Effective Java (3rd Editin) 读书笔记：1 创建和销毁对象

1 创建和销毁对象

Item 1：考虑用静态工厂方法取代构造器

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

静态工厂方法的优点：

有名字，因此可以直接看出来它的用法，如 Boolean.valueOf(bool)
不要每次创建新对象
可以返回方法返回类型的子类
可以根据输入参数，返回不同的类型，比如 EnumSet.of(...) 方法，根据元素长度，返回 RegularEnumSet 或者 JumboEnumSet
方法返回对象的类，在写此方法时，可以不存在。典型的例子是，JDBC

静态工厂方法的缺点：

只提供静态工厂方法的类，如果没有 public 或 protected 的构造器，不能有子类
由于静态工厂方法在 API 文档中没有被特别标注（像构造器那样），程序员难以找到它们

Item 2：当构造参数很多时，考虑使用 builder

当构造时的参数不超过 3 个时，通常使用 Telescoping constructor pattern 或者 JavaBean Pattern。

// Telescoping constructor pattern
public HashMap();
public HashMap(int initialCapacity)
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)

Telescoping constructor pattern 的缺点是，当参数多于 3 个时，难以书写和阅读。

// JavaBean Pattern
public class User {
    private String name;
    private String password;
    
    public void setName(String name);
    public void setPassword(String password);
}

JavaBean Pattern 的缺点是无法实现类的 immutable，因为每个使用对象的客户都可以用 set 方法修改对象的属性。

当构造器或者静态工厂方法含有超过（或者将来可能超过） 3 个的参数时，推荐使用 buider。

// 支持类继承拓展的 builder pattern
public abstract class Pizza {
    public enum Topping {HAM, MUSHROOM, ONION, PEPPER, SAUSAGE}
    final Set<Topping> toppings;
    
    abstract static class Builder<T extends Builder<T>> {
        EnumSet<Topping> toppings = EnumSet.noneOf(Topping.class);
        public T addTopping(Topping topping) {
            topping.add(Objects.requireNonNull(topping));
            return self();
        }
        
        abstract Pizza build();
        
        // Subclasses must override this method to return "this"
        protected abstract T self();
    }
    
    Pizza(Builder<?> builder) {
        toppings = builder.toppings.clone();
    }
}

Item 3：使用私有构造器或者枚举类型来加强单例属性

// public final 字段的单例
public class Elvis {
    public static final Elvis INSTANCE = new Elvis();
    private Elvis() {...}
    
    public void leaveTheBuilding() {...}
}

public final 字段实现单例的优点是：

显然是个单例模式
简单

// 静态工厂的单例
public class Elvis {
    private static final Elvis INSTANCE = new Elvis();
    private Elvis() {...}
    public static Elvis getInstance() { return INSTANCE; }
    
    public void leaveTheBuilding() {...}
}

静态工厂实现单例的优点：

灵活性，比如每个线程一个单例
可以实现泛型单例工厂
方法的引用可以作为 supplier，如 Elvis::instance 是一个 Supplier<Elvis>

// 枚举实现的单例 -- 推荐方式
public enum Elvis {
    INSTANCE;
    
    public void leaveTheBuilding() {...}
}

枚举类型实现单例可以保证绝对的安全：

保证单例，即使是面对复杂的序列化或反射攻击（前两个方法做不到）
免费提供序列化机制

Item 4：使用私有构造器来加强不可实例化

抽象类不能保证不可实例化性（noninstantiability），其子类可以实例化，而且它会误导使用者认为此类被设计用来继承。

可行的方案是私有化构造器：

// Noninstantiable utility class
public class UtilityClass {
    // Suppress default constructor for noninstantiability
    private UtilityClass() {
        throw new AssertionErrot(); // 防止反射实例化
    }
    ...
}

Item 5：使用依赖注入取代硬编码的依赖实例化

硬编码的依赖实例化是意译，原文是 hardwiring resources。

// 静态工具模式（不建议，不灵活且不可测试）
public class SpellChecker {
    private static final Lexicon dictionary = ...;
    
    private SpellChecker() {} // Noninstantiable
    
    public static boolean isValid(String word) {...}
    public static List<String> suggestions(String typo) {...}
}

// 单例模式（不建议，不灵活且不可测试）
public class SpellChecker {
    private final Lexicon dictionary = ...;
    
    private SpellChecker() {}
    public static INSTANCE = new SpellChecker(...);
    
    public static boolean isValid(String word) {...}
    public static List<String> suggestions(String typo) {...}
}

在实现一个类时，如果它依赖了其他资源且该资源的类型会影响此类，那么不要使用单例模式或者静态工具模式，也不要让它硬编码创建依赖实例。推荐的做法是，将依赖对象或依赖对象的工厂作为参数，传递给构造器、静态工厂方法或 builder，这就是依赖注入，它大大增强了类的灵活性、复用性和可测试性。

// 依赖注入，具备了灵活性和可测试性
public class SpellChecker {
    private final Lexicon dictionary;
    
    private SpellChecker(Lexicon dictionary) {
        this.dictionary = dictionary;
    }
    
    public static boolean isValid(String word) {...}
    public static List<String> suggestions(String typo) {...}
}

对于大项目，通常包含成千上万的依赖，使用依赖注入会使得项目复杂化，但是可以通过使用优秀的依赖注入框架来解决这个问题，比如 Dagger、Guice 或 Sping。

Item 6：避免创建不必要的对象

创建了不必要的对象的例子：

String s = new String("bikini"); 中创建了两次 String 对象。
String.matches(...) 方法中，新建了 Pattern 对象来匹配，如果多次调用此方法，会多次创建 Pattern 对象。
Long sum = 0L; sum += 1; 原始类型的自动装箱也会创建不必要的对象，因此尽量使用原始类型替代其包装类。

但是，有些时候应该创建重复对象（Item 50）。因为没有做好必要的防御性拷贝可能带来可怕的 bugs 和安全漏洞，而创建了不必要的对象仅仅会影响代码风格和性能。

Item 7：消除过时的对象引用

// ArrayList
public E remove(int index) {
    rangeCheck(index);

    modCount++;
    E oldValue = elementData(index);

    int numMoved = size - index - 1;
    if (numMoved > 0)
        System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                         numMoved);
    elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work

    return oldValue;
}

内存泄漏的来源：

如 ArrayList 中用到的对象数组，对于这类自己管理内存的类，程序员要对内存泄漏保持警惕
缓存。常常使用 LinkedHashMap 在内存紧张时回收最近没有访问的对象
监听器和回调。可以使用 WeakHashMap 保存 callback 的弱引用

Item 8：不要使用 finalizer 和 cleaner

filnalizer 的行为不可预测，危险，通常都不需要。cleaner 不如 finalizer 那么危险，但是仍然不可预测，缓慢，通常也不需要。最好的建议就是不要使用它们。

Item 9：用 try-with-resources 取代 try-finally

try-with-resources 语句块简洁又周到，是 Java 7 以来最优的关闭资源的方式，能使用它的场合就使用它，否则再考虑 try-finally。

举个例子：

	BufferedReader br = new BufferdReader(new FileReader(path));
	try {
        return br.readLine();
	} finally {
        if (c != null) {
            c.close();
        }
    }

如果物理设备出现故障无法访问，readLine() 会抛出异常，在 finally 代码块中 close() 也会抛出异常，第二个异常会泯灭第一个异常，使得用户看不到自己真正关注的异常。

try (BufferedReader br = new BufferdReader(new FileReader(path))) {
    return br.readLine();
}

使用 try-with-resources 代码块后，两个异常都会保留，且 close() （隐式自动关闭）的异常隐含在 readLine() 的异常中，因此保留了使用者真正关心的异常，同时被隐含的异常并没有被丢弃，可以在 stack trace print 中看到，还可以用 getSuppressed() 方法获取到 Throwable 对象。