编写高质量代码:改善Java程序的151个建议(第3章:类对象及方法___建议47~51)

Posted 2020-08-09

建议47：在equals中使用getClass进行类型判断

 　　本节我们继续讨论覆写equals的问题，这次我们编写一个员工Employee类继承Person类，这很正常，员工也是人嘛，而且在JavaBean中继承也很多见，代码如下：

 1 public class Employee extends Person {
 2     private int id;
 3 
 4     public Employee(String _name, int _id) {
 5         super(_name);
 6         id = _id;
 7     }
 8 
 9     public int getId() {
10         return id;
11     }
12 
13     public void setId(int id) {
14         this.id = id;
15     }
16 
17     @Override
18     public boolean equals(Object obj) {
19         if (obj instanceof Employee) {
20             Employee e = (Employee) obj;
21             return super.equals(obj) && e.getId() == id;
22         }
23         return false;
24     }
25 
26 }
27 
28 class Person {
29     private String name;
30 
31     public Person(String _name) {
32         name = _name;
33     }
34 
35     public String getName() {
36         return name;
37     }
38 
39     public void setName(String name) {
40         this.name = name;
41     }
42 
43     @Override
44     public boolean equals(Object obj) {
45         if (obj instanceof Person) {
46             Person p = (Person) obj;
47             if (null == p.getName() || null == name) {
48                 return false;
49             } else {
50                 return name.equalsIgnoreCase(p.getName());
51             }
52         }
53         return false;
54     }
55 }

 　　员工类增加了工号ID属性，同时也覆写了equals方法，只有在姓名和ID都相同的情况下才表示同一个员工，这是为了避免一个公司中出现同名同姓员工的情况。看看上面的代码，这里的条件已经相当完善了，应该不会出错了，那我们测试一下，代码如下：　　

1 public static void main(String[] args) {
2         Employee e1 = new Employee("张三", 100);
3         Employee e2 = new Employee("张三", 1000);
4         Person p1 = new Person("张三");
5         System.out.println(p1.equals(e1));
6         System.out.println(p1.equals(e2));
7         System.out.println(e1.equals(e2));
8     }

　　上面定义了两个员工和一个社会闲杂人员，虽然他们同名同姓，但肯定不是同一个，输出都应该是false，但运行之后结果为： true  true  false

　　很不给力呀，p1竟然等于e1，也等于e2,为什么不是同一个类的两个实例竟然也会相等呢？这很简单，因为p1.equals(e1)是调用父类Person的equals方法进行判断的，它使用的是instanceof关键字检查e1是否是Person的实例，由于两者村子继承关系，那结果当然是true了，相等也就没有任何问题了，但是反过来就不成立了，e1和e2是不可能等于p1，这也是违反对称性原则的一个典型案例。

　　更玄的是p1与e1、e2相等，但e1和e2却不相等，似乎一个简单的符号传递都不能实现，这才是我们分析的重点：e1.equals(e2)调用的是子类Employee的equals方法，不仅仅要判断姓名相同，还要判断Id相同，两者工号是不同的，不相等也是自然的了。等式不传递是因为违反了equals的传递性原则，传递性原则指的是对于实例对象x、y、z来说，如果x.equals(y)返回true，y.equals(z)返回true，那么x.equals(z)也应该返回true。

　　这种情况发生的关键是父类引用了instanceof关键字，它是用来判断一个类的实例对象的，这很容易让子类钻空子。想要解决也很简单，使用getClass来代替instanceof进行类型判断，Person的equals方法修改后如下所示：　

@Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (null != obj && obj.getClass() == this.getClass()) {
            Person p = (Person) obj;
            if (null == p.getName() || null == name) {
                return false;
            } else {
                return name.equalsIgnoreCase(p.getName());
            }
        }
        return false;
    }

　　当然，考虑到Employee也有可能被继承，也需要把它的instanceof修改为getClass。总之，在覆写equals时建议使用getClass进行类型判断，而不要使用instanceof。

建议48：覆写equals方法必须覆写hashCode方法

 覆写equals方法必须覆写hasCode方法，这条规则基本上每个Javaer都知道，这也是JDK的API上反复说明的，不过为什么要则这么做呢？这两个方法之间什么关系呢？本建议就来解释该问题，我们先看看代码：

public class Client48 {
    public static void main(String[] args) {
        // Person类的实例作为map的key
        Map<Person, Object> map = new HashMap<Person, Object>() {

            {
                put(new Person("张三"), new Object());
            }
        };
        // Person类的实例作为List的元素
        List<Person> list = new ArrayList<Person>() {
            {
                add(new Person("张三"));
            }
        };
        boolean b1 = list.contains(new Person("张三"));
        boolean b2 = map.containsKey(new Person("张三"));
        System.out.println(b1);
        System.out.println(b2);

    }
}

 　　代码中的Person类与上一建议的Person相同，equals方法完美无缺。在这段代码中，我们在声明时直接调用方法赋值，这其实也是一个内部匿名类，现在的问题是b1和b2值是否都为true?

　　我们先来看b1，Person类的equals覆写了，不再判断两个地址相等，而是根据人员的姓名来判断两个对象是否相等，所以不管我们的new Person("张三")产生了多少个对象，它们都是相等的。把张三放入List中，再检查List中是否包含，那结果肯定是true了。

　　接下来看b2，我们把张三这个对象作为了Map的键（Key），放进去的是张三，检查的对象还是张三，那应该和List的结果相同了，但是很遗憾，结果为false。原因何在呢？

　　原因就是HashMap的底层处理机制是以数组的方式保存Map条目的(Map Entry)的，这其中的关键是这个数组的下标处理机制：依据传入元素hashCode方法的返回值决定其数组的下标，如果该数组位置上已经有Map条目，并且与传入的值相等则不处理，若不相等则覆盖；如果数组位置没有条目，则插入，并加入到Map条目的链表中。同理，检查键是否存在也是根据哈希码确定位置，然后遍历查找键值的。

　　接着深入探讨，那对象元素的hashCode方法返回的是什么值呢？它是一个对象的哈希码，是由Object类的本地方法生成的，确保每个对象有一个哈希码（也是哈希算法的基本要求：任意输入k，通过一定算法f(k)，将其转换为非可逆的输出，对于两个输入k1和k2，要求若k1=k2，则必须f(k1)=f(k2)，但也允许k1  != k2 , f(k1)=f(k2)的情况存在）。

　　那回到我们的例子上，由于我们没有覆写hashCode方法，两个张三对象的hashCode方法返回值(也就是哈希码)肯定是不相同的了，在HashMap的数组中也找不到对应的Map条目了，于是就返回了false。

　　问题清楚了，修改也很简单，在Person类中重写一下hashCode方法即可，代码如下：　

class Person{

   @Override
    public int hashCode() {
        return new HashCodeBuilder().append(name).toHashCode();
    }   

}

　　其中HashCodeBuilder是org.apache.commons.lang.builder包下的一个哈希码生成工具，使用起来非常方便，大家可以直接项目中集成(为何不直接写hashCode方法？因为哈希码的生成有很多种算法，自己写麻烦，事儿又多，所以必要的时候才取"拿来主义"，不重复造轮子是最好的办法。)

建议49：推荐覆写toString方法

 　　为什么要覆写toString方法，这个问题很简单，因为Java提供的默认toString方法不友好，打印出来看不懂，不覆写不行，看这样一段代码：　

public class Client49 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(new Person("张三"));
    }
}

class Person {
    private String name;

    public Person(String _name) {
        name = _name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

}

　　输出结果是：[email protected]如果机器不同，@后面的内容也会不同，但格式都是相同的：类名[email protected]+hashCode,这玩意是给机器看的，人哪能看懂呀！这就是因为我们没有覆写Object类的toString方法的缘故，修改一下，代码如下：

@Override
    public String toString() {
        return String.format("%s.name=%s", this.getClass(),name);
    }

　　如此即就可以在需要的时候输出调试信息了，而且非常友好，特别是在bean流行的项目中(一般的Web项目就是这样)，有了这样的输出才能更好地debug，否则查找错误就有点麻烦！当然，当bean的属性较多时，自己实现就不可取了，不过可以直接使用apache的commons工具包中的ToStringBuilder类，简洁，实用又方便。可能有人会说，为什么通过println方法打印一个对象会调用toString方法？那是源于println的打印机制：如果是一个原始类型就直接打印，如果是一个类类型，则打印出其toString方法的返回值，如此而已。同时现在IDE也很先进，大家debug时也可查看对象的变量，但还是建议大家覆写toString方法，这样调试会更方便哦。

建议50：使用package-info类为包服务

 　　Java中有一个特殊的类：package-info类，它是专门为本包服务的，为什么说它特殊，主要体现在三个方面：

1. 它不能随便创建：在一般的IDE中，Eclipse、package-info等文件是不能随便被创建的，会报"Type name is notvalid"错误，类名无效。在Java中变量定义规范中规定如下字符是允许的：字母、数字、下划线，以及那个不怎么写的$符号，不过中划线可不在之列，那么怎么创建这个文件呢？很简单，用记事本创建一个，然后拷贝进去再改一下就成了，更直接的办法就是从别的项目中拷贝过来。
2. 它服务的对象很特殊：一个类是一类或一组事物的描述，比如Dog这个类，就是描述"阿黄"的，那package-info这个类描述的是什么呢？它总是要有一个被描述或陈述的对象吧，它是描述和记录本包信息的。
3. package-info类不能有实现代码：package-info类再怎么特殊也是 一个类，也会被编译成 package-info.class,但是在package-info.java文件不能声明package-info类。　　　

 　　package-info类还有几个特殊的地方，比如不可以继承，没有接口，没有类间关系(关联、组合、聚合等)等，Java中既然有这么特殊的一个类，那肯定有其特殊的作用了，我们来看看它的特殊作用，主要表现在以下三个方面：

• 声明友好类和包内访问常量：这个比较简单，而且很实用，比如一个包中有很多内部访问的类或常量，就可以统一放到package-info类中，这样很方便，便于集中管理，可以减少友好类到处游走的情况，代码如下：

class PkgClazz {
        public void test() {
        }
    }
    
    class PkgConstant {
        static final String PACKAGE_CONST = "ABC";
    }

　　注意以上代码是放在package-info.java中的，虽然它没有编写package-info的实现，但是package-info.class类文件还是会生成。通过这样的定义，我们把一个包需要的常量和类都放置在本包下，在语义上和习惯上都能让程序员更适应。

• 为在包上提供注解提供便利：比如我们要写一个注解(Annotation)，查看一下包下的对象，只要把注解标注到package-info文件中即可，而且在很多开源项目中也采用了此方法，比如struts2的@namespace、hibernate的@FilterDef等.
• 提供包的整体注释说明：如果是分包开发，也就是说一个包实现了一个业务逻辑或功能点或模块或组件，则该包需要一个很好的说明文档，说明这个包是做什么用的，版本变迁历史，与其他包的逻辑关系等，package-info文件的作用在此就发挥出来了，这些都可以直接定义到此文件中，通过javadoc生成文档时，会吧这些说明作为包文档的首页，让读者更容易对该包有一个整体的认识。当然在这点上它与package.html的作用是相同的，不过package-info可以在代码中维护文档的完整性，并且可以实现代码与文档的同步更新。　　

　　创建package-info,也可以利用IDE工具如下图：

　　

解释了这么多，总结成一句话：在需要用到包的地方，就可以考虑一下package-info这个特殊类，也许能起到事半功倍的作用。

建议51：不要主动进行垃圾回收

 　　很久很久以前，在java1.1的年代里，我们经常会看到System.gc这样的调用---主动对垃圾进行回收，不过，在Java知识深入人心后，这样的代码就逐渐销声匿迹了---这是好现象，因为主动进行垃圾回收是一个非常危险的动作。

　　之所以危险，是因为System.gc要停止所有的响应，才能检查内存中是否存在可以回收的对象，这对一个应用系统来说风险极大，如果是一个Web应用，所有的请求都会暂停，等待垃圾回收器执行完毕，若此时堆内存(heap)中的对象少的话还可以接受，一但对象较多（现在的web项目是越做越大，框架、工具也越来越多，加载到内存中的对象当然也就更多了），这个过程非常耗时，可能是0.01秒，也可能是1秒，甚至20秒，这就严重影响到业务的运行了。

　　例如：我们写这样一段代码：new String("abc")，该对象没有任何引用，对JVM来说就是个垃圾对象。JVM的垃圾回收器线程第一次扫描（扫描时间不确定，在系统不繁忙的时候执行）时给它贴上一个标签，说"你是可以回收的"，第二次扫描时才真正的回收该对象，并释放内存空间，如果我们直接调用System.gc，则是说“嗨，你，那个垃圾回收器过来检查一下有没有垃圾对象，回收一下”。瞧瞧看，程序主动找来垃圾回收器，这意味着正在运行的系统要让出资源，以供垃圾回收器执行，想想看吧，它会把所有的对象都检查一遍，然后处理掉那些垃圾对象。注意哦，是检查每个对象。

　　不要调用System.gc，即使经常出现内存溢出也不要调用，内存溢出是可分析的，是可以查找原因的，GC可不是一个好招数。