且最终用户也没有提出什么异议，那么就没有必要进行性能优化。但是，当添加了新功能或者系统的数据量达到一定规模以后就必须进行优化了，否则可能会出现问题。

在这种情况下，不应该靠直觉，也不应该依靠检查。因为即使是像Martin Fowler这样有经验的开发人员也容易做一些错误的优化，正如在重构(第70页)一文中解释的那样：

如果分析了足够多的程序以后，你会发现关于性能的有趣之处在于，大部分时间都浪费在了系统中的一小部分代码中里面。如果对所有代码进行了同样的优化，那么最终结果就是浪费了90%的优化，因为优化过以后的代码运行得频率并不多。因为没有目标而做的优化所耗费的时间，都是在浪费时间。

作为一名身经百战的开发人员，我们应该认真对待这一观点。第一次猜测不仅没有提高系统的性能，而且90%的开发时间完全是浪费了。相反，我们应该在生产环境(或者预生产环境中)执行常见用例，并找出在执行过程中是哪部分在消耗系统资源，然后对系统进行配置。例如消耗大部分资源的代码只占了10%，那么优化其余90%的代码就是浪费时间。

根据分析结果，要想使用这些知识，我们应该从最常见的情况入手。因为这将确保实际付出的努力最终是可以提高系统的性能。每次优化后，都应该重复分析步骤。因为这不仅可以确保系统的性能真的得到了改善，也可以看出再对系统进行优化后，性能瓶颈是在哪个部分(因为解决完一个瓶颈以后,其它瓶颈可能消耗系统更多的整体资源)。需要注意的是，在现有瓶颈中花费的时间百分比很可能会增加，因为剩下的瓶颈是暂时不变的，而且随着目标瓶颈的消除，整个执行时间应该会减少。

尽管在Java系统中想要对概要文件进行全面检查需要很大的容量，但是还是有一些很常见的工具可以帮助发现系统的性能热点，这些工具包括JMeter、AppDynamics和YourKit。另外，还可以参见DZone的性能监测指南，获取更多关于Java程序性能优化的信息。

虽然性能是许多大型软件系统一个非常重要的组成部分，也成为产品交付管道中自动化测试套件的一部分，但是还是不能够盲目的且没有目的的进行优化。相反，应该对已经掌握的性能瓶颈进行特定的优化。这不仅可以帮助我们避免增加了系统的复杂性，而且还让我们少走弯路，不去做那些浪费时间的优化。

2.常量尽量使用枚举

需要用户列出一组预定义或常量值的场景有很多，例如在web应用程序中可能遇到的HTTP响应代码。最常见的实现技术之一是新建类，该类里面有很多静态的final类型的值，每个值都应该有一句注释，描述该值的含义是什么:

public class HttpResponseCodes {
  public static final int OK = 200;
  public static final int NOT_FOUND = 404;
  public static final int FORBIDDEN = 403;
}
if (getHttpResponse().getStatusCode() == HttpResponseCodes.OK) {
  // Do something if the response code is OK 
}

能够有这种思路就已经非常好了，但这还是有一些缺点：

没有对传入的整数值进行严格的校验

由于是基本数据类型，因此不能调用状态代码上的方法

在第一种情况下只是简单的创建了一个特定的常量来表示特殊的整数值，但并没有对方法或变量进行限制，因此使用的值可能会超出定义的范围。例如:

public class HttpResponseHandler {
  public static void printMessage(int statusCode) {
    System.out.println("Recieved status of " + statusCode); 
  }
}
HttpResponseHandler.printMessage(15000);

尽管15000并不是有效的HTTP响应代码，但是由于服务器端也没有限制客户端必须提供有效的整数。在第二种情况下，我们没有办法为状态代码定义方法。例如，如果想要检查给定的状态代码是否是一个成功的代码，那就必须定义一个单独的函数:

public class HttpResponseCodes {
  public static final int OK = 200;
  public static final int NOT_FOUND = 404;
  public static final int FORBIDDEN = 403;
  public static boolean isSuccess(int statusCode) {
    return statusCode >= 200 && statusCode < 300; 
  }
}
if (HttpResponseCodes.isSuccess(getHttpResponse().getStatusCode())) {
  // Do something if the response code is a success code 
}

为了解决这些问题，我们需要将常量类型从基本数据类型改为自定义类型，并只允许自定义类的特定对象。这正是Java枚举(enum)的用途。使用enum，我们可以一次性解决这两个问题:

public enum HttpResponseCodes {
  OK(200),FORBIDDEN(403),NOT_FOUND(404);
  private final int code; 
  HttpResponseCodes(int code) {
    this.code = code;
  }
  public int getCode() {
    return code;
  }
  public boolean isSuccess() {
    return code >= 200 && code < 300;
  }
}
if (getHttpResponse().getStatusCode().isSuccess()) {
  // Do something if the response code is a success code 
}

同样，现在还可以要求在调用方法的时候提供必须有效的状态代码：

public class HttpResponseHandler {
  public static void printMessage(HttpResponseCode statusCode) {
    System.out.println("Recieved status of " + statusCode.getCode()); 
  }
}
HttpResponseHandler.printMessage(HttpResponseCode.OK);

值得注意的是，举这个例子事项说明如果是常量，则应该尽量使用枚举，但并不是说什么情况下都应该使用枚举。在某些情况下，可能希望使用一个常量来表示某个特殊值，但是也允许提供其它的值。例如，大家可能都知道圆周率，我们可以用一个常量来捕获这个值(并重用它):

public class NumericConstants {
  public static final double PI = 3.14;
  public static final double UNIT_CIRCLE_AREA = PI * PI;
}
public class Rug {
  private final double area;
  public class Run(double area) {
    this.area = area;
  }
  public double getCost() {
    return area * 2;
  }
}
// Create a carpet that is 4 feet in diameter (radius of 2 feet)
Rug fourFootRug = new Rug(2 * NumericConstants.UNIT_CIRCLE_AREA);

因此，使用枚举的规则可以归纳为:

当所有可能的离散值都已经提前知道了，那么就可以使用枚举

再拿上文中所提到的HTTP响应代码为例，我们可能知道HTTP状态代码的所有值(可以在RFC 7231中找的到，它定义了HTTP 1.1协议)。因此使用了枚举。在计算圆周率的情况下，我们不知道关于圆周率的所有可能值(任何可能的double都是有效的)，但同时又希望为圆形的rugs创建一个常量，使计算更容易(更容易阅读);因此定义了一系列常量。

如果不能提前知道所有可能的值，但是又希望包含每个值的字段或方法，那么最简单的方法就是可以新建一个类来表示数据。尽管没有说过什么场景应该绝对不用枚举，但要想知道在什么地方、什么时间不使用枚举的关键是提前意识到所有的值，并且禁止使用其他任何值。

3.重新定义类里面的equals()方法

（编辑：安卓应用网）

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