嘗試Java，從入門到Kotlin（下）

上篇已提（tu）到（cao）Java中的各種坑。習慣了C 的各種特性和語法糖後，再轉到Java感覺比較彆扭。最後本著反正Java也不是很熟悉，乾脆再折騰折騰其他語言的破罐子破摔的心態，逛了一圈JVM語言，最終決定轉Kotlin。為何選擇Kotlin 項目遭遇人員變動，包括我在內就剩兩個人開發，轉型 ...

上篇已提（tu）到（cao）Java中的各種坑。習慣了C#的各種特性和語法糖後，再轉到Java感覺比較彆扭。最後本著反正Java也不是很熟悉，乾脆再折騰折騰其他語言的破罐子破摔的心態，逛了一圈JVM語言，最終決定轉Kotlin。

為何選擇Kotlin

項目遭遇人員變動，包括我在內就剩兩個人開發，轉型成本低，代碼質量容易控制。
JVM語言。號稱與Java 100%相容。實際使用的確能夠與Java幾乎無縫地相互調用，基本上可以無縫遷移，完美相容Java生態。
OOP。目前OOP仍是主流，方便後續交接或者其它新加入的開發成員上手。
靜態類型。在選擇語言的時候也考慮過像Groovy，JRuby等的動態類型語言。然而俗話說得好，動態一時爽，重構火葬場。當項目變大的時候，靜態類型支持的較為完善的語義分析能夠幫助項目快速整理、重構代碼。並且引入很多函數式特性後，靜態類型語言的開發效率與爽感，不比動態類型語言低多少。
吸收了一些函數式特性。除了常見的lambda，map，filter，reduce之外，還吸收了ruby的一些如對象上下文切換、代碼塊語法糖等便捷的特性（但是也可能導致代碼可讀性下降）。
對JetBrain的信任。JetBrain在靜態分析的成果上有目共睹。相信JetBrain設計的語言應該會比較有品位（然而嚴格得不近人情的null safety是有點讓人糾結）。
最後，就是剛好看到Kotlin，確認了眼神……

Kotlin好用的特性

Lambda

犧牲了CE使得Lambda不像Java中那麼多的約束。引入類似Ruby代碼塊的寫法（預設it參數），讓代碼看起來比較好看，雖然我個人不是很喜歡這種預設約定，但是用起來真香。

面向表達式

不同於其他語言，Kotlin里的if else，try catch等都是表達式，我們可以直接這樣子寫代碼：

val y = if (x % 2 == 0) "even" else "odd"
val z = try { readFromFile() } catch (ex: IOException) { "" }

DSL

Lambda是最後一個參數時，可以寫在括弧外面（學自ruby）。主要是用來讓回調比較好看，和實現DSL。

val ls = listOf(1, 2, 3)
ls.map { 2 * it }  // returns [2, 4, 6]

Receiver。Kotlin不僅有純函數類型，還可以通過Receiver聲明類的方法類型。這個特性可以用來實現類的方法擴展、this切換的功能。
下麵代碼給Int擴展了個double方法：

val double = fun Int.() = 2 * this
val x = 3.double()  // x = 6

下麵例子通過切換this實現了一個類似C#初始化對象的方法：

class Obj(init: Obj.() -> Unit) {
    var prop1: Int = 0
    var prop2: String = ""

    init {
        init(this)
    }
}
        
val obj = Obj {
    prop1 = 1
    prop2 = "abc"
}

其他

很多好用的方法，像listOf，mapOf。to操作符等
……

Kotlin的坑

Kotlin沒有`final`，但是有`open`。

Kotlin中Class預設都是不能繼承的。需要繼承的Class要在聲明的地方加上open修飾。另外提一下有個插件叫all-open，專門用來讓所有Kotlin的類變為可繼承的……

註解的繼承

Kotlin不支持可繼承的註解。

純的容器類型

List，Map不能修改其內部存儲的元素。需要修改應該用MutableList和MutableMap。

Lombok

號稱和Java 100%相容，但是不能訪問Lombok生成的方法！

因為Lombok的方法是編譯期通過註解處理器（annotation processing）生成的，Kotlin編譯時只調用了Javac，所以無法處理Lombok定義的方法。強制先編譯Java代碼，後編譯Kotlin代碼，可以解決這個問題，但是又會有新的問題：你不能在Java代碼中調用Kotlin代碼。所以如果你要混合使用Java和Kotlin的話，推薦所有數據類型都用Kotlin寫。

`val`和`var`

var就是普通變數。val相當於const。平時儘量使用val，有益身心健康。

重頭戲，null safety

Null safety是Kotlin宣傳得最多的特性，但是我並沒有放在“好用的特性”節中介紹，因為它的坑非常多，以至於我十分懷疑null safety的好處是否能抵消它帶來的副作用。

所有類型預設都不包括null值，除非加個問號定義為Nullable類型。Nullable類型取值時，強制check null。如果調用Java代碼，預設Java代碼都是Nullable。不過從Java來的變數不做check null倒是不會報error，只報warning。如果運行時值為null的話，仍然會拋NullPointerException。Kotlin的null safety的特性其實只是一個編譯器的特性，通過將null與其他類型區分開來，在類型檢查的時候順便檢查了可能出現的NullPointerException，但是在運行時非Nullable的變數實際上也是可以放進去null值的（比如通過反射）。
由於非Nullable類型不被賦值為null值（廢話），導致這些類型的變數可能會沒有預設值！這是個嚴重的問題。如果是像Int，String這種比較像值的類型（其實也是引用類型）還好，可以有0，空字元串等預設值。而像自定義的類，這種類型的變數其實是個引用，如果不能預設為null的話，那麼它的預設值的取值只能有這麼幾種方案：
1. 類似C語言，未初始化的隨機值：會產生更大更不確定硬隱蔽的問題。
2. 定義一個“未初始化”的值：那麼這個值和null有什麼區別？又繞回來了。
3. 類似C++，預設創建一個空對象：但是並非所有類都有預設構造函數，而且在擁有GC的語言中，創建空對象需要分配記憶體，還會調用構造函數中的邏輯。聲明變數時引入這麼多過程是非常不合適的。
4. 所以，Kotlin最終選了一種簡單粗暴的方案：禁止變數未初始化。
  禁止變數未初始化的問題在於，當你需要定義大量的數據類的時候，你就知道有多蛋疼了——所有屬性都必須有個初始值。這不僅需要多敲不少鍵盤，影響手指健康，當碰到屬性是非Nullable的聚合時，也常常無法確定其初始值。我已經隱隱看到某些開發人員將所有變數都標記為Nullable的畫面了……Kotlin自身也發現了這個問題，因此引入了lateinit特性，然而用起來仍然有點令人膽戰心驚。
反序列化。即使是業務邏輯上明確了不會為null值的屬性，你也無法保證網路上/資料庫里傳輸過來的數據中，對應的屬性會不會是null值，或者乾脆漏了，所以就算model設計正確的，實際運行時可能還是會出現NullPointerException。我又隱約看到某些開發人員將所有變數都標記為Nullable的畫面了……另外反序列化時，需要先生成一個空對象，也就是屬性都沒初始化的對象。當然Kotlin不會允許這麼做的，所以還需要引入NoArg插件來自動生成無參數的構造函數……

類型擦除式泛型

為了和Java 100%相容，Kotlin不得不跟著Java用類型擦除式泛型，也擁有了前面說過的類型擦除式泛型的所有坑。不過Kotlin可以使用內聯函數來稍微緩解類型擦除的負面影響。比如可以這樣定義json反序列化的方法：
inline fun <reified T> parse(json: String): T = objectMapper.readValue(json, T::class.java)

return

Kotlin有兩種方法定義一個匿名函數：lambda和anonymous function。當在這兩種方法的函數體中使用return時，執行的語義是不同的。根據官方文檔return會跳出最近的顯示聲明的函數或anonymous function。例如下麵的return會直接跳出foo函數。

fun foo() {
    listOf(1, 2, 3, 4, 5).forEach {
        if (it == 3) return // non-local return directly to the caller of foo()
        print(it)
    }
    println("this point is unreachable")
}
// outputs: 12

而下麵這個只是當value == 3時跳過一次迴圈，相當於其他語言的continue

fun foo() {
    listOf(1, 2, 3, 4, 5).forEach(fun(value: Int) {
        if (value == 3) return  // local return to the caller of the anonymous fun, i.e. the forEach loop
        print(value)
    })
    print(" done with anonymous function")
}
// outputs: 1245 done with implicit label

或者也可以使用Label來指定執行return後跳到的位置（感覺像goto似的）。

fun foo() {
    listOf(1, 2, 3, 4, 5).forEach lit@{
        if (it == 3) return@lit // local return to the caller of the lambda, i.e. the forEach loop
        print(it)
    }
    print(" done with explicit label")
}

另外，break和continue也是有類似的問題。

寫在最後

最近家庭工作都比較忙，這短短的一篇轉型踩坑記竟然寫了個跨年。有些踩坑的記憶隨著時間流逝以及用習慣了給慢慢淡化掉了，於是也沒寫進來。目前Java系這邊的開發我儘量使用Kotlin，並沒有碰到什麼根本上的大問題，與Java的相容性也挺好的，有精力的同學可以放心品嘗。