第四條：通過私有構(gòu)造器強(qiáng)化不可實(shí)例化的能力。 1.有時(shí)候，你可能需要編寫至包含靜態(tài)方法和靜態(tài)域的類。這些類的名聲很不好，因?yàn)橛行┤嗽诿嫦驅(qū)ο蟮恼Z言中濫用這樣的類來編寫過程化的程序。 2.盡管如此，他們也確實(shí)有它們特有的好處: 1.利用這種類，以java.lang.Math或者java.util.Arrays的方式，把基本類型的值或者數(shù)組類型上的相關(guān)方法組織起來. 2.我們也可以通過java.util.Collections的方式，把實(shí)現(xiàn)特定接口的對(duì)象上的靜態(tài)方法包括工廠方法組織起來。 3.利用這種類可以把final類上的方法組織起來，以取代擴(kuò)展該類的做法。 3.這樣的工具類Unility class不希望被實(shí)例化，實(shí)例對(duì)它沒有任何意義。然而在缺少顯示構(gòu)造器的情況下，編譯器會(huì)自動(dòng)提供一個(gè)公有的，無參的缺省構(gòu)造器default constructor.對(duì)于用戶而言，這個(gè)構(gòu)造器與其他的構(gòu)造器沒有任何區(qū)別。在已發(fā)行的API中常常可以看到一些被無意識(shí)地實(shí)例化的類。 4.企圖通過將類做成抽象類來強(qiáng)制該類不可被實(shí)例化，這是行不通的。該類可以被子類化，并且該子類也可被實(shí)例化。這樣做甚至?xí)`導(dǎo)用戶，以為這種類是專門為了繼承而設(shè)計(jì)的。然而有一些簡(jiǎn)單的習(xí)慣用法可以確保類不可被實(shí)例化。 由于只有當(dāng)類不包含顯示的的構(gòu)造器時(shí)，編譯器才會(huì)生成缺省的構(gòu)造器，因?yàn)槲覀冎灰屵@個(gè)類包含私有的構(gòu)造器，它就不能被實(shí)例化了: public class UtilityClass { private UtilityClass() { throw new AssertionError(); } //...others } 由于顯示的構(gòu)造器是私有的，所以不可以再該類的外部訪問它。AssertionError不是必須的。但是它可以避免不小心在類的內(nèi)部調(diào)用構(gòu)造器。它保證該類在任何情況下都不會(huì)被實(shí)例化。 注：1.但是這種用法有點(diǎn)違背直覺，好像構(gòu)造器就是專門設(shè)計(jì)成不能調(diào)用一樣。因此明智的做法就是在代碼中增加一條注釋，如： //Supress default constructor for noninstantiability. 2.AssertionError:拋出該異常指示某個(gè)斷言失敗 5.這種慣用法的副作用：它使得一個(gè)類不能被子類化。所有的構(gòu)造器都必須顯示或隱式的調(diào)用超類構(gòu)造器。在這種情形下子類就沒有可訪問的超類構(gòu)造器可調(diào)用了。 第5條:避免創(chuàng)建不必要的對(duì)象 1.一般說來，最好能重用對(duì)象而不是在每次需要的時(shí)候就創(chuàng)建一個(gè)相同功能的新對(duì)象。重用方式即快速，又流行。如果對(duì)象是不可變的immutable，它就始終可以被重用。 極端反面的例子: String s = new String("landon");//Don't do this! 該語句每次執(zhí)行的時(shí)候都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的String實(shí)例，但是這些創(chuàng)建對(duì)象的動(dòng)作全都是不必要的。傳遞給String構(gòu)造器的參數(shù)("landon")本身就是一個(gè)String實(shí)例，功能方面等同于構(gòu)造器創(chuàng)建的所有對(duì)象。 如果上述用法是在一個(gè)循環(huán)中，或者是在一個(gè)被頻繁調(diào)用的方法中，就會(huì)創(chuàng)建愛你出成千上萬不必要的String實(shí)例。改進(jìn)：String s = "landon".該版本只用了一個(gè)String實(shí)例，而不是每次執(zhí)行的時(shí)候都創(chuàng)建一個(gè)新的實(shí)例。而且其可以保證，對(duì)于所有在同一虛擬機(jī)中運(yùn)行的代碼，只要其包含相同的字符串字面常量，該對(duì)象就會(huì)被常用(注:String常量池，@link String#intern)。 對(duì)于同時(shí)提供了靜態(tài)工廠方法和構(gòu)造器的不可變類，通常可以使用靜態(tài)工廠方法而不是構(gòu)造器，以避免創(chuàng)建不必要的對(duì)象。如Boolean.valueOf(String)幾乎總是優(yōu)先于構(gòu)造器Boolean(String).構(gòu)造器在每次調(diào)用的時(shí)候都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象，而靜態(tài)工廠方法則從來不要求這樣做，實(shí)際上也不會(huì)這樣做. 2.除了重用不可變的對(duì)象外，也可以重用那些已知不會(huì)修改的可變對(duì)象。下面這個(gè)也是可以較常見的反面例子，其中涉及可變的Date對(duì)象，它們的值一旦計(jì)算出來之后就不再變化。 Person#isBabyBoomer(),檢查這個(gè)人是否是生育高峰期出生的小孩，即1946至1964年間。 public boolean isBabyBoomer() { Calendar gmtCalendar = Calendar .getInstance(TimeZone.getTimeZone("GMT")); // 1946 gmtCalendar.set(1946, Calendar.JANUARY, 1, 0, 0, 0); Date boomStart = gmtCalendar.getTime(); gmtCalendar.set(1965, Calendar.JANUARY, 1, 0, 0, 0); Date boomEnd = gmtCalendar.getTime(); return birthDate.compareTo(boomStart) >= 0 && birthDate.compareTo(boomEnd) <= 0; } 該方法每次調(diào)用的時(shí)候都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)Calendar，一個(gè)TimeZone和兩個(gè)Date實(shí)例，這都是不必要的; 改進(jìn): static { Calendar gmtCalendar = Calendar .getInstance(TimeZone.getTimeZone("GMT")); // 1946 gmtCalendar.set(1946, Calendar.JANUARY, 1, 0, 0, 0); BOOM_START = gmtCalendar.getTime(); gmtCalendar.set(1965, Calendar.JANUARY, 1, 0, 0, 0); BOOM_END = gmtCalendar.getTime(); } <p>改進(jìn)后的方法只在初始化的時(shí)候創(chuàng)建Calender，TimeZone和Date實(shí)例一次。如果該方法頻繁調(diào)用，則會(huì)顯著的提高性能。 <p>除了提高性能之外，代碼的含義也更清晰了，BOOM_START和BOOM_END從局部變量改為final靜態(tài)域，顯然就應(yīng)該作為常量對(duì)待。 從而使代碼更易于理解。但是這種優(yōu)化帶來的效果不總是那么明顯，因?yàn)镃alendar實(shí)例的創(chuàng)建代價(jià)特別昂貴。 3.如果改進(jìn)的Person類被初始化了，它的isBabyBoomer方法卻永遠(yuǎn)不會(huì)被調(diào)用，那就沒有必要初始化BOOM_START和BOOM_END域。通過延遲初始化lazy initializing,即把對(duì)這些域的初始化延遲到isBabyBoomer方法第一次被調(diào)用的時(shí)候進(jìn)行，則有可能消除這些不必要的初始化工作。但是不建議這樣做。正如延遲初始化中常見的情況一樣，這樣做會(huì)使方法的實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜，從而無法將性能顯著提高到超過已經(jīng)達(dá)到的水平。 4.前面的例子中，討論到的對(duì)象均是能夠被重用的，因?yàn)樗鼈冊(cè)诒怀跏蓟蟛粫?huì)再改變。考慮適配器adapter情形，有時(shí)也叫做視圖view。適配器是指這樣一個(gè)對(duì)象，它把功能委托一個(gè)后備對(duì)象backing object，從而為后備對(duì)象提供一個(gè)可以替代的接口。由于適配器除了后備對(duì)象之外，沒有其他的狀態(tài)信息，所以針對(duì)某個(gè)給定對(duì)象的特定適配器而言，它不需要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)適配器實(shí)例。 如：Map接口的keySet方法返回該Map對(duì)象的Set視圖，其中包含該Map中所有的key.粗看起來，好友每次調(diào)用keySet都應(yīng)該創(chuàng)建一個(gè)新的Set實(shí)例。但是對(duì)于一個(gè)給定的Map對(duì)象，實(shí)際上每次調(diào)用keySet都返回同樣的Set實(shí)例。雖然被返回的Set實(shí)例一般是可改變的，但是所有返回的對(duì)象在功能上是等同的。當(dāng)其中一個(gè)返回對(duì)象發(fā)生變化的時(shí)候，所有其他的返回對(duì)象也要發(fā)生變化。因?yàn)樗鼈兪怯赏粋€(gè)Map實(shí)例支撐的。 雖然創(chuàng)建keySet視圖對(duì)象的多個(gè)實(shí)例并無害處，卻也是沒有必要的。 5.在Java1.5發(fā)行版本中，有一種創(chuàng)建多余對(duì)象的新方法，稱作自動(dòng)裝箱autoboxing。它允許程序員將基本類型和裝箱類型Boxed primitive Type混用，暗需要自動(dòng)裝箱和拆箱。自動(dòng)裝箱使得基本類型和裝箱基本類型的差別變的模糊起來，但是并沒有完全消除。他們?cè)谡Z義上還有這微妙的區(qū)別，在性能上也有著比較明顯的差別。 下面這段程序，計(jì)算所有int正值的總和，用long，因?yàn)閕nt不夠大: // 這里用的是Long，程序運(yùn)行會(huì)非常慢，因?yàn)槌绦虼蠹s構(gòu)造了2|31個(gè)多余的Long實(shí)例 //Long sum = 0L; long sum = 0L; for(long i = 0;i < Integer.MAX_VALUE;i++) { sum += i; } 將sum的聲明從Long變?yōu)閘ong，程序運(yùn)行時(shí)間會(huì)減慢很多。結(jié)論很明顯：要優(yōu)先使用基本類型而不是裝箱基本類型，要當(dāng)心無意識(shí)的自動(dòng)裝箱。 6.不要錯(cuò)誤的認(rèn)為本條目所介紹的內(nèi)容暗示著創(chuàng)建對(duì)象的代建非常昂貴，我們 應(yīng)該盡可能避免的創(chuàng)建對(duì)象。相反，由于小對(duì)象的構(gòu)造器只做少量的顯示工作，所以小對(duì)象的創(chuàng)建和回收動(dòng)作是非常廉價(jià)的，特別是在現(xiàn)代的jvm實(shí)現(xiàn)更是如此。通過創(chuàng)建附加的對(duì)象，提升程序的清晰性，簡(jiǎn)潔行和功能性，這通常是件好事。 7.反之通過維護(hù)自己的對(duì)象池object pool來避免創(chuàng)建對(duì)象并不是一種好的做法，除非池中的對(duì)象是非常重量級(jí)的。真正正確使用對(duì)象池的典型對(duì)象示例就是數(shù)據(jù)庫連接池。建立數(shù)據(jù)庫連接的代碼是非常昂貴的，因此重用這些對(duì)象非常有意義。而且數(shù)據(jù)庫的許可可能限制你只能使用一定數(shù)量的連接。但是一般而言，維護(hù)自己的對(duì)象池必定會(huì)把代碼弄的很亂，同時(shí)增加內(nèi)存使用footprint,并且還會(huì)損害性能。現(xiàn)代的JVM實(shí)現(xiàn)具有高度優(yōu)化的垃圾回收器，其性能很容易就會(huì)超出輕量級(jí)對(duì)象池的性能。 8.與本條目對(duì)應(yīng)的是保護(hù)性拷貝defensive copying的內(nèi)容。本題目提及：當(dāng)你應(yīng)該重用現(xiàn)有對(duì)象的時(shí)候，請(qǐng)不要?jiǎng)?chuàng)建新對(duì)象。而39條則說，你應(yīng)該創(chuàng)建新對(duì)象的時(shí)候，請(qǐng)不要重用現(xiàn)有對(duì)象。注意，在提倡保護(hù)性拷貝的時(shí)候，因重用對(duì)象而付出的代碼要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于因創(chuàng)建重復(fù)對(duì)象而付出的代價(jià)。必要時(shí)如果沒能實(shí)施保護(hù)性考慮，將會(huì)導(dǎo)致潛在的錯(cuò)誤和安全漏洞，而不必要地創(chuàng)建對(duì)象則只會(huì)影響程序的風(fēng)格和性能。
部分源碼:
package com.book.chap2.privateConstructor;
/** *//**
*
*工具類
*<p>因?yàn)槭枪ぞ哳悾圆幌Ｍ粚?shí)例化，而且實(shí)例對(duì)其沒有任何意義。</p>
*<p>采用私有構(gòu)造器來防止實(shí)例化(副作用，不可被子類化)</p>
*<p>可在私有構(gòu)造器中拋出異常避免不小心在類的內(nèi)部調(diào)用構(gòu)造器</p>
*
*@author landon
*@since 1.6.0_35
*@version 1.0.0 2013-1-10
*
*/
public class UtilityClass
{
//Supress default constructor for noninstantiability
private UtilityClass()
{
throw new AssertionError();
}
}
package com.book.chap2.avoidCreateUnnecessaryObject;
/** *//**
*
*自動(dòng)裝箱問題
*
*@author landon
*@since 1.6.0_35
*@version 1.0.0 2013-1-24
*
*/
public class AutoBoxingProblem
{
public static void main(Stringargs)
{
// 這里用的是Long，程序運(yùn)行會(huì)非常慢，因?yàn)槌绦虼蠹s構(gòu)造了2|31個(gè)多余的Long實(shí)例
//Long sum = 0L;
long sum = 0L;
for(long i = 0;i < Integer.MAX_VALUE;i++)
{
sum += i;
}
System.out.println(sum);
}
}
package com.book.chap2.avoidCreateUnnecessaryObject;
import java.util.Calendar;
import java.util.Date;
import java.util.TimeZone;
/** *//**
*
* 檢查一個(gè)人是否出生于1946-1964的生育期高峰
*
* @author landon
* @since 1.6.0_35
* @version 1.0.0 2013-1-23
*
*/
public class Person
{
private final Date birthDate;
public Person(Date birth)
{
birthDate = birth;
}
/** *//**
*
* 是否出生在高峰期
* <p>
* 該方法每次調(diào)用的時(shí)候都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)Calendar，一個(gè)TimeZone和兩個(gè)Date實(shí)例，這都是不必要的
*
* @return
*/
public boolean isBabyBoomer()
{
Calendar gmtCalendar = Calendar
.getInstance(TimeZone.getTimeZone("GMT"));
// 1946
gmtCalendar.set(1946, Calendar.JANUARY, 1, 0, 0, 0);
Date boomStart = gmtCalendar.getTime();
gmtCalendar.set(1965, Calendar.JANUARY, 1, 0, 0, 0);
Date boomEnd = gmtCalendar.getTime();
return birthDate.compareTo(boomStart) >= 0
&& birthDate.compareTo(boomEnd) <= 0;
}
// 對(duì)于以上情況，采用靜態(tài)初始化器，避免上面這種效率低下的情況
private static final Date BOOM_START;
private static final Date BOOM_END;
// 靜態(tài)初始化器
static
{
Calendar gmtCalendar = Calendar
.getInstance(TimeZone.getTimeZone("GMT"));
// 1946
gmtCalendar.set(1946, Calendar.JANUARY, 1, 0, 0, 0);
BOOM_START = gmtCalendar.getTime();
gmtCalendar.set(1965, Calendar.JANUARY, 1, 0, 0, 0);
BOOM_END = gmtCalendar.getTime();
}
/** *//**
*
* 第二種方法判斷是否生在高峰期
* <p>改進(jìn)后的方法只在初始化的時(shí)候創(chuàng)建Calender，TimeZone和Date實(shí)例一次。如果該方法頻繁調(diào)用，則會(huì)顯著的提高性能。
* <p>除了提高性能之外，代碼的含義也更清晰了，BOOM_START和BOOM_END從局部變量改為final靜態(tài)域，顯然就應(yīng)該作為常 *
* 量對(duì)待。
* 從而使代碼更易于理解。
@return
*/
public boolean isBabyBoomer2()
{
return birthDate.compareTo(BOOM_START) >= 0
&& birthDate.compareTo(BOOM_END) <= 0;
}
}
posted on 2013-03-15 16:10
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