一  創(chuàng)建和銷毀對象篇

1  若有多個構(gòu)造器參數(shù)時，優(yōu)先考慮構(gòu)造器

當(dāng)類構(gòu)造包含多個參數(shù)時，同學(xué)們會選擇 JavaBeans 模式。在這種模式下，可以調(diào)用一個無參構(gòu)造器來創(chuàng)建對象，然后調(diào)用  setter 方法來設(shè)置必要和可選的參數(shù)。目前較受歡迎的方法之一如在類上加入 Lombok 提供的@Data注解，來自動生成getter/setter、equals 等方法。但是JavaBeans模式無法將類做成不可變（immutable，詳見“使可變形最小化”章節(jié)）。這就需要開發(fā)者自己掌控值的更新情況，確保線程安全等。

推薦：Builder模式

Builder 模式通過 builder 對象上，調(diào)用類似 setter 的方法，設(shè)置相關(guān)的參數(shù)（類似 Proto Buffers）。最后，通過調(diào)用 build 方法來生成不可變的對象（immutable object）。使用 Builder 模式的方法之一包括在類上加入 Lombok 提供的 @Builder 注解。

應(yīng)用：API Request & Response

在微服務(wù)架構(gòu)中，服務(wù)的請求（request）和響應(yīng)（response）往往包含較多參數(shù)。在處理請求的過程中，筆者也常常會擔(dān)心誤操作修改了請求的內(nèi)容。所以，筆者傾向使用Builder模式。

我們可使用Builder模式來構(gòu)建該類型對象。在構(gòu)建過程中，若需要引入額外邏輯（e.g. if-else），可先返回Builder對象，最后再調(diào)用build方法。

import lombok.Builder;


/** 請求類 */
@Builder
public class SampleRequest {
    private String paramOne;
    private int paramTwo;
    private boolean paramThree;
}


/** 響應(yīng)類 */
@Builder
public class SampleResponse {
    private boolean success;
}


/** 服務(wù)接口 */
public interface SampleFacade {
    Result<SampleResponse> rpcOne(RequestParam<SampleRequest>);
}


/** 調(diào)用 */
public void testRpcOne() {
    SampleRequest request =
          SampleRequest.builder().paramOne("one").paramTwo(2).paramThree(true).build();
    Result<SampleResponse> response = sampleFacade.rpcOne(request);
}

2  通過私有構(gòu)造器強化不可實例化的能力

有些類，例如工具類（utility class），只包含靜態(tài)字段和靜態(tài)方法。這些類應(yīng)盡量確保不被實例化，防止用戶誤用。

推薦：私有化類構(gòu)造器

為了防止誤導(dǎo)用戶，認為該類是專門為了繼承而設(shè)計的，我們可以將構(gòu)造器私有化。

public class SampleUtility {


    public static String getXXX() {
        return "test";
    }  


    /** 私有化構(gòu)造器 */
    private SampleUtility() {}
}


/** 直接調(diào)用方法 */
public static void main(String[] args) {
    System.out.println(SampleUtility.getXXX());
}

二  類和接口篇

1  最小化類和成員的可訪問性

盡可能地使每個類或者成員不被外界訪問。

推薦：有的時候，為了測試，我們不得不將某些私有的（private）類、接口或者成員變成包級私有的（package-private）。這里，筆者推薦大家使用 Guava 提供的 @VisiableForTesting 注解，來提示這是為了測試而使可訪問級別變?yōu)榘壦接校艑捔讼拗啤?/p>

import com.google.common.annotations.VisibleForTesting;


@VisibleForTesting(otherwise = VisibleForTesting.PRIVATE)
String getXXX() {
    return "test";
}

此外，也有小伙伴推薦 PowerMock 單元測試框架。PowerMock 是 Mockito 的加強版，可以實現(xiàn)完成對private/static/final方法的Mock（模擬）。通過加入 @PrepareForTest 注解來實現(xiàn)。

public class Utility {


    private static boolean isGreaterThan(int a, int b) {
        return a > b;
    }


    private Utility() {}
}


/** 測試類 */
import org.junit.Test;
import org.junit.jupiter.api.Assertions;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.powermock.core.classloader.annotations.PrepareForTest;
import org.powermock.modules.junit4.PowerMockRunner;
import org.powermock.reflect.Whitebox;


@RunWith(PowerMockRunner.class)
@PrepareForTest({Utility.class})
public class UtilityTest {


    @Test
    public void test_privateIsGreaterThan_success() throws Exception {
        /** 測試私有的 isGreaterThan 方法 */
        boolean result = Whitebox.invokeMethod(Utility.class, "isGreaterThan", 3, 2);


        Assertions.assertTrue(result);
    }
}

2  使可變形最小化

不可變類（immutable class）是指類對應(yīng)的實例被創(chuàng)建后，就無法改變其成員變量值。即實例中包含的所有信息都必須在創(chuàng)建該實例的時候提供，并在對象的生命周期內(nèi)固定不變。

不可變類一般采用函數(shù)（functional）模式，即對應(yīng)的方法返回一個函數(shù)的結(jié)果，函數(shù)對操作數(shù)進行運算但并不修改它。與之相對應(yīng)的更常見的是過程的（procedure）或者命令式的（imperative）做法。使用這些方法時，將一個過程作用在它們的操作數(shù)上，會導(dǎo)致它的狀態(tài)發(fā)生改變。

如在“若有多個構(gòu)造器參數(shù)時，優(yōu)先考慮構(gòu)造器”一節(jié)中提到，不可變對象比較簡單，線程安全，只有一種狀態(tài)。使用該類的開發(fā)者無需再做額外的工作來維護約束關(guān)系。另外，可變的對象可以有任意復(fù)雜的狀態(tài)。若 mutator 方法（e.g. update）無詳細的描述，開發(fā)者需要自行閱讀方法內(nèi)容。筆者經(jīng)常會花費較多時間弄清楚在某方法內(nèi)，可變對象的哪些字段被更改，方法結(jié)束后會不會影響后續(xù)的對象操作。筆者推薦傳入不可變對象，基于此用更新的參數(shù)創(chuàng)建新的不可變對象返回。雖然會創(chuàng)建更多的對象，但是保證了不可變形，以及更可讀性。

推薦：Guava Collection之Immutable類

筆者在日常開發(fā)中傾向?qū)?Immutable 類（ImmutableList，ImmutableSet，ImmuableMap）和上文提到的函數(shù)模式集合，實現(xiàn)mutator 類方法。

import static com.google.common.collect.ImmutableList.toImmutableList;
import com.google.common.collect.ImmutableList;
import com.google.common.collect.ImmutableMap;


/** 推薦 */
private static final ImmutableMap<String, Integer> SAMPLE_MAP =
    ImmutableMap.of("One", 1, "Two", 2);


/** 推薦：確保原input列表不會變化 */
public ImmutableList<TestObj> updateXXX(ImmutableList<TestObj> input) {
    return input.stream()
            .map(obj -> obj.setXXX(true))
            .collect(toImmutableList());
}


/** 不推薦：改變input的信息 */
public void filterXXX(List<TestObj> input) {
    input.forEach(obj -> obj.setXXX(true));
}

三  泛型篇

1  列表優(yōu)先于數(shù)組

數(shù)組是協(xié)變的（covariant），即Sub為Super的子類型，那么數(shù)組類型Sub[] 就是Super[] 的子類型；數(shù)組是具體化的，在運行時才知道并檢查它們的元素類型約束。而泛型是不可變的和可擦除的（即編譯時強化它們的類型信息，并在運行時丟棄）。

需要警惕 public static final 數(shù)組的出現(xiàn)。很有可能是個安全漏洞！

四  方法篇

1  校驗參數(shù)的有效性

若傳遞無效的參數(shù)值給方法，這個方法在執(zhí)行復(fù)雜、耗時邏輯之前先對參數(shù)進行了校驗（validation），便很快就會失敗，并且可清楚地拋出適當(dāng)?shù)漠惓?。若沒有校驗它的參數(shù)，就可能會在后續(xù)發(fā)生各種奇怪的異常，有時難以排查定位原因。

筆者認為，微服務(wù)提供的API request 也應(yīng)沿用這一思想。即在API 請求被服務(wù)處理之前，先進行參數(shù)校驗。每個request應(yīng)與對應(yīng)的request validator 綁定。若參數(shù)值無效，則拋出特定的ClientException（e.g. IllegalArgumentException）。

2  謹慎設(shè)計方法簽名

謹慎地選擇方法的名稱：

• 執(zhí)行某個動作的方法通常用動詞或者動詞短語命名：createXXX，updateXXX，removeXXX，convertXXX，generateXXX
• 對于返回boolean值的方法，一般以 is 開頭：isValid，isLive，isEnabled

避免過長的參數(shù)列表：目標是四個參數(shù)，或者更少。

• 當(dāng)參數(shù)過多時，筆者會使用Pair，Triple或輔助類（e.g. 靜態(tài)成員類）

public class SampleListener {


    public ConsumeConcurrentlyStatus consumeMessage(String input) {
          SampleResult result = generateResult(input);
        ...
    } 


    private static SampleResult generateResult(String input) {
        ...
    }


    /** 輔助類 */
    private static class SampleResult {
        private boolean success;
        private List<String> xxxList;
        private int count;
    }
}

3  返回零長度的數(shù)組或者集合，而不是null

若一個方法返回 null 而不是零長度的數(shù)組或者集合，開發(fā)者需要加入 != null 的檢查，有時容易忘記出錯，報NullpointerException。

說到此，筆者想額外提一下 Optional。網(wǎng)絡(luò)上有很多關(guān)于 Optional 和 null 的使用討論。Optional 允許調(diào)用者繼續(xù)一系列流暢的方法調(diào)用（e.g. stream.getFirst().orElseThrow(() -> new MyFancyException())）。以下為筆者整理的觀點。

/** 推薦：提示返回值可能為空。*/
public Optional<Foo> findFoo(String id);


/**
  * 中立：稍顯笨重
  * 可考慮 doSomething("bar", null);
  * 或者重載 doSomething("bar"); 和 doSomething("bar", "baz");
  **/
public Foo doSomething(String id, Optional<Bar> barOptional);


/** 
  * 不推薦：違背 Optional 設(shè)計的目的。
  * 當(dāng) Optional 值缺省時，一般有3種處理方法：1）提供代替的值；2）調(diào)用方法提供代替的值；3）拋出異常
  * 這些處理方法可以在字段初始或賦值的時候處理。
   **/
public class Book {
    private List<Pages> pages;
    private Optional<Index> index;
}


/** 
  * 不推薦：違背 Optional 設(shè)計的目的。
  * 若為缺省值，可直接不放入列表中。
   **/
List<Optional<Foo>>

五  通用程序設(shè)計篇

1  如果需要精確的答案，請避免使用float和double

float 和 double 類型主要用于科學(xué)工程計算。它們執(zhí)行二進制浮點運算，為了在數(shù)值范圍上提供較為精準的快速近似計算。但是，它們并不能提供完全精確的結(jié)果，尤其不適合用于貨幣計算。float 或者 double 精確地表示0.1 是不可行的。

若需系統(tǒng)來記錄十進制小數(shù)點，可使用BigDecimal。

2  基本類型優(yōu)先于裝箱基本類型

基本類型（primitive）例如 int、double、long 和 boolean。每個基本類型都有一個對應(yīng)的引用類型，稱作裝箱基本類型（boxed primitive），對應(yīng)為Integer、Double、Long 和 Boolean。如書中提到，它們的區(qū)別如下：

/** 推薦 */
public int sum(int a, int b) {
    return a + b;
}


/** 不推薦：不必要的裝箱 */
public Integer sum(Integer a, Integer b) {
    return a + b;
}

若無特殊的使用場景，推薦總是使用基本類型。若不得不使用裝箱基本類型，注意 == 操作和 NullPointerException 異常。裝箱基本類型的使用場景：

• 作為集合中的元素（e.g. Set<Long>）
• 參數(shù)化類型（e.g. ThreadLocal<Long>）
• 反射的方法調(diào)用

六  異常

1  每個方法拋出的異常都要有文檔

始終要單獨地聲明受檢的異常，并且利用Javadoc的@throws標記，準確地記錄下拋出每個異常的條件。

在日常工作中，筆者調(diào)用其他組的 API 時，有時會發(fā)現(xiàn)一些意料之外的異常。良好的文檔記錄，可以幫助 API 調(diào)用者更好得處理相關(guān)的異常。文檔記錄可包括：異常的類型，異常的 error code，和描述。

2  其他

一些公司將 API 產(chǎn)生的異常分成 ClientException 和 ServerException。一般 ClientException (e.g. 無效的服務(wù) request ) 是由調(diào)用方非常規(guī)調(diào)用 API 導(dǎo)致的異常處理，可不在服務(wù)端主要的異常監(jiān)測范圍中。而 ServerException（e.g. 數(shù)據(jù)庫查詢超時）是由服務(wù)端自身原因?qū)е碌膯栴}，平時需要著重監(jiān)測。

 引用：

Bloch, Joshua. 2018. Effective Java, 3rd Edition

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