【软件开发规范篇】JAVA后端开发编程规范

作者介绍：本人笔名姑苏老陈，从事JAVA开发工作十多年了，带过大学刚毕业的实习生，也带过技术团队。最近有个朋友的表弟，马上要大学毕业了，想从事JAVA开发工作，但不知道从何处入手。于是，产生了写一个博客专栏想法，介绍当前互联网企业JAVA项目开发如何快速入门。

本文收录于《30天企业JAVA项目开发实战入门》专栏，该专栏内容以当前互联网软件企业中的项目实战为线索，介绍企业JAVA项目开发中涉及到的开发流程、技术、工具、规范要求等等。帮助想从事JAVA开发的大学生或新人，更快的、更好的入门JAVA后端开发工作。

一、前言

现在的软件项目都是团队多人合作一起开发，软件架构的复杂性也需要协同开发完成，如何高效地协同呢？

无规矩不成方圆，无规范难以协同。对软件来说，适当的规范和标准绝不是消灭代码内容的创造性、优雅性，而是限制过度个性化，以一种普遍认可的统一方式一起做事，提升协作效率，降低沟通成本。

本文介绍一下JAVA后端开发编程，可以遵循的一些技术规范。这里推荐参考阿里巴巴技术团队总结的编程规范。

二、JAVA编程规范

(一) 常量定义

1.【强制】不允许任何魔法值（即未经预先定义的常量）直接出现在代码中。

反例：
//本例中同学 A 定义了缓存的 key，然后缓存提取的同学 B 使用了 Id#taobao 来提取，少了下划线，导致故障。
String key = "Id#taobao_" + tradeId; cache.put(key, value);

2.【强制】在 long 或者Long 赋值时，数值后使用大写的 L，不能是小写的 l，小写容易跟数字混淆，造成误解。
说明：Long a = 2l; 写的是数字的 21，还是Long 型的 2。

3.【推荐】不要使用一个常量类维护所有常量，要按常量功能进行归类，分开维护。
说明：大而全的常量类，杂乱无章，使用查找功能才能定位到修改的常量，不利于理解，也不利于维护。正例：缓存相关常量放在类 CacheConsts 下；系统配置相关常量放在类 ConfigConsts 下。

4.【推荐】如果变量值仅在一个固定范围内变化用 enum 类型来定义。
说明：如果存在名称之外的延伸属性应使用 enum 类型，下面正例中的数字就是延伸信息，表示一年中的第几个季节。

正例：
public enum SeasonEnum {
SPRING(1), SUMMER(2), AUTUMN(3), WINTER(4);private int seq; SeasonEnum(int seq) {
this.seq = seq;
}
public int getSeq() {return seq;
}
}

(二) OOP 规约

1. 【强制】避免通过一个类的对象引用访问此类的静态变量或静态方法，无谓增加编译器解析成本，直接用类名来访问即可。

2. 【强制】所有的覆写方法，必须加@Override 注解。
   说明：getObject()与 get0bject()的问题。一个是字母的 O，一个是数字的 0，加@Override 可以准确判断是否覆盖成功。另外，如果在抽象类中对方法签名进行修改，其实现类会马上编译报错。

3. 【强制】相同参数类型，相同业务含义，才可以使用 Java 的可变参数，避免使用 Object。
   说明：可变参数必须放置在参数列表的最后。（提倡同学们尽量不用可变参数编程）

   正例：public List<User> listUsers(String type, Long... ids) {...}
   

4. 【强制】不能使用过时的类或方法。
   说明：java.net.URLDecoder 中的方法 decode(String encodeStr) 这个方法已经过时，应该使用双参数 decode(String source, String encode)。接口提供方既然明确是过时接口，那么有义务同时提供新的接口；作为调用方来说，有义务去考证过时方法的新实现是什么。

5. 【强制】Object 的 equals 方法容易抛空指针异常，应使用常量或确定有值的对象来调用 equals。

   正例："test".equals(object);反例：object.equals("test");
   

   说明：推荐使用 java.util.Objects#equals（JDK7 引入的工具类）。

6. 【强制】所有整型包装类对象之间值的比较，全部使用 equals 方法比较。
   说明：对于 Integer var = ? 在-128 至 127 之间的赋值，Integer 对象是在 IntegerCache.cache 产生，会复用已有对象，这个区间内的 Integer 值可以直接使用==进行判断，但是这个区间之外的所有数据，都会在堆上产生，并不会复用已有对象，这是一个大坑，推荐使用 equals 方法进行判断。

7. 【强制】任何货币金额，均以最小货币单位且整型类型来进行存储。

8. 【强制】浮点数之间的等值判断，基本数据类型不能用==来比较，包装数据类型不能用 equals
   来判断。
   说明：浮点数采用“尾数+阶码”的编码方式，类似于科学计数法的“有效数字+指数”的表示方式。二进制无法精确表示大部分的十进制小数。

   反例：float a = 1.0f - 0.9f; float b = 0.9f - 0.8f;if (a == b) {
   // 预期进入此代码快，执行其它业务逻辑
   // 但事实上 a==b 的结果为 false
   }Float x = Float.valueOf(a); Float y = Float.valueOf(b); if (x.equals(y)) {
   // 预期进入此代码快，执行其它业务逻辑
   // 但事实上 equals 的结果为 false
   }正例：
   (1)	指定一个误差范围，两个浮点数的差值在此范围之内，则认为是相等的。
   float a = 1.0f - 0.9f; float b = 0.9f - 0.8f; float diff = 1e-6f;if (Math.abs(a - b) < diff) { System.out.println("true");
   }(2)	使用 BigDecimal 来定义值，再进行浮点数的运算操作。
   BigDecimal a = new BigDecimal("1.0"); BigDecimal b = new BigDecimal("0.9"); BigDecimal c = new BigDecimal("0.8");BigDecimal x = a.subtract(b); BigDecimal y = b.subtract(c);if (x.equals(y)) { System.out.println("true");
   }
   

9. 【强制】定义数据对象 DO 类时，属性类型要与数据库字段类型相匹配。
   正例：数据库字段的 bigint 必须与类属性的 Long 类型相对应。
   反例：某个案例的数据库表 id 字段定义类型bigint unsigned，实际类对象属性为 Integer，随着 id 越来越大，超过 Integer 的表示范围而溢出成为负数。

10. 【强制】禁止使用构造方法 BigDecimal(double)的方式把 double 值转化为 BigDecimal 对象。
    说明：BigDecimal(double)存在精度损失风险，在精确计算或值比较的场景中可能会导致业务逻辑异常。

    如：BigDecimal g = new BigDecimal(0.1f); 实际的存储值为：0.10000000149正例：优先推荐入参为 String 的构造方法，或使用 BigDecimal 的 valueOf 方法，此方法内部其实执行了
    Double 的 toString，而 Double 的toString 按 double 的实际能表达的精度对尾数进行了截断。
    BigDecimal recommend1 = new BigDecimal("0.1"); BigDecimal recommend2 = BigDecimal.valueOf(0.1);
    

11. 关于基本数据类型与包装数据类型的使用标准如下：
    1）【强制】所有的 POJO 类属性必须使用包装数据类型。
    2）【强制】RPC 方法的返回值和参数必须使用包装数据类型。
    3）【推荐】所有的局部变量使用基本数据类型。
    说明：POJO 类属性没有初值是提醒使用者在需要使用时，必须自己显式地进行赋值，任何 NPE 问题，或者入库检查，都由使用者来保证。

    正例：数据库的查询结果可能是 null，因为自动拆箱，用基本数据类型接收有 NPE 风险。反例：某业务的交易报表上显示成交总额涨跌情况，即正负 x%，x 为基本数据类型，调用的 RPC 服务，调用不成功时，返回的是默认值，页面显示为 0%，这是不合理的，应该显示成中划线-。所以包装数据类型的 null 值，能够表示额外的信息，如：远程调用失败，异常退出。
    

12. 【强制】定义 DO/DTO/VO 等 POJO 类时，不要设定任何属性默认值。
    反例：POJO 类的 createTime 默认值为 new Date()，但是这个属性在数据提取时并没有置入具体值，在更新其它字段时又附带更新了此字段，导致创建时间被修改成当前时间。

13. 【强制】序列化类新增属性时，请不要修改 serialVersionUID 字段，避免反序列失败；
    说明：注意 serialVersionUID 不一致会抛出序列化运行时异常。

14. 【强制】构造方法里面禁止加入任何业务逻辑，如果有初始化逻辑，请放在 init 方法中。

15. 【强制】POJO 类必须写 toString 方法。
    说明：在方法执行抛出异常时，可以直接调用 POJO 的 toString()方法打印其属性值，便于排查问题。

16. 【强制】禁止在 POJO 类中，同时存在对应属性 xxx 的 isXxx()和 getXxx()方法。
    说明：框架在调用属性 xxx 的提取方法时，并不能确定哪个方法一定是被优先调用到，神坑之一。

17. 【推荐】使用索引访问用 String 的 split 方法得到的数组时，需做最后一个分隔符后有无内容的检查，否则会有抛 IndexOutOfBoundsException 的风险。

    说明：
    String str = "a,b,c,,";
    String[] ary = str.split(",");
    // 预期大于 3，结果是 3 System.out.println(ary.length);
    

18. 【推荐】当一个类有多个构造方法，或者多个同名方法，这些方法应该按顺序放置在一起，便于阅读，此条规则优先于下一条。

19. 【推荐】 类内方法定义的顺序依次是：公有方法或保护方法 > 私有方法 > getter / setter
    方法。
    说明：公有方法是类的调用者和维护者最关心的方法，首屏展示最好；保护方法虽然只是子类关心，也可能是“模板设计模式”下的核心方法；而私有方法外部一般不需要特别关心，是一个黑盒实现；因为承载的信息价值较低，所有 Service 和 DAO 的 getter/setter 方法放在类体最后。

20. 【推荐】循环体内，字符串的连接方式，使用 StringBuilder 的 append 方法进行扩展。
    说明：下例中，反编译出的字节码文件显示每次循环都会 new 出一个StringBuilder 对象，然后进行 append
    操作，最后通过 toString 方法返回 String 对象，造成内存资源浪费。

    反例：
    String str = "start";
    for (int i = 0; i < 100; i++) { str = str + "hello";
    }
    

21. 【推荐】慎用 Object 的 clone 方法来拷贝对象，容易导致生产事故。
    说明：对象 clone 方法默认是浅拷贝，若想实现深拷贝需覆写 clone 方法实现域对象的深度遍历式拷贝。
    浅拷贝存在的问题就是，对于原对象引用类型的属性进行修改，拷贝出来的对象也会受到影响（因为二者的引用都指向同一个对象）。

    反例：
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
    Person person = new Person();
    person.setName("Happyjava");
    person.setAge(33);
    Address address = new Address();
    address.setAddress("浙江杭州");
    person.setAddress(address);
    Person newPerson = (Person) person.clone();
    newPerson.getAddress().setAddress("广东省深圳市");
    System.out.println(person.getAddress().getAddress());
    }
    

    运行结果：广东省深圳市
    说明：通过newPerson把address设置为“广东省深圳市”，person的address也变成了"广东省深圳市"。这种情况，如果我们没有注意，是很容易造成生产事故的。通过clone方法实现深拷贝是比较麻烦的一件事情，这里推荐大家可以通过序列化、反序列化的方式实现深拷贝。

正例：
<dependency><groupId>org.apache.commons</groupId><artifactId>commons-lang3</artifactId><version>3.8.1</version>
</dependency>public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {Person person = new Person();person.setName("Happyjava");person.setAge(33);Address address = new Address();address.setAddress("浙江杭州");person.setAddress(address);// 序列化byte[] serialize = SerializationUtils.serialize(person);// 反序列化Person newPerson = SerializationUtils.deserialize(serialize);System.out.println(person == newPerson);System.out.println(person.getAddress() == newPerson.getAddress());
}

参考资料：https://blog.csdn.net/lishuoboy/article/details/101215962

23. 【推荐】类成员与方法访问控制从严：
    1）如果不允许外部直接通过 new 来创建对象，那么构造方法必须是 private。

    2）工具类不允许有 public 或 default 构造方法。
    3）类非 static 成员变量并且与子类共享，必须是 protected。

    4）类非 static 成员变量并且仅在本类使用，必须是private。

    5）类 static 成员变量如果仅在本类使用，必须是 private。
    6）若是 static 成员变量，考虑是否为 final。

    7）类成员方法只供类内部调用，必须是 private。
    8）类成员方法只对继承类公开，那么限制为 protected。
    说明：任何类、方法、参数、变量，严控访问范围。过于宽泛的访问范围，不利于模块解耦。思考：如果是一个 private 的方法，想删除就删除，可是一个 public 的 service 成员方法或成员变量，删除一下，不得手心冒点汗吗？变量像自己的小孩，尽量在自己的视线内，变量作用域太大，无限制的到处跑，那么你会担心的。

(三) 日期时间

1. 【强制】日期格式化时，传入 pattern 中表示年份统一使用小写的 y。
   说明：日期格式化时，yyyy 表示当天所在的年，而大写的 YYYY 代表是 week in which year（JDK7 之后引入的概念），意思是当天所在的周属于的年份，一周从周日开始，周六结束，只要本周跨年，返回的 YYYY就是下一年。

   正例：表示日期和时间的格式如下所示：
   new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")
   

2. 【强制】在日期格式中分清楚大写的 M 和小写的 m，大写的 H 和小写的 h 分别指代的意义。
   说明：日期格式中的这两对字母表意如下：
   1）表示月份是大写的 M；
   2）表示分钟则是小写的 m；
   3）24 小时制的是大写的H；
   4）12 小时制的则是小写的 h。

3. 【强制】获取当前毫秒数：System.currentTimeMillis(); 而不是 new Date().getTime()。 说明：使用new Date().getTime()和使用System.currentTimeMillis()都可以获取当前的毫秒数，而new Date().getTime()其实最终还是调用了System.currentTimeMillis()，那还不如直接就使用System.currentTimeMillis()，这样效率更高。

4. 【强制】不允许在程序任何地方中使用：

   1）java.sql.Date

   2）java.sql.Time

   3） java.sql.Timestamp。
   说明：第 1 个不记录时间，getHours()抛出异常；第 2 个不记录日期，getYear()抛出异常；第 3 个在构造方法 super((time/1000)*1000)，fastTime 和 nanos 分开存储秒和纳秒信息。

   反例： java.util.Date.after(Date)进行时间比较时，当入参是 java.sql.Timestamp 时，会触发 JDK BUG(JDK9 已修复)，可能导致比较时的意外结果。
   

5. 【强制】不要在程序中写死一年为 365 天，避免在公历闰年时出现日期转换错误或程序逻辑错误。

正例：
// 获取今年的天数
int daysOfThisYear = LocalDate.now().lengthOfYear();// 获取指定某年的天数
LocalDate.of(2011, 1, 1).lengthOfYear();
反例：
// 第一种情况：在闰年 366 天时，出现数组越界异常
int[] dayArray = new int[365];// 第二种情况：一年有效期的会员制，今年 1 月 26 日注册，硬编码 365 返回的却是 1 月 25 日
Calendar calendar = Calendar.getInstance(); calendar.set(2020, 1, 26);
calendar.add(Calendar.DATE, 365);

6. 【推荐】避免公历闰年 2 月问题。闰年的 2 月份有 29 天，一年后的那一天不可能是 2 月 29日。

7. 【推荐】使用枚举值来指代月份。如果使用数字，注意 Date，Calendar 等日期相关类的月份month 取值在 0-11 之间。
   说明：参考 JDK 原生注释，Month value is 0-based. e.g., 0 for January.
   正例： Calendar.JANUARY，Calendar.FEBRUARY，Calendar.MARCH 等来指代相应月份来进行传参或比较。

(四) 集合处理

1. 【强制】关于 hashCode 和 equals 的处理，遵循如下规则：
   1）只要重写 equals，就必须重写 hashCode。
   2）因为 Set 存储的是不重复的对象，依据 hashCode 和 equals 进行判断，所以 Set 存储的对象必须重写这两个方法。
   3）如果自定义对象作为 Map 的键，那么必须覆写hashCode 和 equals。
   说明：String 因为重写了 hashCode 和 equals 方法，所以我们可以愉快地使用 String 对象作为 key 来使用。

   对象比较示例参考：https://blog.csdn.net/m0_63635730/article/details/129259013

2. 【强制】判断所有集合内部的元素是否为空，使用 isEmpty()方法，而不是 size()==0 的方式。
   说明：前者的时间复杂度为 O(1)，而且可读性更好。

   正例：
   Map<String, Object> map = new HashMap<>();
   if(map.isEmpty()) {
   System.out.println("no element in this map.");
   }
   

3. 【强制】在使用 java.util.stream.Collectors 类的 toMap()方法转为 Map 集合时，一定要使用含有参数类型为 BinaryOperator，参数名为 mergeFunction 的方法，否则当出现相同 key值时会抛出 IllegalStateException 异常。
   说明：参数 mergeFunction 的作用是当出现 key 重复时，自定义对 value 的处理策略。

   正例：
   List<Pair<String, Double>> pairArrayList = new ArrayList<>(3); pairArrayList.add(new Pair<>("version", 6.19));
   pairArrayList.add(new Pair<>("version", 10.24));
   pairArrayList.add(new Pair<>("version", 13.14)); Map<String, Double> map = pairArrayList.stream().collect(
   // 生成的 map 集合中只有一个键值对：{version=13.14} Collectors.toMap(Pair::getKey, Pair::getValue, (v1, v2) -> v2));反例：
   String[] departments = new String[] {"iERP", "iERP", "EIBU"};
   // 抛出 IllegalStateException 异常
   Map<Integer, String> map = Arrays.stream(departments)
   .collect(Collectors.toMap(String::hashCode, str -> str));
   

4. 【强制】在使用 java.util.stream.Collectors 类的 toMap()方法转为 Map 集合时，一定要注意当 value 为 null 时会抛 NPE 异常。

   说明：在 java.util.HashMap 的 merge 方法里会进行如下的判断：
   if (value == null || remappingFunction == null) throw new NullPointerException();反例：
   List<Pair<String, Double>> pairArrayList = new ArrayList<>(2); pairArrayList.add(new Pair<>("version1", 4.22)); pairArrayList.add(new Pair<>("version2", null));
   Map<String, Double> map = pairArrayList.stream().collect(
   // 抛出 NullPointerException 异常
   Collectors.toMap(Pair::getKey, Pair::getValue, (v1, v2) -> v2));
   

5. 【强制】ArrayList 的 subList 结果不可强转成 ArrayList，否则会抛出 ClassCastException 异常：java.util.RandomAccessSubList cannot be cast to java.util.ArrayList。
   说明：subList 返回的是 ArrayList 的内部类 SubList，并不是 ArrayList 而是ArrayList 的一个视图，对于 SubList 子列表的所有操作最终会反映到原列表上。

6. 【强制】使用 Map 的方法 keySet()/values()/entrySet()返回集合对象时，不可以对其进行添加元素操作，否则会抛出 UnsupportedOperationException 异常。
   示例参考：https://blog.csdn.net/weixin_30697239/article/details/95208680

7. 【强制】Collections 类返回的对象，如：emptyList()/singletonList()等都是 immutable list，即不可变list，不可对其进行添加或者删除元素的操作。
   反例：如果查询无结果，返回 Collections.emptyList()空集合对象，调用方一旦进行了添加元素的操作，就会触发 UnsupportedOperationException 异常。

8. 【强制】在 subList 场景中，高度注意对父集合元素的增加或删除，均会导致子列表的遍历、增加、删除产生 ConcurrentModificationException 异常。

9. 【强制】使用集合转数组的方法，必须使用集合的 toArray(T[] array)，传入的是类型完全一致、长度为 0 的空数组。
   反例：直接使用 toArray 无参方法存在问题，此方法返回值只能是 Object[]类，若强转其它类型数组将出现 ClassCastException 错误。

   正例：
   List<String> list = new ArrayList<>(2); list.add("guan");
   list.add("bao");
   String[] array = list.toArray(new String[0]);
   

   说明：使用 toArray 带参方法，数组空间大小的 length，
   1） 等于 0，动态创建与 size 相同的数组，性能最好。
   2） 大于 0 但小于 size，重新创建大小等于 size 的数组，增加 GC 负担。
   3） 等于 size，在高并发情况下，数组创建完成之后，size 正在变大的情况下，负面影响与 2 相同。
   4） 大于 size，空间浪费，且在 size 处插入null 值，存在 NPE 隐患。

10. 【强制】在使用 Collection 接口任何实现类的 addAll()方法时，都要对输入的集合参数进行 NPE 判断。
    说明：在 ArrayList#addAll 方法的第一行代码即 Object[] a = c.toArray(); 其中 c 为输入集合参数，如果为 null，则直接抛出异常。

11. 【强制】使用工具类 Arrays.asList()把数组转换成集合时，不能使用其修改集合相关的方法，它的 add/remove/clear 方法会抛出 UnsupportedOperationException 异常。
    说明：asList 的返回对象是一个 Arrays 内部类，并没有实现集合的修改方法。Arrays.asList 体现的是适配器模式，只是转换接口，后台的数据仍是数组。
    String[] str = new String[] { “yang”, “hao” }; List list = Arrays.asList(str);
    第一种情况：list.add(“yangguanbao”); 运行时异常。
    第二种情况：str[0] = “changed”; 也会随之修改，反之亦然。

​ 示例参考：https://blog.csdn.net/u011357091/article/details/115426861

12. 【强制】泛型通配符<? extends T>来接收返回的数据，此写法的泛型集合不能使用 add 方法，而<? super T>不能使用 get 方法，两者在接口调用赋值的场景中容易出错。
    说明：扩展说一下 PECS(Producer Extends Consumer Super)类型通配符限定原则：第一、频繁往外读取内容的，适合用<? extends T>。第二、经常往里插入的，适合用<? super T>
    示例参考：https://blog.csdn.net/HongZeng_CSDN/article/details/129979503

13. 【强制】在无泛型限制定义的集合赋值给泛型限制的集合时，在使用集合元素时，需要进行
    instanceof 判断，判断一个对象是否属于某个类或者其子类的实例，避免抛出 ClassCastException 异常。
    说明：毕竟泛型是在 JDK5 后才出现，考虑到向前兼容，编译器是允许非泛型集合与泛型集合互相赋值。

    反例：
    List<String> generics = null;
    List notGenerics = new ArrayList(10); notGenerics.add(new Object()); notGenerics.add(new Integer(1)); generics = notGenerics;
    // 此处抛出 ClassCastException 异常
    String string = generics.get(0);
    

14. 【强制】不要在 foreach 循环里进行元素的 remove/add 操作。remove 元素请使用 Iterator
    方式，如果并发操作，需要对 Iterator 对象加锁。

    正例：
    List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("1");
    list.add("2");
    Iterator<String> iterator = list.iterator(); while (iterator.hasNext()) {
    String item = iterator.next(); if (删除元素的条件) {
    iterator.remove();
    }
    }反例：
    for (String item : list) {
    if ("1".equals(item)) { list.remove(item);
    }
    }
    

    说明：以上代码的执行结果肯定会出乎大家的意料，那么试一下把“1”换成“2”，会是同样的结果吗？
    示例参考：https://blog.csdn.net/wangjun5159/article/details/61415358

15. 【强制】在 JDK7 版本及以上，Comparator 实现类要满足如下三个条件，不然 Arrays.sort， Collections.sort 会抛 IllegalArgumentException 异常。
    说明：三个条件如下
    1） x，y 的比较结果和 y，x 的比较结果相反。
    2） x>y，y>z，则 x>z。
    3） x=y，则 x，z 比较结果和 y，z 比较结果相同。

    正例：
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collections;
    import java.util.Comparator;
    import java.util.List;public class Main {public static void main(String[] args) {List<Integer> numbers = new ArrayList<>();numbers.add(5);numbers.add(2);numbers.add(10);numbers.add(1);// 使用自定义比较器进行排序Collections.sort(numbers, new Comparator<Integer>() {@Overridepublic int compare(Integer a, Integer b) {return b - a;}});System.out.println(numbers);}
    }反例：下例中没有处理相等的情况，交换两个对象判断结果并不互反，不符合第一个条件，在实际使用中可能会出现异常。
    new Comparator<Student>() { @Override
    public int compare(Student o1, Student o2) { return o1.getId() > o2.getId() ? 1 : -1;
    }
    };
    

16. 【推荐】集合泛型定义时，在 JDK7 及以上，使用 diamond 语法或全省略。
    说明：菱形泛型，即 diamond，直接使用<>来指代前边已经指定的类型。

    正例：
    // diamond 方式，即<>
    HashMap<String, String> userCache = new HashMap<>(16);
    // 全省略方式
    ArrayList<User> users = new ArrayList(10);
    

17. 【推荐】集合初始化时，指定集合初始值大小。
    说明：HashMap 使用 HashMap(int initialCapacity) 初始化，如果暂时无法确定集合大小，那么指定默认值（16）即可。

    正例：initialCapacity = (需要存储的元素个数 / 负载因子) + 1。注意负载因子（即 loader factor）默认为 0.75，如果暂时无法确定初始值大小，请设置为 16（即默认值）。反例：HashMap 需要放置 1024 个元素，由于没有设置容量初始大小，随着元素不断增加，容量 7 次被迫扩大，resize 需要重建 hash 表。当放置的集合元素个数达千万级别时，不断扩容会严重影响性能。
    

18. 【推荐】使用 entrySet 遍历 Map 类集合 KV，而不是 keySet 方式进行遍历。
    说明：keySet 其实是遍历了 2 次，一次是转为 Iterator 对象，另一次是从 hashMap 中取出 key 所对应的 value。而 entrySet 只是遍历了一次就把 key 和 value 都放到了 entry 中，效率更高。如果是 JDK8，使用 Map.forEach 方法。
    正例：values()返回的是 V 值集合，是一个 list 集合对象；keySet()返回的是K 值集合，是一个 Set 集合对象；entrySet()返回的是 K-V 值组合集合。

19. 【推荐】高度注意 Map 类集合 K/V 能不能存储null 值的情况，如下表格：

    集合类	Key	Value	Super	说明
    Hashtable	不允许为 null	不允许为 null	Dictionary	线程安全
    ConcurrentHashMap	不允许为 null	不允许为 null	AbstractMap	锁分段技术（JDK8:CAS）
    TreeMap	不允许为 null	允许为 null	AbstractMap	线程不安全
    HashMap	允许为 null	允许为 null	AbstractMap	线程不安全

    反例：由于 HashMap 的干扰，很多人认为 ConcurrentHashMap 是可以置入 null 值，而事实上，存储
    null 值时会抛出 NPE 异常。

(五) 并发处理

1. 【强制】获取单例对象需要保证线程安全，其中的方法也要保证线程安全。
   说明：资源驱动类、工具类、单例工厂类都需要注意。

2. 【强制】创建线程或线程池时请指定有意义的线程名称，方便出错时回溯。

   正例：自定义线程工厂，并且根据外部特征进行分组，比如，来自同一机房的调用，把机房编号赋值给whatFeaturOfGrouppublic class UserThreadFactory implements ThreadFactory { private final String namePrefix;private final AtomicInteger nextId = new AtomicInteger(1);// 定义线程组名称，在 jstack 问题排查时，非常有帮助
   UserThreadFactory(String whatFeaturOfGroup) {
   namePrefix = "From UserThreadFactory's " + whatFeaturOfGroup + "-Worker-";
   }@Override
   public Thread newThread(Runnable task) {
   String name = namePrefix + nextId.getAndIncrement(); Thread thread = new Thread(null, task, name, 0, false); System.out.println(thread.getName());
   return thread;
   }
   }
   

3. 【强制】线程资源必须通过线程池提供，不允许在应用中自行显式创建线程。
   说明：线程池的好处是减少在创建和销毁线程上所消耗的时间以及系统资源的开销，解决资源不足的问题。如果不使用线程池，有可能造成系统创建大量同类线程而导致消耗完内存或者“过度切换”的问题。

4. 【强制】线程池不允许使用 Executors 去创建，而是通过 ThreadPoolExecutor 的方式，这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险。
   说明：Executors 返回的线程池对象的弊端如下：
   1） FixedThreadPool 和 SingleThreadPool：
   允许的请求队列长度为 Integer.MAX_VALUE，可能会堆积大量的请求，从而导致 OOM。

   2） CachedThreadPool：
   允许的创建线程数量为 Integer.MAX_VALUE，可能会创建大量的线程，从而导致 OOM。

5. 【强制】SimpleDateFormat 是线程不安全的类，一般不要定义为 static 变量，如果定义为 static，必须加锁，或者使用 DateUtils 工具类。

   正例：注意线程安全，使用 DateUtils。亦推荐如下处理：
   private static final ThreadLocal<DateFormat> df = new ThreadLocal<DateFormat>() { @Override
   protected DateFormat initialValue() {
   return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
   }
   };
   

   说明：如果是 JDK8 的应用，可以使用 Instant 代替 Date，LocalDateTime 代替 Calendar， DateTimeFormatter 代替 SimpleDateFormat，官方给出的解释：simple beautiful strong immutable thread-safe。

6. 【强制】必须回收自定义的 ThreadLocal 变量，尤其在线程池场景下，线程经常会被复用，如果不清理自定义的 ThreadLocal 变量，可能会影响后续业务逻辑和造成内存泄露等问题。尽量在代理中使用 try-finally 块进行回收。

   正例：
   objectThreadLocal.set(userInfo); try {
   // ...
   } finally {
   objectThreadLocal.remove();
   }
   

7. 【强制】高并发时，同步调用应该去考量锁的性能损耗。能用无锁数据结构，就不要用锁；能锁区块，就不要锁整个方法体；能用对象锁，就不要用类锁。
   说明：尽可能使加锁的代码块工作量尽可能的小，避免在锁代码块中调用 RPC 方法。

8. 【强制】对多个资源、数据库表、对象同时加锁时，需要保持一致的加锁顺序，否则可能会造成死锁。
   说明：线程一需要对表 A、B、C 依次全部加锁后才可以进行更新操作，那么线程二的加锁顺序也必须是 A、 B、C，否则可能出现死锁。

9. 【强制】在使用阻塞等待获取锁的方式中，必须在 try 代码块之外，并且在加锁方法与 try 代码块之间没有任何可能抛出异常的方法调用，避免加锁成功后，在 finally 中无法解锁。
   说明一：如果在 lock 方法与 try 代码块之间的方法调用抛出异常，那么无法解锁，造成其它线程无法成功获取锁。
   说明二：如果 lock 方法在try 代码块之内，可能由于其它方法抛出异常，导致在 finally 代码块中，unlock对未加锁的对象解锁，它会调用 AQS 的tryRelease 方法（取决于具体实现类），抛出 IllegalMonitorStateException 异常。
   说明三：在 Lock 对象的 lock 方法实现中可能抛出 unchecked 异常，产生的后果与说明二相同。

   正例：Lock lock = new XxxLock();// ...lock.lock(); try {doSomething(); doOthers();} finally {lock.unlock();}反例：Lock lock = new XxxLock();// ...try {// 如果此处抛出异常，则直接执行 finally 代码块
   doSomething();
   // 无论加锁是否成功，finally 代码块都会执行
   lock.lock(); doOthers();} finally {
   lock.unlock();
   }
   

10. 【强制】在使用尝试机制来获取锁的方式中，进入业务代码块之前，必须先判断当前线程是否持有锁。锁的释放规则与锁的阻塞等待方式相同。
    说明：Lock 对象的unlock 方法在执行时，它会调用 AQS 的 tryRelease 方法（取决于具体实现类），如果当前线程不持有锁，则抛出 IllegalMonitorStateException 异常。

    正例：
    Lock lock = new XxxLock();
    // ...
    boolean isLocked = lock.tryLock(); if (isLocked) {
    try {
    doSomething(); doOthers();
    } finally {
    lock.unlock();
    }
    }
    

11. 【强制】并发修改同一记录时，避免更新丢失，需要加锁。要么在应用层加锁，要么在缓存加锁，要么在数据库层使用乐观锁，使用 version 作为更新依据。
    说明：如果每次访问冲突概率小于 20%，推荐使用乐观锁，否则使用悲观锁。乐观锁的重试次数不得小于 3 次。

12. 【强制】多线程并行处理定时任务时，Timer 运行多个 TimeTask 时，只要其中之一没有捕获抛出的异常，其它任务便会自动终止运行，使用 ScheduledExecutorService 则没有这个问题。

13. 【推荐】资金相关的金融敏感信息，使用悲观锁策略。
    说明：乐观锁在获得锁的同时已经完成了更新操作，校验逻辑容易出现漏洞，另外，乐观锁对冲突的解决策略有较复杂的要求，处理不当容易造成系统压力或数据异常，所以资金相关的金融敏感信息不建议使用乐观锁更新。
    正例：悲观锁遵循一锁二判三更新四释放的原则

14. 【推荐】使用 CountDownLatch 进行异步转同步操作，每个线程退出前必须调用 countDown 方法，线程执行代码注意 catch 异常，确保 countDown 方法被执行到，避免主线程无法执行至 await 方法，直到超时才返回结果。
    说明：注意，子线程抛出异常堆栈，不能在主线程 try-catch 到。

15. 【推荐】避免 Random 实例被多线程使用，虽然共享该实例是线程安全的，但会因竞争同一 seed
    导致的性能下降。
    说明：Random 实例包括 java.util.Random 的实例或者 Math.random()的方式。
    正例：在 JDK7 之后，可以直接使用 API ThreadLocalRandom，而在 JDK7 之前，需要编码保证每个线程持有一个单独的 Random 实例。

16. 【推荐】通过双重检查锁（double-checked locking）（在并发场景下）实现延迟初始化的优化问题隐患(可参考 The “Double-Checked Locking is Broken” Declaration)，推荐解决方案中较为简单一种（适用于 JDK5 及以上版本），将目标属性声明为 volatile 型（比如修改 helper 的属性声明为private volatile Helper helper = null;）。

    反例：public class LazyInitDemo { private Helper helper = null;public Helper getHelper() { if (helper == null) {
    synchronized (this) {
    if (helper == null) { helper = new Helper(); }
    }
    }
    return helper;
    }
    // other methods and fields...
    }
    

17. 【参考】volatile 解决多线程内存不可见问题。对于一写多读，是可以解决变量同步问题，但是如果多写，同样无法解决线程安全问题。
    说明：如果是 count++操作，使用如下类实现：AtomicInteger count = new AtomicInteger(); count.addAndGet(1); 如果是JDK8，推荐使用LongAdder 对象，比 AtomicLong 性能更好（减少乐观锁的重试次数）。

18. 【参考】HashMap 在容量不够进行 resize 时由于高并发可能出现死链，导致 CPU 飙升，在开发过程中注意规避此风险。

19. 【参考】ThreadLocal 对象使用 static 修饰，ThreadLocal 无法解决共享对象的更新问题。 说明：这个变量是针对一个线程内所有操作共享的，所以设置为静态变量，所有此类实例共享此静态变量，也就是说在类第一次被使用时装载，只分配一块存储空间，所有此类的对象(只要是这个线程内定义的)都可以操控这个变量。

(六) 控制语句

1. 【强制】在一个 switch 块内，每个 case 要么通过 continue/break/return 等来终止，要么注释说明程序将继续执行到哪一个 case 为止；在一个 switch 块内，都必须包含一个 default语句并且放在最后，即使它什么代码也没有。
   说明：注意 break 是退出 switch 语句块，而 return 是退出方法体。

2. 【强制】当 switch 括号内的变量类型为 String 并且此变量为外部参数时，必须先进行 null
   判断。

   反例：如下的代码输出是什么？public class SwitchString {public static void main(String[] args) { method(null);}public static void method(String param) { switch (param) {
   // 肯定不是进入这里
   case "sth":
   System.out.println("it's sth"); break;
   // 也不是进入这里
   case "null":
   System.out.println("it's null"); break;
   // 也不是进入这里
   default:
   System.out.println("default");
   }
   }
   }
   

3. 【强制】在 if/else/for/while/do 语句中必须使用大括号。
   说明：即使只有一行代码，禁止不采用大括号的编码方式：if (condition) statements;

4. 【强制】三目运算符 condition? 表达式 1 : 表达式 2 中，高度注意表达式 1 和 2 在类型对齐时，可能抛出因自动拆箱导致的 NPE 异常。
   说明：以下两种场景会触发类型对齐的拆箱操作：
   1） 表达式 1 或表达式 2 的值只要有一个是原始类型。
   2） 表达式 1 或表达式 2 的值的类型不一致，会强制拆箱升级成表示范围更大的那个类型。

   反例：
   Integer a = 1; Integer b = 2; Integer c = null; Boolean flag = false;
   // a*b 的结果是 int 类型，那么 c 会强制拆箱成 int 类型，抛出 NPE 异常
   Integer result=(flag? a*b : c);
   

   参考资料：https://blog.csdn.net/qq_51365907/article/details/129824600

5. 【强制】在高并发场景中，避免使用”等于”判断作为中断或退出的条件。
   说明：如果并发控制没有处理好，容易产生等值判断被“击穿”的情况，使用大于或小于的区间判断条件来代替。

   反例：判断剩余奖品数量等于 0 时，终止发放奖品，但因为并发处理错误导致奖品数量瞬间变成了负数，这样的话，活动无法终止。

6. 【推荐】当某个方法的代码行数超过 10 行时，return / throw 等中断逻辑的右大括号后加一个空行。
   说明：这样做逻辑清晰，有利于代码阅读时重点关注。

7. 【推荐】表达异常的分支时，少用 if-else 方式，这种方式可以改写成：

   if (condition) {...return obj;}// 接着写 else 的业务逻辑代码;说明：如果非使用 if()...else if()...else...方式表达逻辑，避免后续代码维护困难，请勿超过 3 层。正例：超过 3 层的 if-else 的逻辑判断代码可以使用卫语句、策略模式、状态模式等来实现，其中卫语句示例如下：public void findBoyfriend (Man man){ if (man.isUgly()) {System.out.println("本姑娘是外貌协会的资深会员"); return;}if (man.isPoor()) {System.out.println("贫贱夫妻百事哀"); return;}if (man.isBadTemper()) {System.out.println("银河有多远，你就给我滚多远"); return;}System.out.println("可以先交往一段时间看看");
   }
   

   参考资料：https://blog.csdn.net/Holon_/article/details/120556167

8. 【推荐】除常用方法（如 getXxx/isXxx）等外，不要在条件判断中执行其它复杂的语句，将复杂逻辑判断的结果赋值给一个有意义的布尔变量名，以提高可读性。
   说明：很多 if 语句内的逻辑表达式相当复杂，与、或、取反混合运算，甚至各种方法纵深调用，理解成本非常高。如果赋值一个非常好理解的布尔变量名字，则是件令人爽心悦目的事情。

   正例：
   // 伪代码如下
   final boolean existed = (file.open(fileName, "w") != null) && (...) || (...); if (existed) {
   ...
   }反例：
   public final void acquire ( long arg){ if (!tryAcquire(arg) &&
   acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) { selfInterrupt();
   }
   

9. 【推荐】不要在其它表达式（尤其是条件表达式）中，插入赋值语句。
   说明：赋值点类似于人体的穴位，对于代码的理解至关重要，所以赋值语句需要清晰地单独成为一行。

   反例：
   public Lock getLock(boolean fair) {
   // 算术表达式中出现赋值操作，容易忽略 count 值已经被改变
   threshold = (count = Integer.MAX_VALUE) - 1;
   // 条件表达式中出现赋值操作，容易误认为是 sync==fair return (sync = fair) ? new FairSync() : new NonfairSync();
   }
   

10. 【推荐】循环体中的语句要考量性能，以下操作尽量移至循环体外处理，如定义对象、变量、获取数据库连接，进行不必要的 try-catch 操作（这个 try-catch 是否可以移至循环体外）。

11. 【推荐】避免采用取反逻辑运算符。
    说明：取反逻辑不利于快速理解，并且取反逻辑写法必然存在对应的正向逻辑写法。正例：使用 if (x < 628) 来表达 x 小于 628。
    反例：使用 if (!(x >= 628)) 来表达 x 小于 628。

12. 【推荐】接口入参保护，这种场景常见的是用作批量操作的接口。
    反例：某业务系统，提供一个用户批量查询的接口，API 文档上有说最多查多少个，但接口实现上没做任何保护，导致调用方传了一个 1000 的用户 id 数组过来后，查询信息后，内存爆了。

13. 【参考】下列情形，需要进行参数校验：
    1）调用频次低的方法。
    2）执行时间开销很大的方法。此情形中，参数校验时间几乎可以忽略不计，但如果因为参数错误导致中间执行回退，或者错误，那得不偿失。
    3）需要极高稳定性和可用性的方法。
    4）对外提供的开放接口，不管是 RPC/API/HTTP 接口。
    5）敏感权限入口。

14. 【参考】下列情形，不需要进行参数校验：
    1）极有可能被循环调用的方法。但在方法说明里必须注明外部参数检查。
    2）底层调用频度比较高的方法。毕竟是像纯净水过滤的最后一道，参数错误不太可能到底层才会暴露问题。一般 DAO 层与 Service 层都在同一个应用中，部署在同一台服务器中，所以 DAO 的参数校验，可以省略。
    3）被声明成 private 只会被自己代码所调用的方法，如果能够确定调用方法的代码传入参数已经做过检查或者肯定不会有问题，此时可以不校验参数。

(七) 其它

1. 【强制】在使用正则表达式时，利用好其预编译功能，可以有效加快正则匹配速度。
   说明：不要在方法体内定义：Pattern pattern = Pattern.compile(“规则”);

2. 【强制】避免用 Apache Beanutils 进行属性的 copy。
   说明：Apache BeanUtils 性能较差，可以使用其他方案比如 Spring BeanUtils, Cglib BeanCopier，注意均是浅拷贝。

3. 【强制】velocity 调用 POJO 类的属性时，直接使用属性名取值即可，模板引擎会自动按规范调用 POJO 的 getXxx()，如果是 boolean 基本数据类型变量（boolean 命名不需要加 is 前缀），会自动调用 isXxx()方法。
   说明：注意如果是 Boolean 包装类对象，优先调用 getXxx()的方法。

4. 【强制】后台输送给页面的变量必须加$!var——中间的感叹号。说明：如果var等于null或者不存在，那么${var}会直接显示在页面上。

5. 【强制】注意 Math.random() 这个方法返回是 double 类型，注意取值的范围 0≤x<1（能够取到零值，注意除零异常），如果想获取整数类型的随机数，不要将 x 放大 10 的若干倍然后取整，直接使用 Random 对象的 nextInt 或者 nextLong 方法。

6. 【推荐】不要在视图模板中加入任何复杂的逻辑。
   说明：根据 MVC 理论，视图的职责是展示，不要抢模型和控制器的活。

7. 【推荐】任何数据结构的构造或初始化，都应指定大小，避免数据结构无限增长吃光内存。

8. 【推荐】及时清理不再使用的代码段或配置信息。
   说明：对于垃圾代码或过时配置，坚决清理干净，避免程序过度臃肿，代码冗余。

   正例：对于暂时被注释掉，后续可能恢复使用的代码片断，在注释代码上方，统一规定使用三个斜杠(///)来说明注释掉代码的理由。如：
   public static void hello() {
   /// 业务方通知活动暂停
   // Business business = new Business();
   // business.active(); System.out.println("it's finished");
   }
   

四、总结

以上介绍了软件项目开发中，JAVA编程可以遵循的一些技术规范。

本文主要参考了阿里巴巴技术团队2020年4月22日发布的《JAVA开发手册》。该手册是阿里巴巴集团技术团队的集体智慧结晶和经验总结，是阿里巴巴技术团队经历了多次大规模一 线实战的检验，通过不断完善，公开到业界后，众多社区开发者踊跃参与，共同打磨完善，系统化地整理成册的。

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