Effective Java tmprogramming Language GuideJ o s h u a b lo c h
 Скачать 1.05 Mb.
|
|
Effective Java TM Programming Language Guide J o s h u a B lo c h ADDISON- WESLEY Благодарности bя благодарю Патрика Чана (Patrick Chan) зато, что он посоветовал мне написать эту книгу и подбросил идею Лайзе Френдли (Lisa Friendly), главному редактору серии, а также Тима Линдхолма (Tim Lindholm), технического редактора серии, и Майка Хендриксона (Mike Hendrickson), исполнительного редактора издательства Addison- Wesley Professional. Спасибо Лайзе, Тиму и Майку за их поддержку при реализации проекта, за сверхчеловеческое терпение и несгибаемую веру в то, что когда-нибудь я напишу эту книгу. Я благодарю Джеймса Гослинга (James Gosling) и его незаурядную команду" зато, что они предоставили мне нечто значительное, о чем можно написать, а также многих разработчиков платформы Java, последователей ДжеЙмса. В особенности я благодарен моим коллегам по работе в компании Sun из Java Platform Т and Libraries Group за понимание, одобрение и поддержку. В эту группу входят Эндрю Беннетт (Andrew Benriett), Джо Дарси Оое Darcy), Нил Гафтер (Neal Gafter), Айрис Гарсиа (Iris Garcia), Константин Кладко (Konstantin К, Йена Литтл (Ian Little), Майк Маклоски (Mike McCloskey) и Марк Рейнхольд (Mark Reinhold). Среди бывших членов группы Дзенгуа Ли (Zhenghua Li), Билл Мэддокс (Bill Maddox) и Нейвин Санджива (Naveen Sanjeeva). Выражаю благодарность моему руководителю Эндрю Беннетту (Andrew Bennett) и директору Ларри Абрахамсу (Larry Abrahams) за полную и страстную поддержку этого проекта. Спасибо Ричу Грину (Rich Green), вице-президенту компании Java Software, за создание условий, при которых разработчики имеют возможность творить и публиковать свои труды. Мне чрезвычайно повезло с самой лучшей, какую только можно вообразить, группой рецензентов, и я выражаю мои самые искренние благодарности каждому из них Эндрю Беннетту (Andrew Bennett), Синди Блох (Cindy В, Дэну Блох (Dan В, Бет Ботос (Beth Bottos), Джо Баубиеру Оое Bowbeer), Джиладу Браче (Gilad Bracha), Мэри Кампьон (Mary Campione), Джо Дарси Оое Darcy), Дэвиду Экхардту (David Eckhardt), Джо Фьалли Оое Fialli), Лайзе Френдли (Lisa Friendly), Джеймсу Гослингу (James Gosling), Питеру Хаггеру (Peter Haggar), Брайену КеРl:lигану (Brian Kernighan), Константину Кладко (Konstantin К, Дагу Ли (Doug Lea), Дзенгуа Ли (Zhenghua Li), Тиму Линдхолму (Tim Lindholm), Майку Маклоски (Mike McCloskey), Тиму Пейерлсу (Tim Peierls), Марку Рейнхолду (Mark Reinhold), Кену Расселу (Ken Russell), Биллу Шэннону (ВШ· Shannon), Питеру Стауту (Peter Stout), Филу Уодлеру (Phil Wadler), Давиду Холмсу (David Holmes) и двум анонимным рецензентам. Они внесли множество предложений, которые позволили существенно улучшить книгу и избавили меня от многих затруднений. Все оставшиеся недочеты полностью лежат на моей совести. Многие мои коллеги, работающие в компании Sun и вне ее, участвовали в технических дискуссиях, которые улучшили качество этой книги. Среди прочих Бен Гомес (Ben Gomes), Стефен Грерап (Steffen Grarup), Питер Кесслер (Peter Kessler), Ричард Рода (Richard Roda), Джон Роуз (John Rose) и Дэвид Стаутэмайер (David Stoutamire). Особая благодарность Дагу Ли (Doug Lea), озвучившему многие идеи этой книги. Даг неизменно щедро делился своим временем и знаниями. Я благодарен Джули Дайникола (Julie Dinicola), Джекки Дусетт (Jacqui Doucette), Майку Хендриксону (Mike Hendrickson), Хизер Ольщик (Heather Olszyk), Трейси Расс (Tracy Russ) и всем сотрудникам Addison- Wesley за их поддержку и Профессионализм. Даже будучи занятыми до предела, они всегда были дружелюбны и учтивы. Я благодарю Гая Стила (Сиу Steele), написавшего предисловие. Его участие в этом проекте - большая честь для меня. Наконец, спасибо моей жене Синди Блох (Cindy В, которая своим ободрением, а подчас и угрозами помогла мне написать эту книгу. Благодарю зачтение каждой статьи в необработанном виде, за помощь при работе с программой Framemaker, за написание предметного указателя и зато, что терпела меня, пока я корпел над этой книгой. XlV Содержание автора. Введение. Создание и уничтожение объектов 1. Рассмотрите возможность замены конструкторов статическими методами генерации Свойство синглтона обеспечивайте закрытым конструктором Отсутствие экземпляров обеспечивает закрытый конструктор Не создавайте дублирующих объектов Уничтожайте утаревшие ссылки ( на объекты Остерегайтесь методов finalize………………………………………………..19 3. Методы, общие для всех объектов 7. Переопределяя метод euals, соблюдайте общие соглашения Переопределяя метод equals? Всегда переопределяйте hashCode…...................................................................................................35 Всегда переопределяйте метод toString……………………………………..40 Соблюдайте осторожность при переопределении метода clone………..43 Подумайте над реализацией интерфейса Comparable…………………..........................................................................51 4. Классы и интерфейсы 12. Сводите к минимуму доступность классов и членов 13. Предпочтитайте постоянство Предпочитайте компановку наследованию Проектируйте и документируйте наследование либо запрещайте его Предпочитайте интерфейсы абстрактным классам Используйте интерфейсы только для определения типов Предпочитайте статистические классы-члены нестатическим………….87 5. Замена конструкций на языке Заменяйте структуру классом Заменяйте объединение иерархией классов Заменяйте конструкцию enum классом Указатель на функцию заменяйте классом и интерфейсом. Методы 23. Проверяйте достоверность параметров При необходимости создавайте резервные копии Тщательно проектируйте сигнатуру Перезагружая методы, соблюдайте осторожность Возвращайте массив нулевой длины, а не null……………………………125 Для всех открытых элементов АР пишите dос-комментарии………….127 7. Общие вопросы программирования 29. Сводите к минимуму область видимости локальных переменных Изучите библиотеки и пользуйтесь ими Если требуются точные ответы, избегайте использования типов float и doubIe……………………………………………………………………………..139 Не используйте строку там, где более уместен иной тип При конкатенации строк опасайтесь потери производительности Для ссылки на объект используйте его интерфейс Предпочитайте интерфейс отражению класса Соблюдайте осторожность при использовании машинно-зависимых методов Соблюдайте осторожность при оптимизации выборе имен придерживайтесь общепринятых соглашений. Исключения Используйте исключения лишь в исключительных ситуациях Применяйте обрабатываемые исключения для восстановления, для программных ошибок используйте исключения времени выполнения Избегайте ненужных обрабатываемых исключений Предпочитайте стандартные исключения Инициируйте исключения, соответствующие абстракции Для каждого метода документируйте все инициируемые исключения В описание исключения добавляйте информацию о сбое Добивайтесь атомарности методов по отношению к сбоям Не игнорируйте исключений. Потоки 48. Синхронизируйте доступ потоков к совместно используемым изменяемым данным Избегайте избыточной синхронизации Никогда не вызывайте метод wait вне цикла Не попадайте в зависимость от планировщика потоков При работе с потоками документируйте уровень безопасности Избегайте группировки потоков. Сериализация 54. Соблюдайте осторожность при реализации интерфейса SerializabIe………………………………………………………………… ………...199 Рассмотрите возможность использования специализированной сериализованной формы Метод readObject должен создаваться с защитой При необходимости создавайте метод readResolve………………………….217 11. Литература Предисловие Если бы сослуживец сказал вам "Моя супруга сегодня вечером готовит дома нечто необычное. Придешь" (Spouse of me this night today manufactures the unusual meal in а home. You will join?), вам в голову, вероятно, пришли бы сразу три мысли вас уже пригласили на обед английский язык не является родным для вашего сослуживца ну и прежде всего это слишком большое беспокойство. Если вы сами когда-нибудь изучали второй языка затем пробовали пользоваться им за пределами аудитории, то вам известно, что есть три вещи, которые необходимо знать каким образом структурирован язык (грамматика, как называется то, о чем вы хотите сказать (словарь, а также общепринятые и Эффективные варианты повседневной речи (лексические обороты. В аудитории обычно ограничиваются изучением лишь первых двух из этих вещей, ивы обнаруживаете, что окружающие постоянно давятся от смеха, выслушивая, как вы пытаетесь говорить понятно. Практически также обстоит дело с языком программирования. Вы должны понимать суть языка является ли он алгоритмическим, функциональным, объектно-ориентированным. Вам нужно знать словарь языка какие структуры данных, операции и возможности' предоставляют стандартные библиотеки. Кроме того, вам необходимо ознакомиться с общепринятыми и эффективными способами структурирования Кода. В книгах, посвященных языкам программирования, часто освещаются лишь первые два вопроса, приемы работы с языком, если и обсуждаются, то лишь кратко. Возможно, это происходит потому, что о первых двух вещах писать несколько проще. Грамматика и словарь - это свойства самого языка, тогда как способ его применения характеризует группу людей, пользующихся этим языком. Например, язык программирования Java - объектно-ориентированный язык с единичным наследованием, обеспечивающим для каждого метода императивный (ориентированный на действия) стиль программирования. Его библиотеки ориентированы на поддержку графических дисплеев, на работу с сетью, на распределенные вычисления и безопасность. Но как наилучшим образом использовать этот язык на практике Есть и другой аспект. Программы, в отличие от произнесенных фраз и большинства изданных книги журналов, имеют возможность меняться со временем. Недостаточно создать программный код, который эффективно работает и без труда может быть понят другими людьми. Нужно еще организовать этот код таким образом, чтобы его можно было легко модифицировать для некоторой задачи А существует десяток вариантов написания программного кода. Из этих десяти семь оказываются неуклюжими, неэффективными или запутывающими читателя. Какой же из оставшихся трех вариантов будет представлять собой программный код, который потребуется в следующем году для новой версии программы, решающей задачу А Существует много книг, по которым можно изучать грамматику языка программирования Jаvа, в том числе книги "The Java т т п п" авторов Arnold, Gosling и Holmes [ArnoldOO] и "The Java п п" авторов Gosling, Jоу, Bracha и вашего покорного слуги [JLS]. Немало книг посвящено библиотеками прикладным интерфейсам, связанным с Jаvа. Эта книга посвящена третьей теме общепринятыми эффективным приемам работы с языком Jаvа. На протяжении нескольких лет Джошуа Блох (Joshua ос) трудился в компании Sun Microsystems, работая с языком программирования Jаvа, занимаясь расширением и реализацией программного кода. Он изучил большое количество программ, написанных многими людьми, в том числе и мною. 8 настоящей книге он дает дельные советы о том, каким образом структурировать код, чтобы он работал хорошо, чтобы его могли понять другие люди, чтобы последующие модификации и усовершенствования доставляли меньше головной боли и чтобы ваши программы были приятными, элегантными и красивыми. Гай А. Стuл-младшuй (Сиу L. Steele Jr.) Берлингтон, шт. Массачусетс Апрель 2001 Предисловие автора bв г. я направился на запад, в компанию JavaSoft, как она тогда называлась, поскольку было очевидно, что именно там происходят главные события. На протяжении пяти летя работал архитектором библиотек для платформы Java. Я занимался проектированием, разработкой и обслуживанием этих библиотека также давал консультации по многим другим библиотекам. Контроль над библиотеками входе становления платформы языка Java - такая возможность предоставляется разв жизни. Не будет преувеличением сказать, что я имел честь трудиться бок о бокс великими разработчиками нашего времени. Я многое узнало языке программирования Java: что в нем работает, а что нет, как пользоваться языком и его библиотеками для получения наилучшего результата. Эта книга является попыткой поделиться с вами моим опытом, чтобы вы смогли повторить мои успехи и избежать моих неудач. Оформление книги я позаимствовал из руководства Скотта Мейерса (Scott Meyers) "Effective С" [Meyers98]; оно состоит из пятидесяти статей, каждая из которых посвящена одному конкретному правилу, направленному на улучшение программ и проектов. Я нашел такое оформление необычайно эффективными надеюсь, вы тоже его оцените. Во многих случаях я иллюстрирую статьи реальными примерами из библиотек для платформы Java. Говоря, что нечто можно сделать лучше, я старался брать программный код, который писал сам, однако иногда я пользовался разработками коллег. Приношу мои искренние извинения, если, не желая того, обидел кого-либо. Негативные примеры приведены не для того, чтобы кого-то опорочить, ас целью сотрудничества, чтобы все мы могли извлечь пользу из опыта тех, кто уже прошел этот путь. Эта книга предназначена не только для тех, кто занимается разработкой повторно используемых компонентов, тем не менее она неизбежно отражает мой опыт в написании таковых, накопленный за последние два десятилетия. Я привык думать в терминах прикладных интерфейсов (API) и предлагаю вам делать тоже. Даже если вы не занимаетесь разработкой повторно используемых компонентов, применение этих терминов поможет вам повысить качество ваших программ. Более того, нередко случается писать многократно используемые компоненты, не подозревая об этом вы создали нечто полезное, поделились своим результатом с приятелем, и вскоре у вас будет уже с полдюжины пользователей. С этого момента вы лишаетесь возможности свободно менять этот АР и получаете благодарности за все те усилия, которые потратили на его разработку, когда писали программу в первый раз. Мое особое внимание к разработке АР может показаться несколько противоестественным для ярых приверженцев новых облегченных методик создания программного обеспечения, таких как Экстремальное программирование" [Beck99]. В этих методиках особое значение придается написанию самой простой программы, какая только сможет работать. Если вы пользуетесь одной из этих методик, то обнаружите, что внимание к АР сослужит вам добрую службу в процессе последующей перестройки программы (refactoring). Основной задачей перестроения является усовершенствование структуры системы, а также исключение дублирующего программного кода. Этой цели невозможно достичь, если у компонентов системы нет хорошо спроектированного API. Ни один язык неидеален, но некоторые - великолепны. Я обнаружил, что язык программирования Java и его библиотеки в огромной степени способствуют повышению качества и производительности труда, а также доставляют радость при работе сними. Надеюсь, эта книга отражает мой энтузиазм и способна сделать вашу работу с языком Java более Эффективной и приятной. Джошуа Блох Купертино, шт. Калифорния Апрель 2001 Глава Введение bbЭтаb книга писалась стой целью, чтобы помочь вам наиболее эффективно использовать язык программирования Jаvа ТМ и его основные библиотеки j аvа.lang, java.util и java.io. В книге рассматриваются и другие библиотеки, номы не касаемся графического интерфейса пользователя и специализированных API. Книга состоит из пятидесяти семи статей, каждая из которых описывает одно правило. Здесь собран опыт самых лучших и опытных программистов. Статьи произвольно распределены по девяти главам, освещающим определенные аспекты проектирования программного обеспечения. Нет необходимости читать эту книгу от корки до корки каждая статья в той или иной степени самостоятельна. Статьи имеют множество перекрестных ссылок, поэтому вы можете с легкостью построить по книге ваш собственный учебный курс. Большинство статей сопровождается примерами программ. Главной особенностью этой книги является наличие в ней примеров программного кода, иллюстрирующих многие шаблоны (design pattern) и идиомы. Некоторые из них, такие как Singleton (статья 2), известны давно, другие появились недавно, например Finalizer Guardian (статья б) и Defensive readResolve статья 57). Где это необходимо, шаблоны и идиомы имеют ссылки на основные работы в данной области [Саmmа95]. Многие статьи содержат примеры программ, иллюстрирующие приемы, которых следует избегать. Подобные примеры, иногда называемые "антишаблонами", четко обозначены комментарием "// никогда не делайте так" В каждом таком случаев статье дается объяснение, почему пример плохи предлагается альтернатива. Эта книга не предназначена для начинающих предполагается, что вы уже хорошо владеете языком программирования Java. В противном случае обратитесь к одному из множества прекрасных изданий для начинающих [ArnoldOO, CampioneOO]. Книга построена так, чтобы быть доступной для любого, кто работает с этим языком, тем не менее она дает пищу для размышлений даже опытным программистам. 1 В основе большинства правил этой книги лежит несколько фундаментальных принципов. Ясность и простота имеют первостепенное значение. Функционирование модуля не должно вызывать удивление у него пользователя. Модули Должны быть настолько компактны, насколько это возможно, ноне более того. (В этой книге термин модуль" относится к любому программному компоненту, который используется много раз от отдельного метода до сложной системы, состоящей из нескольких пакетов) Программный код следует использовать повторно, а не копировать. Взаимозависимость между модулями должна быть сведена к минимуму. Ошибку нужно выявлять как можно раньше, в идеале - уже на стадии компиляции. Правила, изложенные в этой книге, не охватывают все сто процентов практики, но они описывают самые лучшие приемы программирования. Нет необходимости покорно следовать этим правилам, но и нарушать их нужно, лишь имея на то вескую причину. Как и для многих других дисциплин, изучение искусства программирования заключается сперва в освоении правила затем в изучении условий, когда они нарушаются. Большая часть этой книги посвящена отнюдь непроизводительности программ. Речь идет о написании понятных, правильных, полезных, надежных, гибких программ, которые удобно сопровождать. Если вы сможете сделать это, то добиться необходимой производительности будет несложно (статья 37). В некоторых статьях обсуждаются вопросы производительности, в ряде случаев приводятся показатели производительности. Эти данные, предваряемые выражением "на моей машине, следует рассматривать как приблизительные. Для справки, моя машина - это старый компьютер домашней сборки с процессором 400 МГц Pentium® II и 128 Мбайт оперативной памяти под управлением Мiсrosоft Windows NT® 4.0, на котором установлен Java 2 Standard Edition Software Development Kit (SDK) компании Sun. В состав этого SDK входит Java HotSpot тм Client УМ компании Sun - финальная реализация виртуальной машины Java, предназначенной для клиентов. При обсуждении особенностей языка программирования Jаvа и его библиотек иногда необходимо ссылаться на конкретные версии для краткости в этой книге используются "рабочие, а неофициальные номера версий. В таблице 1.1 показано соответствие между названиями версий и их рабочими номерами. В некоторых статьях обсуждаются возможности, появившиеся в версии 1.4, однако в примерах программ, за редким 'исключением, я воздерживался оттого, чтобы пользоваться ими. Эти примеры были проверены в версии 1.3. Большинство из них, если не все, без всякой переделки должны работать также с версией 1.2. Официальное название версии Рабочий номер версии 1.1.x / JRE 1.1.x 1.1 |