Effective Java学习笔记（五） 避免创建不必要的对象

本篇笔记对应原书条目6，介绍几个避免创建不必要对象的方法。

1. 采用更合适的API或工具类减少对象的创建

如果一个方法中的一些对象，每次调用都起到相同的作用，那么就可以被重用。

比如，我们不应该用如下的方式来创建一个String对象:

String str = new String("aaa");

因为当我们往构造方法里传入aaa的时候，其实这个aaa就是一个String实例了。我们等于是创建了两个String实例。

我们应该直接这么写：

String str = "aaa";

根据jdk文档，上述方式实际上等同于：

char data[] = {'a', 'a', 'a'};
String str = new String(data);

传入一个字符数组来创建String，避免了创建重复对象。

再举一个常见的例子^[2]，我们有时希望遍历一个list，将其中的元素存到一个字符串里，并用逗号分隔。我们可能会用下面这种最low的办法：

public static String listToString(List<String> list) {
    String str = "";
    for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
        str += list.get(i);
        if (i < list.size() - 1) {
            str += ",";
        }
    }
    return str;
}

这样其实在每次+=的时候都会重新创建String对象，极大地影响了性能。

我们可以修改一下，采用StringBuilder的方式来拼接list：

public static String listToString(List<String> list) {
    StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
    for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
        stringBuilder.append(list.get(i));
        if (i < list.size() - 1) {
            stringBuilder.append(",");
        }
    }
    return stringBuilder.toString();
}

这种方式每次只会生成两个实例——StringBuilder和最后返回的String。

那有没有更好的方法呢？我们可以采用Google Guava的Joiner，这样每次只用生成一个实例，如下所示：

public static String listToString(List<String> list) {
    return Joiner.on(",).join(list);
}

2. 重用相同功能的对象

有时候我们提供的API中有一些每次调用都具备相同功能的对象，那么就可以把这些对象变成静态的不可变对象，只需实例化一次即可。比如下面这个类似书中的例子^[1]:

public static boolean isNumeral(String s) {
    return s.matches("^[0-9]*$");
}

这个例子用String.matches()方法来判断字符串是否为数字。每次调用matches()方法，里面都会创建一个Pattern对象，这会对性能造成影响。

因为每次调用isNumeral实际上都会生成一个功能完全相同的Pattern对象，所以我们可以把它抽出来，变成一个静态不可变对象，如下所示：

public static final Pattern NUMBER = Pattern.compile("^[0-9]*$");

public static boolean isNumeral(String s) {
    return NUMBER.matcher(s).matches();
}

上面我们谈到了一个不可变对象的重用，接下来我们再看看可变对象的重用。可变对象的重用可以通过视图（views）来实现。比如，Map的keySet()方法就会返回Map对象所有key的Set视图。这个视图是可变的，但是当Map对象不变时，在任何地方返回的任何一个keySet都是一样的，当Map对象改变时，所有的keySet也会相应的发生改变。^[1]

3. 小心自动装箱（auto boxing）

自动装箱允许程序员混用基本类型和包装类型^[1]，在两者相计算时，程序会构造出基本类型的包装类型实例。例如，我们看书中的这个例子：

private static long sum() {
    Long sum = 0L;
    for (long i = 0; i <= Integer.MAX_VALUE; i++) 
        sum += i;
    return sum;    
}

这个例子里的sum += i处用Long型和long型相加，这样每次都会实例化一个值为i的包装类型，一共实例化了约2³¹个不必要的实例，极大地降低了系统的性能。所以我们在日常开发中，方法内尽量用基本类型，只在入出参的地方用包装类型。多留心，切忌无意识地使用到自动装箱。^[1]

其他

如果涉及到对象池的应用，除非池中的对象非常重，类似数据库连接，否则最好不要去自己维护一个对象池，因为这样会很复杂。另外，有时考虑到系统的安全性，那么我们需要进行防御性复制，这个在后面会讲到。此时，重复创建对象就是有意义的，因为比起隐含错误和安全漏洞，重复创建对象带来的性能损失是可以接受的。^[1]

总结

这个条目要求我们平时多审视我们的代码，在能不重复创建对象的地方，就不要重复创建。不要无脑写代码，而是要多留点心。这是一种非常好的编码习惯，也可以为系统带来性能上的优势。

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参考资料

1. 《Effective Java（第3版）》
2. Java之避免创建不必要的对象 https://www.jianshu.com/p/420...
3. java代码优化——避免创建不必要的对象 https://www.jianshu.com/p/83a...