Java 開發(fā)中十個(gè)讓人頭疼的 Bug

作者： cxuan 2021-10-09 09:47:14

作為 Java 開發(fā)，我們?cè)趯懘a的過程中難免會(huì)產(chǎn)生各種奇思妙想的 bug ，有些 bug 就挺讓人無奈的，比如說各種空指針異常，在 ArrayList 的迭代中進(jìn)行刪除操作引發(fā)異常，數(shù)組下標(biāo)越界異常等。

那個(gè)誰，今天又寫 bug 了，沒錯(cuò)，他說的好像就是我。。。。。。

如果你不小心看到同事的代碼出現(xiàn)了我所描述的這些 bug 后，那你就把我這篇文章甩給他!!!你甩給他一篇文章，并讓他關(guān)注了一波 cxuan，你會(huì)收獲他在后面像是如獲至寶并滿眼崇拜大神的目光。

廢話不多說，下面進(jìn)入正題。

錯(cuò)誤一：Array 轉(zhuǎn)換成 ArrayList

Array 轉(zhuǎn)換成 ArrayList 還能出錯(cuò)?這是哪個(gè)笨。。。。。。

等等，你先別著急說，先來看看是怎么回事。

如果要將數(shù)組轉(zhuǎn)換為 ArrayList，我們一般的做法會(huì)是這樣

List<String> list = Arrays.asList(arr);

Arrays.asList() 將返回一個(gè) ArrayList，它是 Arrays 中的私有靜態(tài)類，它不是 java.util.ArrayList 類。如下圖所示

Arrays 內(nèi)部的 ArrayList 只有 set、get、contains 等方法，但是沒有能夠像是 add 這種能夠使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變的方法，所以 Arrays 內(nèi)部的 ArrayList 的大小是固定的。

如果要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)能夠添加元素的 ArrayList ，你可以使用下面這種創(chuàng)建方式：

ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<String>(Arrays.asList(arr));

因?yàn)?ArrayList 的構(gòu)造方法是可以接收一個(gè) Collection 集合的，所以這種創(chuàng)建方式是可行的。

錯(cuò)誤二：檢查數(shù)組是否包含某個(gè)值

檢查數(shù)組中是否包含某個(gè)值，部分程序員經(jīng)常會(huì)這么做：

Set<String> set = new HashSet<String>(Arrays.asList(arr)); 
return set.contains(targetValue);

這段代碼雖然沒錯(cuò)，但是有額外的性能損耗，正常情況下，不用將其再轉(zhuǎn)換為 set，直接這么做就好了：

return Arrays.asList(arr).contains(targetValue);

或者使用下面這種方式(窮舉法，循環(huán)判斷)

for(String s: arr){ 
 if(s.equals(targetValue)) 
  return true; 
} 
return false;

上面第一段代碼比第二段更具有可讀性。

錯(cuò)誤三：在 List 中循環(huán)刪除元素

這個(gè)錯(cuò)誤我相信很多小伙伴都知道了，在循環(huán)中刪除元素是個(gè)禁忌，有段時(shí)間內(nèi)我在審查代碼的時(shí)候就喜歡看團(tuán)隊(duì)的其他小伙伴有沒有犯這個(gè)錯(cuò)誤。

說到底，為什么不能這么做(集合內(nèi)刪除元素)呢?且看下面代碼

ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(Arrays.asList("a", "b", "c", "d")); 
for (int i = 0; i < list.size(); i++) { 
 list.remove(i); 
} 
System.out.println(list);

這個(gè)輸出結(jié)果你能想到么?是不是蠢蠢欲動(dòng)想試一波了?

答案其實(shí)是 [b,d]

為什么只有兩個(gè)值?我這不是循環(huán)輸出的么?

其實(shí)，在列表內(nèi)部，當(dāng)你使用外部 remove 的時(shí)候，一旦 remove 一個(gè)元素后，其列表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，一開始集合總?cè)萘渴?4，remove 一個(gè)元素之后就會(huì)變?yōu)?3，然后再和 i 進(jìn)行比較判斷。。。。。。所以只能輸出兩個(gè)元素。

你可能知道使用迭代器是正確的 remove 元素的方式，你還可能知道 for-each 和 iterator 這種工作方式類似，所以你寫下了如下代碼

ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(Arrays.asList("a", "b", "c", "d")); 
  
for (String s : list) { 
 if (s.equals("a")) 
  list.remove(s); 
}

然后你充滿自信的 run xxx.main() 方法，結(jié)果。。。。。。ConcurrentModificationException

為啥呢?

那是因?yàn)槭褂?ArrayList 中外部 remove 元素，會(huì)造成其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和游標(biāo)的改變。

在阿里開發(fā)規(guī)范上，也有不要在 for-each 循環(huán)內(nèi)對(duì)元素進(jìn)行 remove/add 操作的說明。

所以大家要使用 List 進(jìn)行元素的添加或者刪除操作，一定要使用迭代器進(jìn)行刪除。也就是

ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(Arrays.asList("a", "b", "c", "d")); 
Iterator<String> iter = list.iterator(); 
while (iter.hasNext()) { 
 String s = iter.next(); 
  
 if (s.equals("a")) { 
  iter.remove(); 
 } 
}

.next() 必須在 .remove() 之前調(diào)用。在 foreach 循環(huán)中，編譯器會(huì)在刪除元素的操作后調(diào)用 .next()，導(dǎo)致ConcurrentModificationException。

錯(cuò)誤四：Hashtable 和 HashMap

這是一條算法方面的規(guī)約：按照算法的約定，Hashtable 是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的名稱，但是在 Java 中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的名稱是 HashMap，Hashtable 和 HashMap 的主要區(qū)別之一就是 Hashtable 是同步的，所以很多時(shí)候你不需要 Hashtable ，而是使用 HashMap。

錯(cuò)誤五：使用原始類型的集合

這是一條泛型方面的約束：

在 Java 中，原始類型和無界通配符類型很容易混合在一起。以 Set 為例，Set 是原始類型，而 Set 是無界通配符類型。

比如下面使用原始類型 List 作為參數(shù)的代碼：

public static void add(List list, Object o){ 
 list.add(o); 
} 
public static void main(String[] args){ 
 List<String> list = new ArrayList<String>(); 
 add(list, 10); 
 String s = list.get(0); 
}

這段代碼會(huì)拋出 java.lang.ClassCastException 異常，為啥呢?

使用原始類型集合是比較危險(xiǎn)的，因?yàn)樵碱愋蜁?huì)跳過泛型檢查而且不安全，Set、Set 和 Set 存在巨大的差異，而且泛型在使用中很容易造成類型擦除。

大家都知道，Java 的泛型是偽泛型，這是因?yàn)?Java 在編譯期間，所有的泛型信息都會(huì)被擦掉，正確理解泛型概念的首要前提是理解類型擦除。Java 的泛型基本上都是在編譯器這個(gè)層次上實(shí)現(xiàn)的，在生成的字節(jié)碼中是不包含泛型中的類型信息的，使用泛型的時(shí)候加上類型參數(shù)，在編譯器編譯的時(shí)候會(huì)去掉，這個(gè)過程成為類型擦除。

如在代碼中定義List和List等類型，在編譯后都會(huì)變成List，JVM 看到的只是List，而由泛型附加的類型信息對(duì) JVM 是看不到的。Java 編譯器會(huì)在編譯時(shí)盡可能的發(fā)現(xiàn)可能出錯(cuò)的地方，但是仍然無法在運(yùn)行時(shí)刻出現(xiàn)的類型轉(zhuǎn)換異常的情況，類型擦除也是 Java 的泛型與 C++ 模板機(jī)制實(shí)現(xiàn)方式之間的重要區(qū)別。

比如下面這段示例：

public class Test { 
 
    public static void main(String[] args) { 
 
        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<String>(); 
        list1.add("abc"); 
 
        ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<Integer>(); 
        list2.add(123); 
 
        System.out.println(list1.getClass() == list2.getClass()); 
    } 
 
}

在這個(gè)例子中，我們定義了兩個(gè)ArrayList數(shù)組，不過一個(gè)是ArrayList泛型類型的，只能存儲(chǔ)字符串;一個(gè)是ArrayList泛型類型的，只能存儲(chǔ)整數(shù)，最后，我們通過list1對(duì)象和list2對(duì)象的getClass()方法獲取他們的類的信息，最后發(fā)現(xiàn)結(jié)果為true。說明泛型類型String和Integer都被擦除掉了，只剩下原始類型。

所以，最上面那段代碼，把 10 添加到 Object 類型中是完全可以的，然而將 Object 類型的 "10" 轉(zhuǎn)換為 String 類型就會(huì)拋出類型轉(zhuǎn)換異常。

錯(cuò)誤六：訪問級(jí)別問題

我相信大部分開發(fā)在設(shè)計(jì) class 或者成員變量的時(shí)候，都會(huì)簡(jiǎn)單粗暴的直接聲明 public xxx，這是一種糟糕的設(shè)計(jì)，聲明為 public 就很容易赤身裸體，這樣對(duì)于類或者成員變量來說，都存在一定危險(xiǎn)性。

錯(cuò)誤七：ArrayList 和 LinkedList

哈哈哈，ArrayList 是我見過程序員使用頻次最高的工具類，沒有之一。

當(dāng)開發(fā)人員不知道 ArrayList 和 LinkedList 的區(qū)別時(shí)，他們經(jīng)常使用 ArrayList(其實(shí)實(shí)際上，就算知道他們的區(qū)別，他們也不用 LinkedList，因?yàn)檫@點(diǎn)性能不值一提)，因?yàn)榭雌饋?ArrayList 更熟悉。。。。。。

但是實(shí)際上，ArrayList 和 LinkedList 存在巨大的性能差異，簡(jiǎn)而言之，如果添加/刪除操作大量且隨機(jī)訪問操作不是很多，則應(yīng)首選 LinkedList。如果存在大量的訪問操作，那么首選 ArrayList，但是 ArrayList 不適合進(jìn)行大量的添加/刪除操作。

錯(cuò)誤八：可變和不可變

不可變對(duì)象有很多優(yōu)點(diǎn)，比如簡(jiǎn)單、安全等。但是不可變對(duì)象需要為每個(gè)不同的值分配一個(gè)單獨(dú)的對(duì)象，對(duì)象不具備復(fù)用性，如果這類對(duì)象過多可能會(huì)導(dǎo)致垃圾回收的成本很高。在可變和不可變之間進(jìn)行選擇時(shí)需要有一個(gè)平衡。

一般來說，可變對(duì)象用于避免產(chǎn)生過多的中間對(duì)象。比如你要連接大量字符串。如果你使用一個(gè)不可變的字符串，你會(huì)產(chǎn)生很多可以立即進(jìn)行垃圾回收的對(duì)象。這會(huì)浪費(fèi) CPU 的時(shí)間和精力，使用可變對(duì)象是正確的解決方案(例如 StringBuilder)。如下代碼所示：

String result=""; 
for(String s: arr){ 
 result = result + s; 
}

所以，正確選擇可變對(duì)象還是不可變對(duì)象需要慎重抉擇。

錯(cuò)誤九：構(gòu)造函數(shù)

首先看一段代碼，分析為什么會(huì)編譯不通過?

發(fā)生此編譯錯(cuò)誤是因?yàn)槲炊x默認(rèn) Super 的構(gòu)造函數(shù)。在 Java 中，如果一個(gè)類沒有定義構(gòu)造函數(shù)，編譯器會(huì)默認(rèn)為該類插入一個(gè)默認(rèn)的無參數(shù)構(gòu)造函數(shù)。如果在 Super 類中定義了構(gòu)造函數(shù)，在這種情況下 Super(String s)，編譯器將不會(huì)插入默認(rèn)的無參數(shù)構(gòu)造函數(shù)。這就是上面 Super 類的情況。

要想解決這個(gè)問題，只需要在 Super 中添加一個(gè)無參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)即可。

public Super(){ 
    System.out.println("Super"); 
}

錯(cuò)誤十：到底是使用 "" 還是構(gòu)造函數(shù)

考慮下面代碼：

String x = "abc"; 
String y = new String("abc");

上面這兩段代碼有什么區(qū)別嗎?

可能下面這段代碼會(huì)給出你回答

String a = "abcd"; 
String b = "abcd"; 
System.out.println(a == b);  // True 
System.out.println(a.equals(b)); // True 
  
String c = new String("abcd"); 
String d = new String("abcd"); 
System.out.println(c == d);  // False 
System.out.println(c.equals(d)); // True