Effective Java 閱讀日記 1

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1. 用靜態工廠方法代替構造器 說明 在方法內部添加一個靜態方法，用於獲取一個對象，代替構造器的功能； 比如，在boolean包裝Boolean類中，就有valueOf方法可以代替構造方法獲得一個Boolean對象； public static Boolean valueOf(boolean b) ...


1. 用靜態工廠方法代替構造器

說明

在方法內部添加一個靜態方法，用於獲取一個對象，代替構造器的功能；

比如，在boolean包裝Boolean類中，就有valueOf方法可以代替構造方法獲得一個Boolean對象；

public static Boolean valueOf(boolean b) {
    return (b ? TRUE : FALSE);
}

優勢

  1. 靜態方法有名字，可以指定一個功能作為方法名；

  2. 實現對象重用，優化程式運行；

    • 在對象使用結束後，可以將對象緩存起來，若下次調用可以再次使用；

    • 相對對象重用，創建一個新的對象損耗可能會更大；

    • 在情況允許時，儘量多地使用對象重用，減少創建對象造成額外損耗；

    • 如Boolean類：Boolean類載入結束後，預設會創建兩個Boolean對象，分別表示true和false，在使用靜態工廠創建對象時，直接將代表true或false的對象返回，以節約記憶體使用和程式效率。

      public final class Boolean implements java.io.Serializable,
                                      Comparable<Boolean>
{
	//預設創建兩個Boolean對象，用於表示TRUE和FALSE
    public static final Boolean TRUE = new Boolean(true);
    public static final Boolean FALSE = new Boolean(false);
	// 包裝了boolean類，這裡存值
    private final boolean value;
	// 構造方法新創建了一個Boolean對象
    public Boolean(boolean value) {
        this.value = value;
    }
	//使用valueOf方法，直接返回Boolean類載入時創建的兩個靜態對象，無需再次創建對象。
    public static Boolean valueOf(boolean b) {return (b ? TRUE : FALSE);}
    public static Boolean valueOf(String s) {
        return parseBoolean(s) ? TRUE : FALSE;
    }
}

  3. 依據不同的參數，可以返回任何子類的對象，也可以返回不同的對象；

    • 應用：
      • 靜態方法可以返回對象，而無需將對象的類設為公有的；
      • 靜態方法可以通過介面返回不同的對象。EnumSet沒有構造器，只能通過靜態工廠創建對象，在OpenJDK實現中，EnmuSet的實現有兩種類型：RegalarEumSet和JumboEnumSet；當枚舉元素數量等於小於64時，靜態工廠方法返回RegalarEumSet對象；當枚舉元素數量大於64時，靜態工廠方法返回JumboEnumSet對象。（對於調用者，無需知道背後的實現原理，直接使用就好；對於EnumSet開發者，此做法用於代碼優化。）

  4. 方法返回的對象所屬的類，在編寫靜態工廠方法的類時可以不存在；

    • 如mysql和JDBC；

缺點

  1. 類如果不包含public的構造器，則不能被繼承；

  2. 靜態工廠方法需要程式員主動去尋找，而非構造方法可以直接使用；

    • 示例：
    class Apple {
    private String type;
    private String status;
	//構造方法名與類名相同，可以直接使用
    public Apple(String type, String status) {
        this.type = type;
        this.status = status;
    }
    //靜態工廠方法需要在API中尋找，沒有構造方法方便
    public static Apple getNewApple(){return new Apple("redApple","fresh");}
}

    • 一些慣例

      • from，從別的類型進行轉換，只有一個參數；

      • of，將多個參數合併；

      //將多個參數合併到一起
public Set<Apple> of(String ...colors){
    Set<Apple> apples = new HashSet<>();
    for (String s : colors) {
        apples.add(new Apple("Red"));
    }
    return apples;
}
      • valueOf，也是類型轉換；
      • createInstance或getInstance，通過參數獲取一個對象，參數可以與成員變數不同；
        • createInstance或netInstance，保證每次返回一個新創建的實例；
        • getInstance一般用在單例模式。
      • getType（這裡可以是getApple），與getInstance一致；
      • newType，與netInstance類似；
      • type，getType和newType的簡化版。

2. 遇到多個構造器參數，可以考慮使用構建器（Builder）

說明

若一個類有多個參數，且對象使用構建器進行創建；

  • 有些參數有些時候不需要輸入，但構造器中必須填入一個值；
  • JavaBeans模式，即一堆setter方法，這樣可以解決上面的問題，但JavaBeans模式有嚴重的缺點，在構造過程中JavaBean可能處於不一致狀態，即線程不安全。

這個時候，就可以考慮使用建造者Builder模式

public class 建造者模式 {
    public static void main(String[] args) {
        Cat cat = new Cat.Builder("小黑")
                .age(12).color("White").build();
        System.out.println(cat);
    }
}
class Cat{
    private String name;
    private int age;
    private String color;
    private String owner;
    public static class Builder{
        //必要參數
        private String name;
        //可選參數
        private int age;
        private String color;
        private String owner;
        public Builder(String name) {this.name = name;}
        public Builder age(int val){age=val;return this;}
        public Builder color(String val){color=val;return this;}
        public Builder owner(String val){owner=val;return this;}
        public Cat build(){return new Cat(this);}
    }

    public Cat(Builder builder) {
        owner = builder.owner;
        color = builder.color;
        age = builder.age;
        name = builder.name;
    }
// toString 
}

Builder模擬了具有名字的可選參數，這樣的客戶端易於編寫，易於閱讀；

示例

代碼

//這裡先創建一個抽象類FriedRice
//然後分別創建兩個類繼承FriedRice，分別為FriedRiceWithHam和FriedRiceWithEgg
//fried rice 炒飯 可以添加 老乾媽LaoGanMa、辣條LaTiao、再加一個雞蛋Egg等
// ham 火腿   egg雞蛋
//FriedRiceWithHam 火腿炒飯，可以有：大、中、小 三種  LARGE MEDIUM SMALL
//FriedRiceWithEgg 蛋炒飯，spicy辣度 可以選擇：little微辣 general中辣 very特辣
//具體開發中不要使用中文，也不要使用拼音
//先整一個抽象類FriedRice
abstract class FriedRice{
    //額外要加的東西
    public enum Ingredient{老乾媽,辣條,Egg}//實際開發不要使用中文
    private Set<Ingredient> ingredientSet;
    abstract static class Builder<T extends Builder<T>>{
        EnumSet<Ingredient> ingredients = EnumSet.noneOf(Ingredient.class);//預設沒有配料
        public T addIngredient(Ingredient val){ingredients.add(val);return self();}//添加配料
        public abstract FriedRice build();
        protected abstract T self();
    }
    FriedRice(Builder<?> builder){
        ingredientSet = builder.ingredients.clone();
    }
}

//創建一個FriedRiceWithHam火腿炒飯
@ToString(callSuper = true)//是Lombok插件的註解，可以自動生成toString方法，文章主要講解內容不包含這部分，忽略就好
class FriedRiceWithHam extends FriedRice{
    public enum Size{SMALL,MEDIUM,LARGE}
    private Size size;//大小
    public static class Builder extends FriedRice.Builder<Builder>{
        private Size size;
        public Builder(Size size){this.size = size;}
        @Override public FriedRice build() {return new FriedRiceWithHam(this);}
        @Override protected Builder self() {return this;}
    }
    FriedRiceWithHam(Builder builder) {
        super(builder);
        this.size = builder.size;
    }
}

//創建一個FriedRiceWithEgg雞蛋炒飯
@ToString(callSuper = true)//是Lombok插件的註解，可以自動生成toString方法，文章主要講解內容不包含這部分，忽略就好
class FriedRiceWithEgg extends FriedRice{
    public enum Spicy{LITTLE,GENERAL,VERY}
    private Spicy spicy;
    public static class Builder extends FriedRice.Builder<Builder>{
        private Spicy spicy;
        public Builder(Spicy spicy){this.spicy = spicy;}
        @Override public FriedRice build() {return new FriedRiceWithEgg(this);}
        @Override protected Builder self() {return this;}
    }
    FriedRiceWithEgg(Builder builder) {
        super(builder);
        spicy = builder.spicy;
    }
}

使用

public class Builder模式也適用於類層次結構 {
    public static void main(String[] args) {
        //創建一個雞蛋炒飯，中辣，添加老乾媽
        FriedRice friedRiceWithEgg = new FriedRiceWithEgg.Builder(FriedRiceWithEgg.Spicy.GENERAL)
                .addIngredient(FriedRice.Ingredient.老乾媽).build();
        //創建一個火腿炒飯，大份，添加雞蛋
        FriedRice friedRiceWithHam = new FriedRiceWithHam.Builder(FriedRiceWithHam.Size.LARGE)
                .addIngredient(FriedRice.Ingredient.Egg).build();
    }
}

3. 用私有構造器或枚舉類型強化Singleton屬性

Singleton，即單例模式；對於一個類，只會被實例化一次，後續通過靜態方法獲取對象也只能獲取到這一個對象，不會再次創建新的對象。

創建一個Singleton，有兩種方式

私有構造器

將構造器私有化，然後通過getInstance方法創建並獲取對象。

發展

預設情況下，可以通過以下方式實現單例模式。
//Chopsticks n.筷子
//這裡假定筷子只能有一根
//這裡創建一個單例對象
class Chopstick{
    private static final Chopstick INSTANCE = new Chopstick();//類載入後，自動創建一個Chopstick對象，
    private Chopstick(){}//構造器私有化，禁止二次創建
    public static Chopstick getInstance(){return INSTANCE;}//獲取實例
}
但是，這個單例是可以通過反射進行破壞；
public static void main(String[] args) throws Exception {
    Chopstick instance = Chopstick.getInstance();//第一個實例對象
    //第二個實例對象
    Class<?> aClass = Class.forName("com.yn.study.chapter1.Chopstick");//獲取Class對象
    Constructor<?> declaredConstructor = aClass.getDeclaredConstructor();//獲取Constru對象
    declaredConstructor.setAccessible(true);//跳過private檢查
    Chopstick chopstick = (Chopstick) declaredConstructor.newInstance();//創建實例對象

    System.out.println(instance);
    System.out.println(chopstick);
    /**輸出結果如下：
         * com.yn.study.chapter1.Chopstick@7f31245a
         * com.yn.study.chapter1.Chopstick@6d6f6e28
         * 表示這兩個對象不是同一個對象
         */
}
所以，可以在構造方法裡面添加判斷，讓第二次創建過程拋出錯誤來解決破壞；
class Chopstick{
    private static final Chopstick INSTANCE = new Chopstick();//類載入後，自動創建一個Chopstick對象，
    private Chopstick() {if (INSTANCE!=null)throw new Error("請不要二次創建對象");}//構造器私有化，禁止二次創建
    public static Chopstick getInstance(){return INSTANCE;}//獲取實例
}
如果要使對象變得可序列化，必須聲明readResolve方法

如果要使對象變得可序列化，僅僅在聲明中加上implements Serializable是不夠的，為了維護Singleton，必須聲明所有實例域是transient（瞬時）的，並聲明readResolve方法；

否則，每當反序列化一個對象，都會創建一個新的對象；

public static void main(String[] args) throws Exception {
    //單例破解方案——序列化：將對象存儲於文件中，然後從文件中讀取

    //創建一個單例對象
    Chopstick chopstick1 = Chopstick.getInstance();

    //將對象寫入文件
    File file = new File("Chopstick.dat");
    FileOutputStream os = new FileOutputStream(file);
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(os);
    oos.writeObject(chopstick1);
    oos.close();os.close();
    //將對象從文件中讀取
    FileInputStream is = new FileInputStream(file);
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(is);
    Chopstick chopstick2 = (Chopstick) ois.readObject();//第二個實例化對象
    System.out.println(chopstick1);
    System.out.println(chopstick2);
    /**
     * 輸出結果
     * com.yn.study.chapter1.Chopstick@2503dbd3
     * com.yn.study.chapter1.Chopstick@7ef20235
     * 表示這兩個對象不是一個對象
     */
}

聲明readResolve方法

private Object readResolve(){return INSTANCE;}

這樣，上面的結果獲得的將是同一個對象。

com.yn.study.chapter1.Chopstick@2503dbd3
com.yn.study.chapter1.Chopstick@2503dbd3

使用

//Chopsticks n.筷子
//這裡假定筷子只能有一根
//這裡創建一個單例對象
class Chopstick implements Serializable {
    private static final Chopstick INSTANCE = new Chopstick();//類載入後，自動創建一個Chopstick對象，
    private Chopstick() {if (INSTANCE!=null)throw new Error("請不要二次創建對象");}//構造器私有化，禁止二次創建
    public static Chopstick getInstance(){return INSTANCE;}//獲取實例
    private Object readResolve(){return INSTANCE;}//寫readResolve方法，防止反序列化破壞單例
}

枚舉類

枚舉本就是一個單例對象，而且不可破壞。

enum ChopstickPlus{
    INSTANCE;
    ChopstickPlus getInstance(){return INSTANCE;}
}

4. 通過私有構造器，使得類不可實例化

有些類只包含靜態方法或靜態域，這樣的類不希望會被實例化，因為這些類被實例化是沒有意義的；

這裡我表示疑惑：應該一般情況下沒有人會去嘗試實例化一個只有靜態方法的類，嗯..但是...，書上說有一些時候會無意識的初始化該類？？下麵繼續記筆記。

對於沒有特別聲明構造器的類，其構造器預設是public的，

  • 這裡可以通過將構造器私有化，來避免不必要的實例化。

  • 同樣，為避免通過反射創建對象，可以在構造方法里添加拋出錯誤，防止類實例化。

//EasyMath 一個簡單的，無意義的，僅用於學習的，計算類
class EasyMath{
    public static long sum(long a,long b){return a+b;}//一個求和的靜態方法
    //不希望不必要的工具類實例化
    private EasyMath(){throw new AssertionError();}
}

但這樣有個缺點：這個類不能有父類。

5. 優先考慮依賴註入引用資源

這裡..就只寫個標題吧。。

詳見Effective Java 第三版 P16頁。


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