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Java中最常見的錯(cuò)誤盤點(diǎn)
在編程時(shí)，開發(fā)者經(jīng)常會(huì)遭遇各式各樣莫名錯(cuò)誤。近日，Sushil Das在 Geek On Java上列舉了 Java 開發(fā)中常見的 5 個(gè)錯(cuò)誤，一起跟yjbys小編來看看吧!
1、Null 的過度使用
避免過度使用 null 值是一個(gè)最佳實(shí)踐。例如，更好的做法是讓方法返回空的 array 或者 collection 而不是 null 值，因?yàn)檫@樣可以防止程序拋出 NullPointerException。下面代碼片段會(huì)從另一個(gè)方法獲得一個(gè)集合：
List
for (String accountId : accountIds) {
processAccount(accountId);
}
當(dāng)一個(gè) person 沒有 account 的時(shí)候，getAccountIds() 將返回 null 值，程序就會(huì)拋出 NullPointerException 異常。因此需要加入空檢查來解決這個(gè)問題。如果將返回的 null 值替換成一個(gè)空的 list，那么 NullPointerException 也不會(huì)出現(xiàn)。而且，因?yàn)槲覀儾辉傩枰獙ψ兞?accountId 做空檢查，代碼將變得更加簡潔。
當(dāng)你想避免 null 值的時(shí)候，不同場景可能采取不同做法。其中一個(gè)方法就是使用 Optional 類型，它既可以是一個(gè)空對象，也可以是一些值的封裝。
Optional
if(optionalString.isPresent()) {
System.out.println(optionalString.get());
}
事實(shí)上，Java8 提供了一個(gè)更簡潔的方法：
Optional
optionalString.ifPresent(System.out::println);
Java 是從 Java8 版本開始支持 Optional 類型，但是它在函數(shù)式編程世界早已廣為人知。在此之前，它已經(jīng)在 Google Guava 中針對 Java 的早期版本被使用。
2、忽視異常
我們經(jīng)常對異常置之不理。然而，針對初學(xué)者和有經(jīng)驗(yàn)的 Java 程序員，最佳實(shí)踐仍是處理它們。異常拋出通常是帶有目的性的，因此在大多數(shù)情況下需要記錄引起異常的事件。別小看這件事，如果必要的話，你可以重新拋出它，在一個(gè)對話框中將錯(cuò)誤信息展示給用戶或者將錯(cuò)誤信息記錄在日志中。至少，為了讓其它開發(fā)者知曉前因后果，你應(yīng)該解釋為什么沒有處理這個(gè)異常。
selfie = person.shootASelfie();
try {
selfie.show();
} catch (NullPointerException e) {
// Maybe, invisible man. Who cares, anyway?
}
強(qiáng)調(diào)某個(gè)異常不重要的一個(gè)簡便途徑就是將此信息作為異常的變量名，像這樣：
try { selfie.delete(); } catch (NullPointerException unimportant) { }
3、并發(fā)修改異常
這種異常發(fā)生在集合對象被修改，同時(shí)又沒有使用 iterator 對象提供的方法去更新集合中的內(nèi)容。例如，這里有一個(gè) hats 列表，并想刪除其中所有含 ear flaps 的值：
List
hats.add(new Ushanka()); // that one has ear flaps
hats.add(new Fedora());
hats.add(new Sombrero());
for (IHat hat : hats) {
if (hat.hasEarFlaps()) {
hats.remove(hat);
}
}
如果運(yùn)行此代碼，ConcurrentModificationException 將會(huì)被拋出，因?yàn)榇a在遍歷這個(gè)集合的同時(shí)對其進(jìn)行修改。當(dāng)多個(gè)進(jìn)程作用于同一列表，在其中一個(gè)進(jìn)程遍歷列表時(shí)，另一個(gè)進(jìn)程試圖修改列表內(nèi)容，同樣的異常也可能會(huì)出現(xiàn)。
在多線程中并發(fā)修改集合內(nèi)容是非常常見的，因此需要使用并發(fā)編程中常用的方法進(jìn)行處理，例如同步鎖、對于并發(fā)修改采用特殊的集合等等。Java 在單線程和多線程情況下解決這個(gè)問題有微小的差別。
收集對象并在另一個(gè)循環(huán)中刪除它們
直接的解決方案是將帶有 ear flaps 的 hats 放進(jìn)一個(gè) list，之后用另一個(gè)循環(huán)刪除它。不過這需要一個(gè)額外的集合來存放將要被刪除的 hats。
List
for (IHat hat : hats) {
if (hat.hasEarFlaps()) {
hatsToRemove.add(hat);
}
}
for (IHat hat : hatsToRemove) {
hats.remove(hat);
}
使用Iterator.remove方法
這個(gè)方法更簡單，同時(shí)并不需要?jiǎng)?chuàng)建額外的集合：
Iterator
while (hatIterator.hasNext()) {
IHat hat = hatIterator.next();
if (hat.hasEarFlaps()) {
hatIterator.remove();
}
}
使用ListIterator的方法
當(dāng)需要修改的集合實(shí)現(xiàn)了 List 接口時(shí)，list iterator 是非常合適的選擇。實(shí)現(xiàn) ListIterator 接口的 iterator 不僅支持刪除操作，還支持add和set操作。ListIterator 接口實(shí)現(xiàn)了 Iterator 接口，因此這個(gè)例子看起來和Iterator的remove方法很像。唯一的區(qū)別是 hat iterator 的類型和我們獲得 iterator 的方式——使用listIterator()方法。下面的片段展示了如何使用 ListIterator.remove和ListIterator.add方法將帶有 ear flaps 的 hat 替換成帶有sombreros 的。
IHat sombrero = new Sombrero();
ListIterator
while (hatIterator.hasNext()) {
IHat hat = hatIterator.next();
if (hat.hasEarFlaps()) {
hatIterator.remove();
hatIterator.add(sombrero);
}
}
使用 ListIterator，調(diào)用remove和add方法可替換為只調(diào)用一個(gè)set方法：
IHat sombrero = new Sombrero();
ListIterator
while (hatIterator.hasNext()) {
IHat hat = hatIterator.next();
if (hat.hasEarFlaps()) {
hatIterator.set(sombrero); // set instead of remove and add
}
}
使用Java 8中的stream方法
在 Java8 中，開發(fā)人員可以將一個(gè) collection 轉(zhuǎn)換為 stream，并且根據(jù)一些條件過濾 stream。這個(gè)例子講述了 stream api 是如何過濾 hats 和避免ConcurrentModificationException。 hats = hats.stream().filter((hat -> !hat.hasEarFlaps()))
.collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
Collectors.toCollection方法將會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的 ArrayList，它負(fù)責(zé)存放被過濾掉的 hats 值。如果過濾條件過濾掉了大量條目，這里將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的 ArrayList。因此，需要謹(jǐn)慎使用。
使用 Java 8 中的List.removeIf 方法
可以使用 Java 8 中另一個(gè)更簡潔明了的方法—— removeIf方法:
hats.removeIf(IHat::hasEarFlaps);
在底層，它使用 Iterator.remove來完成這個(gè)操作。
使用特殊的集合
如果在一開始就決定使用CopyOnWriteArrayList而不是ArrayList，那就不會(huì)出現(xiàn)問題。因?yàn)?CopyOnWriteArrayList提供了修改的方法(例如 set，add，remove)，它不會(huì)去改變原始集合數(shù)組，而是創(chuàng)建了一個(gè)新的修改版本。這就允許遍歷原來版本集合的同時(shí)進(jìn)行修改，從而不會(huì)拋出 ConcurrentModificationException異常。這種集合的缺點(diǎn)也非常明顯——針對每次修改都產(chǎn)生一個(gè)新的集合。
還有其他適用于不同場景的集合，比如 CopyOnWriteSet和ConcurrentHashMap。
關(guān)于另一個(gè)可能可能在并發(fā)修改集合時(shí)產(chǎn)生的錯(cuò)誤是，從一個(gè) collection 創(chuàng)建了一個(gè) stream，在遍歷 stream 的時(shí)候，同時(shí)修改后端的 collection。針對 stream 的一般準(zhǔn)則是，在查詢 stream 的時(shí)候，避免修改后端的 collection。接下來的例子將展示如何正確地處理 stream：
List
if (hat.hasEarFlaps()) {
hats.remove(hat);
}
}).collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
peek方法收集所有的元素，并對每一個(gè)元素執(zhí)行既定動(dòng)作。在這里，動(dòng)作即為嘗試從一個(gè)基礎(chǔ)列表中刪除數(shù)據(jù)，這顯然是錯(cuò)誤的。為避免這樣的操作，可以嘗試一些上面講解的方法。
4、違約
有時(shí)候，為了更好地協(xié)作，由標(biāo)準(zhǔn)庫或者第三方提供的代碼必須遵守共同的依賴準(zhǔn)則。例如，必須遵守 hashCode和equals的共同約定，從而保證 Java 集合框架中的一系列集合類和其它使用hashCode和equals方法的類能夠正常工作。不遵守約定并不會(huì)產(chǎn)生 exception 或者破壞代碼編譯之類的錯(cuò)誤;它很陰險(xiǎn)，因?yàn)樗S時(shí)可能在毫無危險(xiǎn)提示的情況下更改應(yīng)用程序行為。
錯(cuò)誤代碼可能潛入生產(chǎn)環(huán)境，從而造成一大堆不良影響。這包括較差的 UI 體驗(yàn)、錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)報(bào)告、較差的應(yīng)用性能、數(shù)據(jù)丟失或者更多。慶幸的是，這些災(zāi)難性的錯(cuò)誤不會(huì)經(jīng)常發(fā)生。在之前已經(jīng)提及了 hashCode 和equals 約定，它出現(xiàn)的場景可能是：集合依賴于將對象進(jìn)行哈希或者比較，就像 HashMap 和 HashSet。簡單來說，這個(gè)約定有兩個(gè)準(zhǔn)則：
如果兩個(gè)對象相等，那么 hash code 必須相等。
如果兩個(gè)對象有相同的 hash code，那么它們可能相等也可能不相等。
破壞約定的第一條準(zhǔn)則，當(dāng)你試圖從一個(gè) hashmap 中檢索數(shù)據(jù)的時(shí)候?qū)?huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。第二個(gè)準(zhǔn)則意味著擁有相同hash code的對象不一定相等。
下面看一下破壞第一條準(zhǔn)則的后果：
public static class Boat {
private String name;
Boat(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Boat boat = (Boat) o;
return !(name != null ? !name.equals(boat.name) : boat.name != null);
}
@Override
public int hashCode() {
return (int) (Math.random() * 5000);
}
}
正如你所見，Boat 類重寫了equals和hashCode方法。然而，它破壞了約定，因?yàn)?hashCode 針對每次調(diào)用的相同對象返回了隨機(jī)值。下面的代碼很可能在 hashset 中找不到一個(gè)名為Enterprise的boat，盡管事實(shí)上我們提前加入了這種類型的 boat：
public static void main(String[] args) {
Set
boats.add(new Boat("Enterprise"));
System.out.printf("We have a boat named 'Enterprise' : %b/n", boats.contains(new Boat("Enterprise")));
}
另一個(gè)約定的例子是finalize 方法。這里是官方 Java 文檔關(guān)于它功能描述的引用：
finalize的常規(guī)約定是：當(dāng) JavaTM 虛擬機(jī)確定任何線程都無法再通過任何方式訪問指定對象時(shí)，這個(gè)方法會(huì)被調(diào)用，此后這個(gè)對象只能在某個(gè)其他(準(zhǔn)備終止的)對象或類終結(jié)時(shí)被作為某個(gè)行為的結(jié)果。finalize方法有多個(gè)功能，其中包括再次使此對象對其他線程可用;不過finalize的主要目的是在不可撤消地丟棄對象之前執(zhí)行清除操作。例如，表示輸入/輸出連接對象的finalize方法可執(zhí)行顯式 I/O 事務(wù)，以便在永久丟棄對象之前中斷連接。
你可以決定在諸如文件處理器中使用finalize方法來釋放資源，但是這種用法是很糟糕的。由于它是在垃圾回收期間被調(diào)用的，而 GC 的時(shí)間并不確定，因此finalize被調(diào)用的時(shí)間將無法保證。
5、使用原始類型而不是參數(shù)化的
根據(jù) Java 文檔描述：原始類型要么是非參數(shù)化的，要么是類 R 的(同時(shí)也是非繼承 R 父類或者父接口的)非靜態(tài)成員。在 Java 泛型被引入之前，并沒有原始類型的替代類型。Java 從1.5版本開始支持泛型編程，毫無疑問這是一個(gè)重要的功能提升。然而，由于向后兼容的原因，這里存在一個(gè)陷阱可能會(huì)破壞整個(gè)類型系統(tǒng)。著眼下例：
List listOfNumbers = new ArrayList();
listOfNumbers.add(10);
listOfNumbers.add("Twenty");
listOfNumbers.forEach(n -> System.out.println((int) n * 2));
這是一個(gè)由數(shù)字組成的列表被定義為原始的 ArrayList。由于它并沒有指定類型參數(shù)，因此可以給它添加任何對象。但是最后一行將其包含的元素映射為 int 類型并乘以 2，打印出翻倍之后的數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)輸出。
此代碼編譯時(shí)不會(huì)出錯(cuò)，但是一旦運(yùn)行就會(huì)拋出運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤，因?yàn)檫@里試圖將字符類型映射為整形。很顯然，如果隱藏了必要信息，類型系統(tǒng)將不能幫助寫出安全代碼。
為了解決這個(gè)問題，需要為存入集合中的對象指定具體類型：
List
listOfNumbers.add(10);
listOfNumbers.add("Twenty");
listOfNumbers.forEach(n -> System.out.println((int) n * 2));
與之前代碼的唯一差別即是定義集合的那一行：
List
修改之后的代碼編譯不可能被通過，因?yàn)檫@里試圖向只期望存儲(chǔ)整形的集合中添加字符串。編譯器將會(huì)顯示錯(cuò)誤信息，并指向試圖向列表中添加Twenty字符的那一行。參數(shù)化泛型類型是個(gè)不錯(cuò)的主意。這樣的話，編譯器就能夠檢查所有可能的類型，從而由于類型不一致而導(dǎo)致的運(yùn)行時(shí)異常幾率將大大降低。
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